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现代隧道技术
 
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现代隧道技术
 
2018年 55卷 6期
刊出日期:2018-12-25

综述与探讨
试验与研究
分析与计算
施工技术
   
综述与探讨
1 王建宇
理念的更新——对软弱围岩隧道工程的思考
文章着眼于矿山法修建的软弱围岩隧道工程,从现代隧道工程理念出发,探讨了隧道开挖引起的围岩力学形态从松弛到离散的变化过程以及针对这种过程的控制技术和超前支护的功能等问题;针对高地应力软弱围岩挤压性大变形的难题,文章着重论述了可让型支护系统作用原理和设计方法。在此基础上,结合工程实际提出了几点看法,供进一步探索、思考和实践。
2018 Vol. 55 (6): 1-10 [摘要] ( 655 ) [HTML 1KB] [PDF 2118KB] ( 1390 )
11 汪家雷 纪新博
顶管顶力计算方法比较分析
顶力是顶管工程施工中最关键的参数,合理计算顶力对于顶管工程安全顺利的施工起着至关重要的作用。现阶段计算顶力的方法颇多,使用不同的计算方法会对计算结果产生一定影响。为此,文章总结了现阶段国内外的顶力(或摩阻力)计算方法,对比分析了现有计算方法的优缺点和适用性。结果表明:顶力计算的经验方法主要区别在于给出的单位面积摩阻力所对应的土层划分方法和考虑因素不同,以及相同土层管-土间单位面积摩阻力的取值不同;顶力计算的理论方法主要区别在于拱顶竖向土压力的计算方法不同,并且受顶管覆土深度影响较大;顶力数值模拟计算方法主要区别在于模拟程序基于的理论以及模拟过程中所考虑的施工因素不同。
2018 Vol. 55 (6): 11-18 [摘要] ( 860 ) [HTML 1KB] [PDF 2323KB] ( 1838 )
19 胡 炜 1 赵东平 1 谭信荣 1 高 焱 2
基于可靠度理论的隧道洞门结构计算软件开发
铁路隧道洞门结构按概率极限状态法设计时,需考虑墙身抗压、抗裂、抗倾覆、抗滑移及地基承载力 5种极限状态。为评定洞门结构可靠性,需对不同极限状态下的可靠度指标或承载力极限状态进行计算。传统方法一般采用手算并结合 MATTLAB、ANSYS、EXCEL等软件进行计算,其计算效率低,实用性不高。针对以上问题,文章基于 Visual Basic平台,开发了基于极限状态法的隧道洞门结构计算软件。该程序实现了洞门结构 5种极限状态的可靠度指标和承载力极限状态的快速计算功能,并提供了 3种可靠度指标计算方法,包括 JC法、分位值法与蒙特卡洛法,软件计算结果可写入 Excel模板文件,大大提高了隧道洞门结构计算效率。通过与手算结果对比,验证了该软件计算结果的准确性。
2018 Vol. 55 (6): 19-25 [摘要] ( 731 ) [HTML 1KB] [PDF 2253KB] ( 1619 )
26 智 鹏 史天运 王万齐 解亚龙
高速铁路隧道工程精益化建设管理关键技术
施工技术复杂多样、不可预见风险因素多和所处不良地质复杂多变是制约高速铁路隧道安全高效建设的主要因素,要实现隧道工程的高效建设,就要提高隧道建设管理模式和信息化应用水平。基于此,文章首先研究提出高速铁路隧道精益化建设管理应用模式;然后重点深入研究 BIM、超前地质预报、隧道围岩量测、三维断面扫描等关键技术在高速铁路隧道工程精益化建设管理中的深度融合应用,并研发了轻门户移动端和云服务信息管理系统;最后结合工程实际应用进行验证,实现了对隧道工程建设中重难点风险源监控、关键任务红线管控和安全质量问题的有效管理,有效地提高了各参建单位协同作业效率,达到了精益化建设管理目标。
2018 Vol. 55 (6): 26-32 [摘要] ( 704 ) [HTML 1KB] [PDF 5114KB] ( 1948 )
33 于太彰 1 李建斌 2 荆留杰 1,3 徐受天 1 徐剑安 1
TBM施工信息云计算平台的设计与实践
TBM施工数据流失、信息壁垒以及缺乏深度挖掘等问题制约了TBM领域基础技术的进步。文章针对以上问题,以构建 TBM 施工信息云计算平台为目标,提出了 TBM 掘进数据“Born by digit,Born in format,Born to the cloud”的“3B”理念,解决了TBM施工过程信息采集、传输和存储问题,建成了TBM机群海量异构信息智能传输系统和大数据仓库;同时,以 Hadoop系统为生态圈设计了云计算平台架构模型,并基于此模型搭建云计算平台,部署相关算法,不仅实现了在线监控、数据共享等信息管理功能,更基于大数据技术,开展了TBM岩-机相互作用关系数据规律挖掘等工作,探索了信息平台的发展方向。
2018 Vol. 55 (6): 33-41 [摘要] ( 650 ) [HTML 1KB] [PDF 4905KB] ( 1810 )
42 陈 涛
隧道及地铁工程预警控制平台建设
文章通过介绍隧道及地铁工程预警控制平台的建设及应用,统筹分析了隧道及地铁施工过程中的相关数据,以便更加准确地指导隧道及地铁现场施工,保障施工安全快速进行,确保施工安全和质量,并提高施工企业的管理效率。平台采用自动触发和手动预判触发双重预警控制,结合红线卡控、围岩变形、施工材料容差以及隧道超前地质预报四项预警内容,控制隧道及地铁施工质量,保证施工安全;平台实现全集团公司所有隧道及地铁工程的集中管理,所有施工信息和有效数据通过互联网即时传输,有效地降低了管理成本,提高了工作效率。
2018 Vol. 55 (6): 42-52 [摘要] ( 619 ) [HTML 1KB] [PDF 5563KB] ( 1590 )
分析与计算
53 张继勋 1 杨 帆 2 任旭华 1 张道法 3
基于遗传算法的地下洞室围岩力学参数反分析
围岩是地下洞室的主要承载结构,设计分析时采用的围岩力学参数是否合理直接影响计算结果的可靠性。文章结合某水电站引水隧洞工程,根据围岩监测数据,基于遗传算法,对ABAQUS商业软件进行二次开发,编写了遗传算法程序,对地下洞室围岩力学参数进行反分析,利用反分析得到的参数与工程设计采用的参数进行对比,分析讨论设计采用参数的合理性。结果表明,围岩参数反演值大于设计值,利用反演得到的参数进行计算,位移值小于初始参数的计算值,说明设计采用的参数取值偏安全。类似洞段的分析结果表明,文章采用的方法在类似工程的参数分析中具有很好的适用性。
2018 Vol. 55 (6): 53-58 [摘要] ( 667 ) [HTML 1KB] [PDF 1171KB] ( 1553 )
59 刘海涛 1 周 辉 2 卢景景 2 胡大伟 2 杨凡杰 2
深埋隧洞岩爆的抽样概率预测方法
随着我国地下工程建设逐步向深部发展,大量岩体工程受到岩爆灾害的威胁。因此,岩爆预测方法的研究对于施工过程的灾害控制和施工参数的正确确定具有重要意义。然而,岩爆的发生具有一定的随机性,导致其随机发生的一个很重要的因素是由实际工程岩体的非均质特性导致的岩体力学参数的随机性。鉴于此,文章基于不确定性的可靠度理论与数值计算手段相结合的方法,提出了一种深埋隧洞岩爆的抽样概率预测方法。首先,将岩体力学参数视为随机变量,通过室内试验并结合 Bayes方法获得力学参数的分布类型及其数字特征;其次,利用可靠度理论中的蒙特卡洛方法,通过随机抽样构建一组数值计算样本;最后,对样本进行数值分析,并对样本数值计算结果进行统计,从而获得岩爆发生的概率。采用该预测方法,对锦屏二级水电站 3#试验洞 F支洞的岩爆案例进行了分析和预测。结果表明:预测分析结果与实际岩爆情况一致,且该方法简单实用,可为深埋隧洞岩爆预测提供有益的参考。
2018 Vol. 55 (6): 59-66 [摘要] ( 767 ) [HTML 1KB] [PDF 2431KB] ( 1378 )
67 王天彪 1 贾苍琴 2
引入地层特征值MS对盾构隧道施工引起的地面沉降规律的初步研究
文章以北京地铁某盾构区间隧道为研究对象,通过分析地表沉降监测数据,提出了以改进双曲线模型拟合地面沉降规律、用特征值MS评价盾构施工条件下地层情况的方法,并研究了地层参数与地表沉降之间的关系。结果表明:盾构隧道施工引起的地表沉降规律符合双曲线分布特征,且在 30 d时基本稳定;MS值越大,地层条件越好,地面沉降越小;改进双曲模型参量与地层特征值MS存在一定规律性。该研究成果对盾构施工中的地表沉降变形预测具有一定的参考价值。
2018 Vol. 55 (6): 67-72 [摘要] ( 668 ) [HTML 1KB] [PDF 1529KB] ( 1521 )
73 温世儒
岩溶隧道土质围岩段地表沉降估算方法研究
岩溶隧道土质围岩段在渗水条件下易产生地表下沉。为此,文章考虑掌子面渗水导致水位下降而引起的地表沉降,提出了一种潜水稳定渗流下的地表沉降估算方法。文章基于渗流和固结理论分析了渗水条件下围岩中土体单元的自重有效应力和渗流有效应力的变化,并以降水漏斗曲线为界线对围岩沉降区域进行划分;基于开挖横断面建立了二维平面并通过二重积分分析推导了在渗水条件下由渗流作用引起的隧道地表沉降估算公式。文章以广西壮族自治区六寨—河池高速公路瑶寨隧道为依托,分别采用现场实测与估算的方法对土质围岩段地表沉降进行预测,结果表明:两种方法所得结果整体上较为接近,但在距离开挖面 3 m的水平开挖径向范围内,实测值大于估算值。研究内容可为渗水条件下岩溶隧道土质围岩段的地表沉降估算提供参考。
2018 Vol. 55 (6): 73-79 [摘要] ( 724 ) [HTML 1KB] [PDF 2437KB] ( 1381 )
80 苑绍东 1 杨 林 2 黄 舰 2
并行隧道工程中后行隧道分步开挖对先行隧道横纵向地表沉降的影响研究
并行隧道作为一种经济有效的隧道结构形式正逐步成为地下轨道交通设计的主流隧道结构形式之一,但其受力复杂,各种因素相互牵制,致使由其开挖引起的地表沉降规律问题成为亟待解决的难题。文章基于有限元数值模拟,结合青岛某地铁工程实例的地表沉降数据,分析了后行隧道分步开挖引起的先行隧道地表横纵向沉降速率和沉降范围的演化规律,并揭示了地表原始沉降槽随后行隧道分步开挖的变形规律。研究表明,原始横向沉降槽中最大沉降点因开挖参数和地质参数影响以特定速率向两隧道对称点偏移,先行隧道原始纵向地表各点沉降也按照“近大远小”的规律沿后行隧道开挖方向以类似波动方式传递。
2018 Vol. 55 (6): 80-86 [摘要] ( 746 ) [HTML 1KB] [PDF 4040KB] ( 1622 )
87 侯新宇 袁娇娇 蔺彦玲
外墙插入比对坑中坑基坑变形影响的敏感性分析
文章以苏州某地铁换乘站坑中坑基坑为基本模型,采用土体卸载条件下的 HS有限元模型,系统研究了外墙插入比对坑中坑基坑支护结构和基坑土体变形的影响。结果表明:随着外墙插入比增加,外墙墙身最大侧移减小,但均在 30~35 mm范围内,墙脚侧向变形以线性规律增加明显;内墙顶端侧向变形以线性规律增加显著,而墙身侧向变形最值增加不明显,墙体底端无明显改变;内坑坑底隆起超过 90 mm,受外墙插入比影响甚微;外坑坑底隆起超过 70 mm,隆起量受外墙插入比的影响随着距离外墙减小而增加;外坑坑背土体沉降显著,距外墙 14 m范围内沉降随外墙插入比增加而减小,外墙插入比为 0.25时沉降量最大,14 m范围外则出现相反趋势。鉴于此,在确保坑中坑安全和环境影响前提下,确定合理的外墙插入比对坑中坑实施具有重要意义。
2018 Vol. 55 (6): 87-93 [摘要] ( 635 ) [HTML 1KB] [PDF 3086KB] ( 1550 )
94 赵智涛 1,2 曹伍富 1,2 王 霆 1,2
隧道爬坡开挖与水平开挖掌子面稳定性对比分析
地铁附属结构施工时受场地及工期影响往往采取爬坡开挖方式。为了确定其掌子面的安全状态,文章通过理论分析并结合数值模拟,对比分析了爬坡开挖与水平开挖下掌子面的稳定性。其中,采用极限分析上限法掌子面破坏区假定,对比分析了爬坡开挖与水平开挖的破坏区影响范围及位置;采用数值分析方法,研究了爬坡与水平开挖不同工况下等值应变区的位置和掌子面水平位移变化规律。分析结果表明:隧道爬坡开挖造成的影响区范围略大于水平开挖,影响区位置比水平开挖略低;掌子面 0~1/3高度范围内爬坡开挖引起的水平位移比水平开挖略大,掌子面 1/3高度以上范围内略小;爬坡与水平开挖下掌子面最大水平位移均位于掌子面 1/3高度处,且爬坡开挖下掌子面变形并不大于水平开挖;在不考虑超前支护的情况下,爬坡与水平开挖的掌子面稳定性基本一致,而在选取适宜的超前支护措施前提下,能够保证掌子面的稳定性。
2018 Vol. 55 (6): 94-100 [摘要] ( 857 ) [HTML 1KB] [PDF 3005KB] ( 1360 )
101 丁燕平 1,2,3 徐林生 1,2
外水压力作用下深埋公路隧道衬砌受力特性与安全性研究
随着环保要求的日益提高,针对富水隧道工程提出了“以堵为主、限量排放”的治水理念,因此在设计时应充分考虑山岭富水地段隧道衬砌结构的抗水压能力。文章以春天门隧道为工程实例,采用“荷载-结构”模型对全断面承压情况下的抗水压衬砌结构进行了分析,得到了隧道抗水压衬砌结构的受力特征。结果表明,采用近圆形衬砌结构形式,能够较好地承受外水压荷载;衬砌结构全截面受压,拱脚小半径连接处隧道衬砌结构轴力和弯矩最大,相应的安全系数较小,为结构的最薄弱处。
2018 Vol. 55 (6): 101-107 [摘要] ( 696 ) [HTML 1KB] [PDF 3690KB] ( 1582 )
108 张俊儒 1 欧小强 1,2 郑 强 1 龚彦峰 3
超大断面隧道在双层初期支护下的拆撑安全性研究
目前多线隧道及超大断面隧道的修建呈发展趋势。但在施作二次衬砌时,临时支撑的拆除将是整个结构受力转换的薄弱点,故保证拆撑过程中的结构安全具有重要意义。鉴于目前国内外关于超大断面隧道双层初期支护下的拆撑安全性分析仍缺乏系统的研究,文章结合实际工程,采用以数值分析为主,现场实测印证为辅的方式,对新考塘隧道拆撑时两层初期支护的内力演变以及各自的安全性进行了分析,初步证明了双层初期支护对于拆撑过程安全性的控制效果。研究结果表明:(1)在支护厚度和纵向一次性拆撑长度保持不变时,拆撑前后的安全系数表现为:双层初期支护下的二次初期支护>双层初期支护下的一次初期支护>单层初期支护。安全系数的变化幅度表现为:双层初期支护下的一次初期支护<单层初期支护<双层初期支护下的二次初期支护;(2)在支护形式相同时,随着一次性拆撑长度的增加,其安全系数呈现先增大后减小的趋势。根据各工况计算结果,该工程合理的一次性拆撑长度为 9 m左右。
2018 Vol. 55 (6): 108-116 [摘要] ( 735 ) [HTML 1KB] [PDF 4471KB] ( 1316 )
117 高 波 1 李方明 2,3 朱利明 2 刘雪珠 4
地铁车站深基坑邻近浅基础房屋保护措施研究
文章以深厚软土场地上地铁车站深基坑开挖对邻近两排房屋的影响为研究对象,探讨了隔离桩和锚杆静压桩组合加固措施对房屋的保护作用。通过建立二维平面应变有限元分析模型,模拟隔离桩桩径、桩长和桩位对第一排房屋沉降影响规律,提出了合理的桩长、桩径和桩位设计参数。针对提出的隔离桩设计参数,模拟计算无隔离桩及锚杆静压桩加固措施、有隔离桩无锚杆静压桩加固措施、无隔离桩有锚杆静压桩加固措施和有隔离桩及锚杆静压桩加固措施四种工况下前后两排房屋沉降变形情况,从而合理准确地预测地铁车站深基坑开挖施工对邻近房屋安全影响程度。
2018 Vol. 55 (6): 117-123 [摘要] ( 649 ) [HTML 1KB] [PDF 2358KB] ( 1452 )
124 金斯科 1,2 金佳丽 1 龚延风 2,3
适用于公路隧道湍流的亚滤波尺度模型修正
公路隧道流场的复杂性给数值计算带来了极大的困难,动态涡粘性模型和动态混合模型都存在小尺寸涡的耗散过大问题。主要原因在于,公路隧道湍流在壁面附近存在强剪切应力,以致于小尺寸涡的耗散较大,但模型的耗散量不足以使之平衡。湍流能量级串机制的研究表明,在湍流场中,大尺度运动对小尺度运动的细节不敏感。所以,只要亚滤波尺度模型提供了恰当的动能耗散率,大尺度运动的模拟结果就能获得大致正确的统计规律。基于上述思想,文章提出了一种适用于公路隧道流场的涡粘系数模型。该模型能产生恰当的动能耗散率,从而平衡亚滤波尺度运动的能量耗散。经过与模型实测数据和DNS计算结果的对比,验证了其准确性,效果理想。
2018 Vol. 55 (6): 124-130 [摘要] ( 659 ) [HTML 1KB] [PDF 2282KB] ( 1097 )
131 杨 超 李 敏 肖 宇 徐一航
配光曲线和布灯方式对隧道照明功耗及照明效果的影响
灯具的配光曲线和布灯方式影响着灯具利用系数,而灯具利用系数又影响灯具功率和路面照度,进而影响照明系统的功耗和路面照明效果。为此,文章建立了基于灯具配光曲线和布灯参数的隧道照明利用系数计算模型,选择了 4种配光曲线,对每种配光曲线均采用中央布灯、拱顶侧偏布灯、对称布灯和交错布灯 4种常用布灯方式进行优化和仿真,对隧道中间段的配光曲线和布灯方式的节能性和照明效果进行了研究。研究结果表明:对称布灯是最节能且照明效果最好的布灯方式;中央布灯方式的照明效果仅次于对称布灯方式;除了特殊形状的配光曲线,交错布灯方式功耗最大,照明效果最差;沿隧道横向的配光曲线是尖顶水滴状较好,适用于除交错以外的 3种布灯方式;沿隧道纵向的配光曲线最好是对称蝶形分布曲线,适用于 4种布灯方式;横向配光曲线是尖顶水滴状,纵向配光曲线是对称蝶形分布曲线时,适用于 4种布灯方式,且都有较好的节能性和照明效果;对称倾斜式配光曲线,其倾斜配光剖面最好与隧道横向一致,适用于对称和拱顶侧偏两种布灯方式。
2018 Vol. 55 (6): 131-138 [摘要] ( 634 ) [HTML 1KB] [PDF 2044KB] ( 1108 )
139 赵勇坚 1 龚 燚 2 丁 勇 2 董雪花 2
综合管廊天然气舱内爆炸对邻近地铁隧道的影响研究
针对综合管廊与城市地铁共同建设的方案,文章运用 AUTODYN软件对综合管廊天然气舱内爆炸对邻近地铁隧道的影响进行了数值模拟分析。分析结果表明:在综合管廊天然气舱室天然气浓度达到 10%时,200 m防火分区内 TNT当量为 41.6 kg;爆炸冲击波对圆形地铁隧道的拱顶和拱腰影响较大,需采取必要的防护措施;当周围土体为砂土材料,综合管廊处于圆形地铁隧道正上方且前行方向一致时,管廊与地铁隧道之间的垂直间距越大,爆炸冲击波对地铁隧道的影响越小;当垂直间距为 7.2 m时,最大动拉应力为 1.86 MPa(包括隧道管片静态应力,约为 1 MPa),略小于地铁隧道的抗拉强度设计值 1.89 MPa,最大振动速度与最大位移均符合相关规范以及结构稳定性要求,因此建议管廊与地铁隧道的垂直间距不小于 7.2 m。
2018 Vol. 55 (6): 139-143 [摘要] ( 717 ) [HTML 1KB] [PDF 2055KB] ( 1319 )
试验与研究
144 黄强兵 1,2 郭 瑞 3 张 宁 1 孟振江 1,2
西安地铁临潼线穿越地裂缝及断裂带隧道抗裂设防研究
文章以西安地铁临潼线穿越地裂缝和断裂带为研究背景,分析了西安地铁临潼线穿越的各条地裂缝及断裂带活动特征,确定了西安地铁临潼线设计使用期内(100 a)地裂缝最大垂直位错量的预测值和设计值。根据地裂缝最大垂直位错量和地裂缝作用下地铁分段设缝隧道的三维空间位移关系,计算确定了西安地铁临潼线隧道穿越每条地裂缝带的结构抗裂三向预留位移量。基于近场及场区地震危险性分析,考虑到断裂带具有蠕滑和粘滑两种活动模式,利用经验公式估算得到了骊山山前断裂活动可能引起的地震最大地表位错量,确定了地铁临潼线隧道穿越骊山山前断裂带的结构断面扩大预留位移为 500 mm。研究结果可为西安地铁临潼线穿越地裂缝和活动断裂带的结构抗裂设计提供重要依据。
2018 Vol. 55 (6): 144-151 [摘要] ( 684 ) [HTML 1KB] [PDF 2585KB] ( 1328 )
152 朱瑶宏 1 张雨蒙 2 夏杨于雨 2 董子博 3 柳 献 2
通用环错缝拼装隧道极限承载能力足尺试验研究
针对隧道周边水土流失对隧道结构的正常运营与安全使用产生的严重影响,文章采用拟静力的试验方法对周边卸载工况下通用环错缝拼装盾构隧道结构承载能力进行了足尺试验研究,具体介绍了试验方案和加载方案的设计,提供了结构变形、裂缝展开、管片纵环缝变形和螺栓受力的发展情况以及破坏过程等试验结果,并对结构的承载性能和破坏机理进行分析。试验结果表明:结构收敛的荷载-位移曲线呈弹塑性特征,在初始阶段,荷载位移曲线线性上升;随后环缝破坏,环间相互作用减弱,结构整体刚度降低;最终环缝凹凸榫剪坏、纵缝混凝土受压破坏以及管片本体压弯破坏,结构整体失去稳定性。
2018 Vol. 55 (6): 152-162 [摘要] ( 671 ) [HTML 1KB] [PDF 4728KB] ( 1260 )
163 陈富强 1,2 田 唯 1,2 张永涛 1,2 翟世鸿 1,2
沉管隧道节段接头混凝土剪力键与摩擦力协同抗剪机理试验研究
文章通过沉管隧道节段接头抗剪机理室内缩尺模型试验,测试了接头在不同接触应力状态及不同剪力键垫层厚度等工况下,混凝土剪力键与接触面摩擦力协同抗剪受力模式。结果表明,摩擦力对接头抗剪强度贡献显著而且可靠。
2018 Vol. 55 (6): 163-169 [摘要] ( 728 ) [HTML 1KB] [PDF 4083KB] ( 1501 )
170 苏国锋 1,3 昝月稳 1,2 孙文龙 1 蔡文博 1 胡启华 1 柳祥奎 4
车载 GPR检测运营地铁隧道的试验研究
车载探地雷达技术(GPR)是隧道及地下工程结构健康安全评估领域的一项快速无损检测技术,其改变了传统手持探地雷达天线与隧道壁紧贴的测量方式,采用了空气耦合天线非接触远距离检测方式。文章分析了该技术应用于地铁隧道健康检查的车载检测条件及工作原理,给出了其在地铁隧道的试验效果,探讨了车载 GPR技术检测地铁隧道的可行性。试验结果表明:该技术在车辆限界以内能够以地铁列车正常运行速度快速检测地铁隧道,可为运营地铁的维修管理和安全检查提供一种新的手段。
2018 Vol. 55 (6): 170-175 [摘要] ( 711 ) [HTML 1KB] [PDF 4587KB] ( 1480 )
施工技术
176 祁卫华 1 李国良 1 赵录学 1 张全亮 2 马 强 2
垂直冻结技术在大埋深山岭铁路隧道中的应用
程儿山隧道地层主要为弱胶结第三系砂岩,洞身穿越F2断层核心带,施工中多次发生突泥、涌砂及掌子面向外推移的地质灾害,施工风险极高。基于F2断层核心带高压、富水的具体情况,文章通过对多种施工方案技术性、可行性和安全性进行对比分析,首次在铁路山岭隧道中应用垂直冻结技术对地层进行加固,并对冻结方案和隧道支护措施进行了研究,可为类似地层隧道施工提供借鉴与指导。
2018 Vol. 55 (6): 176-182 [摘要] ( 810 ) [HTML 1KB] [PDF 3884KB] ( 1431 )
183 杨继华 魏 斌 齐三红 郭卫新
厄瓜多尔CCS水电站超深竖井反井钻机法施工关键问题研究
厄瓜多尔 CCS水电站为引水式电站,布置有 2条深达 537.9 m的超深竖井。经过方案比选,选择了新型 RHINO 1088DC反井钻机进行竖井施工。反井钻机法施工分为正钻导孔、反扩导井及人工扩挖 3个阶段。针对正钻导孔时的埋钻、导孔偏斜问题,反扩导井时的塌井及刀具损坏问题,人工扩挖过程中塌方、涌水及堵井问题,文章在分析其成因的基础上提出了相应的预防及处理措施,取得了良好的施工效果。CCS水电站超深引水竖井反井钻机的成功实施对国内水利水电工程深竖井施工水平的提高具有重要的借鉴意义,相关研究内容可为类似工程的竖井施工提供参考。
2018 Vol. 55 (6): 183-190 [摘要] ( 763 ) [HTML 1KB] [PDF 2047KB] ( 1791 )
191 李 围 1 任立志 2 孟庆明 2 高红兵 3 付艳军 4
盾构区间重叠隧道下穿高速铁路轨道群加固技术体系研究
在重叠隧道盾构掘进中会因多次扰动导致轨道沉降大,影响行车安全。文章针对深圳地铁 7号线笋洪区间盾构重叠隧道下穿高铁 26条轨道群实例,构建了“轨道支撑+路基加固+夹层土体加固+下隧道内支撑”的技术体系,并采用以自动化监测为主、人工监测为辅的监测方法进行了轨道沉降监测。监测结果表明,盾构重叠隧道下穿引起的高铁正线轨道的最大沉降量为-5.9 mm,小于控制值 10 mm,确保了运营安全,并验证了构建的加固技术体系的可靠性和实用性。
2018 Vol. 55 (6): 191-196 [摘要] ( 728 ) [HTML 1KB] [PDF 2055KB] ( 1713 )
197 张明聚 1 张振波 1 陈 锋 2
高压富水碎裂状岩层小半径曲线盾构隧道施工技术
在不良岩土工程条件下,盾构施工将会遇到刀具切削效果差、掘进参数设置不合理以及喷涌等技术难题。文章针对福州地铁高压富水、碎裂状岩层和长距离小半径曲线等施工难点,通过对滚刀切削力的理论计算,分析了刀具的力学性能,提出了合理的刀具配置、掘进参数和刀具更换时机;通过实践探索,采用了螺旋输送机改造、出碴控制和地面降水相结合的防喷涌措施;通过数值模拟方法分析了小半径曲线段盾构掘进开挖面稳定情况,并总结出了长距离小半径曲线段盾构掘进以及姿态控制措施。结果表明:(1)盾构机在碎裂状岩层中掘进时,岩块对于刀具的侧向冲击力很大,需对滚刀采取加固措施;(2)在总推力上升4 000~7 000 kN、扭矩上升1 000~1 500 kN·m、掘进速度小于 10 mm/min时,应结合碴样情况,考虑在合适的时机进行换刀;(3)采用所研发的螺旋输送机防喷涌装置,结合地面降水和出碴控制措施,可有效减少喷涌的发生;(4)本工程盾构机在小半径曲线上长距离掘进过程中,轴线最大偏移量、管片安装高程偏差均满足盾构施工规范要求。
2018 Vol. 55 (6): 197-203 [摘要] ( 680 ) [HTML 1KB] [PDF 2019KB] ( 1520 )
204 周智辉
复合式土压平衡盾构机在高强度硬岩中的掘进技术分析与研究
硬岩局部侵入地铁隧道开挖断面,往往对盾构顺利掘进提出较大挑战。盾构通过硬岩段时存在的主要问题是滚刀非正常磨损严重,开挖系统综合性能大大降低,造成推进参数异常、贯入度小、掘进速度极低等问题。文章依托深圳地铁 9号线工程,对复合土压平衡式盾构掘进通过高强度花岗岩地层时遇到的主要问题和原因进行了分析,提出了应对措施,通过合理配置刀具、及时更换刀具以及合理确定掘进参数确保了盾构安全顺利通过硬岩段。
2018 Vol. 55 (6): 204-209 [摘要] ( 771 ) [HTML 1KB] [PDF 2822KB] ( 1567 )
210 龚成明 1 罗永君 2 张 军 2
隧道衬砌缺陷防治技术研究
隧道衬砌缺陷主要包括厚度不足、空洞、开裂、掉块、渗漏水等,对铁路隧道运营安全的危害极大。文章结合现场施工情况,对衬砌缺陷产生原因进行了分析研究,提出了克服衬砌缺陷防治的技术措施,并在施工现场进行试验和检测。结果表明,该技术措施可靠,防治效果良好,达到了“以防为主,防治结合”的目的。
2018 Vol. 55 (6): 210-216 [摘要] ( 715 ) [HTML 1KB] [PDF 2850KB] ( 1900 )
217 黎 庶 1 管德鹏 2
单线铁路隧道衬砌台车软性搭接改造施工技术
铁路隧道运营的最大安全隐患就是隧道拱部掉块及仰拱隆起。产生掉块的主要原因有施工缝处衬砌台车挤压、施工缝止水带悬臂端切割混凝土、拱部施工冷缝、混凝土质量缺陷等,但最普遍并最严重的质量问题是由衬砌台车挤压造成的。为消除衬砌刚性搭接导致的隧道衬砌拱部掉块缺陷,文章通过在中老铁路努瓦山隧道施工中对隧道衬砌台车进行改造,采用托盘+橡胶垫片的软性搭接技术,有效解决了衬砌施工缝处因刚性搭接造成的质量隐患问题。
2018 Vol. 55 (6): 217-221 [摘要] ( 678 ) [HTML 1KB] [PDF 3236KB] ( 1471 )
现代隧道技术
 

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