隧道防火门分流对端部临界送风风速的影响

在单洞双线轨道交通隧道发生火灾时,人员从火源上游防火门疏散,防火门的分流作用将影响端部送风风速。采用理论计算与数值模拟相结合的方法探究其影响关系,首先通过理论分析推导出了端部临界送风风速公式;随后,利用PyroSim软件建立了全尺寸模型,并针对不同数量防火门、火源热释放速率、隧道高度的分流情况进行了研究。结果表明:在相同火源热释放速率下,防火门的分流流速随着防火门开启数量的增多而减少;相同位置防火门的分流流速随火源热释放速率的增大呈指数增长的关系;防火门总分流量随防火门开启数量与热释放速率的0.3次方之积呈线性增长的关系,而受隧道高度的影响较小;结合理论推导,建立了端部临界送风风速的数学模型。研究结果为隧道火灾情况下的人员疏散和通风设计提供了科学依据。

公铁合建双层盾构隧道设计关键技术

为解决公铁合建双层盾构隧道面临的总体布置、结构设计、汽车与地铁车辆联合振动以及通风排烟等技术难题,以武汉长江公铁隧道和济南黄河济泺路隧道工程实践为基础,采用方案综合比选、2.5维数值计算等方法,对公铁合建双层盾构隧道设计关键技术进行系统研究。结果表明:1)通过对隧道平面、纵断面和横断面的合理优化布置,并在废水泵房段、疏散楼梯段采取特殊布置方案,可减少公铁合建盾构隧道地下空间占用,并提高断面利用率,减小盾构隧道外径;2)采用半预制半现浇的管片+非封闭内衬结构型式,能充分发挥内部结构与管片衬砌的联合承载作用,显著减小河床冲淤作用;3)汽车与地铁联合振动作用对隧道影响较小,隧道基底饱和粉细砂地层不会发生液化;4)地铁隧道采用分段纵向烟道,可解决地铁长大区间无风井条件下的排烟难题,同时提高疏散便捷性,并大幅降低建设难度;5)公铁合建隧道在运营管理上不可避免地会出现交叉和影响,建议在管理界面划分和投资分劈上提前研究,便于决策。

越江盾构隧道密封垫长期防水性能模拟研究

越江盾构隧道承受水压大,对密封垫的防水性能要求较高,对内外道密封垫长期防水性能进行研究,基于材料黏弹性理论,采用数值模拟方法分析越江隧道内外道密封垫的应力松弛现象。首先不考虑密封垫应力松弛系数,进行首次数值模拟,在上述结果的基础上,考虑应力松弛系数进行第2次数值模拟,橡胶设置为黏弹性材料,使用Maxwell模型描述其松弛行为,并使用预先拟合得到的模型参数进行黏弹性分析。得到密封垫的压缩曲线及平均接触应力随时间变化曲线,通过分析,得出内外道密封垫在接缝张开量8mm、错台量6mm的情况下,使用100年后,最终应力松弛系数分别为0.75,0.61。

锦屏辅助洞(西端)岩爆分析及其防治措施

锦屏辅助洞作为锦屏水电枢纽工程（一、二级水电站）的前期控制性工程，既是沟通东、西雅砻江交通的重要通道，又是锦屏二级水电站引水隧洞的施工辅助洞和地质探洞。辅助洞具有埋深大，地应力高，围岩完整性好、强度高等特点，具备了发生弱-强岩爆的条件。施工过程中高频率岩爆严重困扰着施工安全。在总结锦屏辅助洞岩爆规律的基础上，分析了影响岩爆特征的主要因素，并针对岩爆烈度分级探讨了岩爆综合防治措施，该综合防治措施在实际应用中取得了很好的效果，为接下来的引水隧洞施工积累了丰富经验，并为国内外同类工程提供借鉴。

锦屏水利枢纽辅助洞高压大流量突涌水防治

辅助洞作为锦屏水电枢纽工程(一、二级)水电站的前期控制性工程,既是沟通东、西雅砻江交通的重要通道,又是锦屏二级水电站引水隧洞的施工辅助洞和地质探洞。辅助洞(西端)施工过程中,实际揭露出的最大地下突涌水压力大于6 MPa,最大涌水量达15.6 m3/s,洞口排水稳定流量最大达3 m3/s,丰富的地下水给辅助洞施工带来了极大的困难。经过两年多的努力以及几次大涌水防治的成功实践,积累了一定的经验,也逐步摸索出一套应对高压大流量突涌水隧洞的施工与防治方案。结合锦屏辅助洞(西端)的施工,分析了掘进过程中遇到的几次高压大流量突涌水的规律特征,对高压大流量突涌水具体防治措施作了总结归纳。辅助洞(西端)高压大流量突涌水防治经验和方法将对锦屏二级水电站引水隧洞的施工和今后类似工程建设具有借鉴作用。

盾构带压进舱开挖面稳定性分析及合理进舱换刀区间判断研究

为探究盾构隧道施工中带压进舱换刀作业的合理区段,分析带压进舱过程中开挖面的失稳规律,依托佛莞城际铁路狮子洋隧道工程,对隧道穿越不同地层进行开挖面稳定性计算分析,得到不同地层环境下的最高带压进舱埋深;提出选取适合盾构带压换刀作业断面的判别方法,并针对依托工程给出合理换刀位置选择的建议。研究得出:1)针对狮子洋隧道工程圆砾土、强风化泥质砂岩及中风化泥质砂岩3种地层,围岩自身稳定性越强,进舱时所能承受的上覆土越高,开挖面变形越小,越适合进舱作业;2)对于淤泥地层而言,由于自身流动性较强、稳定性差,不适合带压进舱作业;3)对比实际施工进舱换刀作业时施加的支护力,楔形滑块模型计算方法所得最小支护压力偏大,数值计算方法所得结果偏小,但更接近实际极限情况;4)结合现场带压进舱作业验证,本文提出的方法可以较为准确地判断隧道全区段带压进舱的可行性,可初步给出适合带压进舱工作的盾构隧道施工区间,为实际工程选择进舱作业位置给出建议。

地铁区间隧道明挖空顶法下穿既有铁路

明挖空顶法以施工便梁临时架空铁路线路为基础,采用明挖法开挖铁路路基,然后顶进预制框架结构下穿既有线。在特定条件下,与其他施工工艺相比,具有施工工期短、安全性好、造价低等特点,属于比较新的施工工艺。结合昆明轨道交通6号线一期工程区间隧道采用明挖空顶法成功下穿沪昆铁路的工程实例,对明挖空顶法的方案确定、施工图设计、施工组织等作详细叙述,为国内同类施工条件下的工程施工提供借鉴。

长隧道快速施工机械选型配套技术

结合锦屏水电枢纽工程辅助洞施工过程中实施的机械配套,对各个作业线机械配套的适应性作了分析,并总结出了深埋特长隧道无轨运输、安全快速施工机械配套总原则。

郑州轨道交通1号线盾构法区间隧道技术总结

郑州市轨道交通1号线一期工程是郑州市首条开工建设的轨道交通线路,根据沿线的地质条件和周边环境,区间隧道主要采用盾构法施工,目前全线隧道已基本建成。对区间隧道建设条件和周边环境、盾构法适应性、施工重难点和风险控制措施等进行详细介绍,并对下阶段隧道设计和施工提出建议。

新建地下通道时下方地铁隧道保护方案研究

研究目的:为研究新建的地下通道卸载施工时下方既有地铁盾构隧道保护技术的可行性及其应用效果,结合某地下空间项目中地下通道方案研究阶段提出的两种保护措施,采用有限元数值模拟分析的方式对保护效果进行分析,并对推荐的实施方案与实际施工的监测数据进行对比。研究结论:(1)对下方既有隧道周边地层搅拌桩加固,然后再进行基坑抽条开挖的方法施工地下通道,理论上能够减小下方隧道的隆起变形,但是减小的程度不大;(2)对既有隧道周边进行地层加固施工,极易引起下方隧道水平收敛变形增大;(3)管幕+抗拔桩保护、地下通道采用预制箱涵顶进施工的方案,对隧道周边地层扰动小,可以减少隧道顶部卸荷量,并缩短施工周期,对控制下方隧道隆起和收敛变形效果显著;(4)推荐方案可应用于对周边建(构)筑物变形控制要求高的地下通道或隧道类工程的施工。

深埋特长隧道快速安全施工的关键技术

制约深埋特长隧道快速安全施工的主要因素除包括掘进长度、高压地下水、高地应力、地温、施工通风等,还与特定工程的施工条件具有密切的关系。结合锦屏水电站枢纽工程辅助洞的西端工程标段的施工,分析了制约深埋特长隧道快速安全施工的主要因素,并探讨了克服这些制约因素的实施方案。研究了实现深埋特长隧道快速安全施工的关键技术,包括机械配套、深孔直眼掏槽爆破、快速支护、施工组织等。

矿山法扩挖盾构隧道修建大断面隧道施工技术

郑州市地铁2号线左线隧道与1、2号线联络线隧道交叉段合建,为解决其周边环境复杂及施工工期紧张的问题,在部分合建段采用矿山法扩挖盾构隧道修建大断面区间隧道的技术,即小直径盾构先通过扩挖段,并使用全环特殊钢管片拼装隧道,然后结合矿山法,采用中立柱+临时仰拱的台阶法施工工序,反向扩挖盾构隧道,最终形成大断面区间隧道。工程实践表明,采用该技术节约3个月工期,并将地面沉降控制在25.1 mm以内,取得了较好的应用效果,可为类似工程提供参考。

盾构施工中盾尾偏移影响研究

盾构法隧道施工已在城市地铁建设中特别是在软土地层中被广泛采用,但常发生的问题就是由于周围地层不均匀性以及施工操作等原因引起盾构偏移,从而导致周围地层不均匀变形,特别是地表的不均匀沉降,这直接影响到地面建筑和附近地下设施的正常使用。文中采用国际常用的离散单元法对盾尾偏移引起的周围地层的变形与破坏以及地表沉陷规律进行了探讨,以指导盾构施工中的盾尾偏移控制。离散单元法中的节理单元用来模拟盾壳与地层的接触。

超前爆破应力解除法及其应用

超前爆破应力解除法是一种针对强岩爆和极强岩爆较有效的防治方法,其钻孔爆破设计还处于经验设计阶段。本文采用离散单元法研究超前爆破应力解除法的作用机理,为超前爆破应力解除法的钻孔爆破设计提供指导,并通过在锦屏辅助洞西端施工中的成功试验与运用,验证了超前爆破应力解除法防治岩爆的有效性。

人工挖孔桩护壁受力机理及设计方法探讨

提出按照竖井井壁设计理论分析、设计人工挖孔桩护壁的思路,通过对比分析,得出计算表土层中人工挖孔桩护壁的侧压力更符合实际的公式,最后结合昆明新机场综合交通配套工程人工挖孔桩护壁实例对护壁强度进行核算,以合理确定护壁尺寸。

超大直径泥水盾构隧道施工通风设计方案研究

以某大直径泥水盾构隧道施工通风方案设计为例,采用ANSYS Fluent计算流体力学软件仿真分析隧道施工通风效果,通过实地测量验证了数值仿真模型计算结果的准确性,总结了通风状态下流场分布及风流运动规律,并对比研究风管出口风速、风管直径、风管出口位置3种通风参数对隧道通风的影响,提出了通风参数的优化方案。结果表明:隧道通风流场的风速分布呈现回风侧风速整体大于进风侧风速、隧道上部风速整体低于下部风速的特点;增大风管出口风速对改善隧道施工通风效果最为显著;采用优化方案后的隧道中心平均风速可提高约59.3%,各工作区域空气流速均达到0.15 m/s以上的施工通风标准,可经济高效地改善隧道盾构段工作区域通风效果。