高承压水软土地区联络通道盾构法施工对区间盾构隧道影响分析

[目的]盾构法联络通道施工过程中,顶推及切削作用将导致隧道交叉连接处受力显著变化,加剧破洞影响,减弱安全性能。为高效实现施工控制,需对主隧道结构受力特性进行深入研究。[方法]以天津地铁首个盾构法联络通道工程实例为依托,结合有限元软件模拟盾构法联络通道施工过程,分析该工法对主隧道结构受力与变形的影响,并提出相应控制措施。[结果及结论]在联络通道始发阶段,始发隧道受顶推和切削作用,洞口附近管片变形与受力变化显著,洞口对侧拱腰处管片水平位移最大;在接收阶段,接收隧道受切削作用和土体开挖卸荷影响,洞口附近管片内力变化显著,产生偏向联络通道的变形。整体上,受影响范围主要集中在联络通道轴线两侧各约10 m范围内,约3倍联络通道外径。基于此,需关注被顶推及洞口附近等重点位置管片,在保障施工安全的前提下,可优化内支撑体系,通过减少台车撑靴支撑范围至2倍联络通道外径、减小台车钢板厚度或支撑钢管壁厚等方式降低工程造价。

地铁车站活塞风井的平战融合防护设计方案

[目的]由于设计人员对现行规范中地铁车站战时防护功能及其交通运输功能的理解存在偏差,导致活塞风井设计时必要的平战转换时间预估值远大于预期,需要对地铁车站活塞风井的平战融合防护设计方案进行研究。[方法]在阐明地铁车站人民防空防护功能定位基础上,提出了地铁车站的战时运行模式。阐述了现有地铁车站设计中平战转换存在的问题。结合当前地铁车站融合防护设计中活塞风井设计的难点问题,针对活塞风排风口建筑空间相对宽裕、相对紧凑、非常紧凑3个工况,分别提出了3个地铁车站平战融合防护设计方案。[结果及结论]与常规车站活塞风风道用沙袋封堵的平战转换设计方案相比,这3个方案建设前期的工程成本略有增加,但能有效降低平战转换的工作量,明显缩短平战转换时间,地铁车站平战运行状态也能够实现快速切换。

盾构法联络通道不同开洞位置对主隧道管片内力影响

[目的]在9 m级大直径盾构中,尚无采用盾构法进行联络通道施工的工程案例,受限界及疏散平台高度影响,联络通道与主隧道之间存在一定偏心距,主隧道结构面临着盾构偏心始发和接收的影响,需研究盾构法联络通道不同开洞位置对主隧道管片内力的影响。[方法]依托某市域铁路工程,采用数值模拟方法,分析不同偏心距下盾构法联络通道施工始发和接收阶段主隧道管片力学响应。[结果及结论]盾构法联络通道施工过程中,最不利阶段为作用在盾构反力架上的推力为0的工况;随着偏心距的增大,主隧道特殊管片收敛变形,以及钢管片、混凝土管片内力逐渐减小,但环缝剪力和纵缝剪力逐渐增大;在开洞侧与特殊管片相邻的普通混凝土管片的内力也会发生显著的增大,需要在结构设计中重点关注。

隧道洞外减光棚光学参数优化分析研究

近年来越来越多的城市隧道和高速公路隧道在入洞口设置了减光棚装置,用来降低“黑洞效应”及低角度阳光眩光效应,从而提高隧道入口段的行车安全。现有的减光棚存在着路面均匀度差、明暗条纹、路面亮度不均匀等不良情况,给行车带来了一定的负面影响。在综合考虑隧道减光棚安全性和舒适性的基础上,基于光扩散板的多光源效应,提出了降低减光棚负面影响技术,构建了减光棚日光直射数值分析模型,在减光棚顶部布设光扩散板,将日光充分扩散后照射到棚下路面,从而避免太阳直射路面导致的不良现象,通过室内试验和数值分析方法进行光学分析研究。结果表明:在光扩散板的作用下路面亮度均匀度在0.7~0.95,满足设计规范要求,能避免出现明暗条纹等不良现象,保证了隧道洞口处的行车安全和舒适性;由于采用自然光线提供光通量,可以通过光扩散板的布设面积控制棚下路面的亮度等级,降低了隧道照明系统的碳排放,实现了安全、舒适与低碳环保的统一。

特长隧道定点安全疏散问题研究

针对特长铁路隧道火灾防灾救援中采用"定点"设置的问题,从人员安全疏散的观点出发,建立人员疏散模型.采用数值模拟的方法,对特长铁路隧道中设置定点的形式、长度,横通道的间距、数量,以及不同火灾场景下定点中人员安全疏散时间等问题进行了研究.给出了一般特长铁路隧道定点设置方案,为进一步优化设计施工,促进完善铁路特长隧道的火灾防灾救援和安全疏散规划管理提供了依据.

深大竖井及转隧道正洞施工技术与安全分析

文章依托浏阳河隧道工程2号深大竖井施工实例,结合工程地质情况及施工中遇到的问题,提出了竖井施工技术及竖井转正洞的施工方案,即竖井采用明挖逆筑法施工,围护桩及喷锚支护与衬砌共同构成刚度较大的封闭式环状水平受力结构,竖井转正洞与竖井落底同步进行的施工方法,有利地解决了正洞开挖存在作业平台过高的问题。文章针对具体的施工过程建立了仿真模型,结合现场监测情况,分析了该施工方法的安全性。实施效果表明:地层位移、竖井的初期支护、竖井的二次衬砌、隧道正洞的初期支护受力均满足安全要求。竖井转正洞施工过程中,隧道正洞初期支护的较大弯矩集中在拱脚附近,最大弯矩随着开挖而增大。

主隧道结构散热对联络通道冻结效果的影响

在采用人工冻结法施工的联络通道中,主隧道管片的散热对管片附近土体的冻结效果有很大的削弱作用。通过施工现场的温度监测数据,研究管片散热对联络通道中土体温度场发展状态的影响,发现管片外侧喇叭口部位土体无论在冻土温度还是在冻土帷幕的厚度上都较未受影响区相差很大,受影响区冻土帷幕厚度最小处仅为未受影响区厚度的一半,且随着冻结的持续进行,喇叭口部位土体的温度场在一定时期达到热交换的平衡状态,持续冻结对此区域的冻结效果增强不明显,只会降低未受管片散热影响区域的土体温度。绘出冻土帷幕的发展变化过程。最后在影响分析的基础上对联络通道的安全施工提出了建议。

盾构始发井施工对周围管线的变形影响规律及其控制技术

为了避免管线受地铁施工带来的影响,许多管线被迫迁移,但在某些情况下管线无法迁移时,必须采取合理的施工措施,保证盾构始发井的施工对周围管线的影响降低到最小。文章以西安地铁3号线为工程背景,建立了盾构始发井施工过程的FLAC模拟计算模型,制定了管线的监测方案,分析了通-胡区间盾构始发井施工对周围排水管线及给水管线的变形影响规律,提出了合理的管线变形保护措施。研究表明,盾构始发井施工时,对周围环境的影响大小是不一样的,随着距盾构始发井距离的增大,影响程度逐渐减小。实践表明,计算结果和监测结果基本一致,提出的盾构始发井施工方案可有效地减小施工对周围管线产生的变形影响。

平行导坑通风计算的研究

应用气体流动的能量方程建立了公路长隧道平行导坑通风的计算模式 ,对其基本作用力和阻力调节进行了分析 ,并结合某公路隧道进行实例计算 ,供类似工程设计参考。

有竖井隧道自然风压的研究

运用回路自然风压理论对有竖井隧道自然风压进行了研究 ,提出在有竖井隧道中自然风压的大小和方向均会发生变化 ,并将影响竖井主风机工作 ,在通风设计及运营通风管理中应给予重视。

某长江穿越隧道竖井淹井处理技术

某穿江隧道竖井由于开挖施工方法不当及地质条件复杂,发生涌水涌砂导致淹井事故,在大型竖井井架及提升系统安装完毕,吸泥、抓泥设备没有施工场地的情况下,采用地面与井内注浆成功地封堵了涌水通道,固结了涌入井筒内的松散砂,从而保证了淹井事故处理的成功。

基于数值方法的超深竖井围岩力学特性变化规律研究

依托洞宫山隧道送、排风竖井,采用理想弹塑性材料本构关系及莫尔-库伦屈服准则,建立了三维有限元模型,对围岩受力及变形特征进行了分析.给出了围岩的应力与位移分布特征以及竖井周边特征点的变形大小.同时,把竖井简化为三维平面轴对称受力模型.利用弹性力学知识解答,得到了解析解.通过解析解与数值模拟的结果对比分析,得到了竖井围岩的变化规律,为超深竖井的施工提供参考.

地铁隧道施工竖井降水开挖引起的地表沉降分析

为评估城市地铁隧道竖井施工产生的地表沉降,结合深圳地铁5号线某暗挖区间竖井施工,采用有限元和流固耦合方法对该竖井的降水及开挖施工进行三维数值模拟分析,得到竖井降水和开挖引起地表沉降的变化和分布。根据地表沉降计算结果可得到如下结论:1)竖井单纯进行开挖而不降水引起的地表沉降远小于开挖和降水耦合作用引起的总沉降;2)距竖井越近,开挖引起的沉降占总沉降比例越大;距竖井越远,降水引起的沉降占总沉降的比例越大;3)在地表最大沉降处降水产生的沉降占到了总沉降的65%。

特长铁路隧道横通道间距设置问题研究

铁路隧道的横通道作为灾害发生后的安全疏散通道,其间距的设置在人员安全疏散中是至关重要的。本文以特长铁路隧道为研究对象,从人员安全疏散的角度出发,运用疏散模拟软件STEPS建立人员安全疏散计算数学模型,模拟计算了两种火灾场景在不同横通道间距情况下人员疏散所必需时间,通过与人员安全疏散可利用时间比较,判断人员疏散的安全性,给出了一般特长铁路隧道横通道间距设置方案,为特长铁路隧道安全疏散设施的优化设计提供理论依据。

华蓥山特长公路隧道通风竖井设计与施工

目前国内公路隧道竖井的设计和施工方面尚无较成熟的经验,仍需作进一步的研究与探讨。结合在建的南—大—梁高速公路华蓥山特长公路隧道通风竖井的设计及施工方案,阐述当前较为成熟的深竖井围岩压力秦氏计算理论,介绍采用的竖井围岩压力的计算方法,探讨公路隧道竖井施工方法的特点及适用条件,并对公路行业竖井设计与施工的规范与规程的迫切需要、秦氏竖井地压计算理论的参数取值问题及反井钻机设备的亟待研发等提出几点建议。

耦合效应下联络通道解冻规律

结合上海长江隧道一号联络通道工程,在温度应力耦合控制方程的基础上,分别考虑自然解冻和人工强制解冻条件下对流散热、混凝土初衬、二衬水化热等影响因素,分析了土体内部温度场、冻土厚度的发展变化以及由于冻土的解冻产生的融沉效应.通过分析发现自然解冻条件下经过大约44 d冻土完全融化,衬砌混凝土的水化热对冻土的解冻影响较大;不考虑混凝土水化热的作用,至50 d冻土仅能解冻23%;由于冻土的融沉效应,联络通道区域整体沉降,通道中心竖向位移为-2 cm;采用强制解冻冻土解冻较快,仅需4.3d就可完全解冻,与冻结过程相反,双排管之间最先解冻,然后是内侧冻土,最后是外侧冻土.

考虑桩-土界面力学特性的桩体内力变形规律研究

文章以北京地铁10号线巴沟车站深基坑工程为依托,建立考虑桩-土接触界面力学特性的数值计算模型,分析桩体受力变形规律,并与实测数据进行对比,进而分析土体内摩擦角、界面法向耦合弹簧摩擦系数、界面切向耦合弹簧摩擦系数3个因素对桩体内力及变形的影响。研究结果表明:随着土的内摩擦角的增大,桩的弯矩减小,桩的水平位移减小,且影响程度逐渐减弱;随着法向耦合弹簧摩擦系数的增大,桩的最大弯矩和最大水平位移均先增大,后保持不变;切向耦合弹簧摩擦系数对桩的弯矩和水平位移的影响不大。研究结果对深基坑支护结构的设计计算具有重要的指导意义。

钱江隧道横通道变形缝力学行为分析

大直径公路隧道横通道设置与否以及如何设置问题一直存在较大争议,而横通道结构的力学行为规律研究对评估和控制其设置风险具有重要意义。为深入探究横通道变形缝在不均匀变形和抗震性能影响下的力学行为规律,确定其最佳设置位置,以钱江隧道工程的设计方案为基础计算模型,基于钱江隧道工程地质环境特点,提出4种相对变形模式,建立钱江场地人工波,分别从不均匀变形和抗震性2个角度,建立有限元分析模型,研究不同变形缝设置工况下主隧道及横通道的力学行为规律,进而寻找变形缝最佳设置位置,并确定其容许差异变形量。通过研究分析得出,综合考虑不均匀变形和抗震性的影响,钱江隧道横通道变形缝的最佳设置位置为距离相邻主隧道边缘1.2 m处,变形缝容许差异变形不宜小于6 cm。

高原隧道辅助井快速掘砌与施工安全性分析

结合高原复杂地质条件下长大铁路隧道施工辅助井施工,在借鉴矿山辅助井施工经验的基础上,通过分析比较,总结了铁路隧道竖井和斜井施工的技术方案。同时采用数值模拟的方法,考虑竖井结构施工的特殊性,分析了在围岩初始地应力、地层开挖后失水沉降等作用下井壁的内力和围岩应力。分析表明,高原隧道辅助井快速掘砌施工技术方案是安全可行的。

象山隧道4^#斜井涌水淹井处理技术

有轨斜井因其具有纵坡陡、地下水抽排困难等诸多施工不利因素,一旦发生涌水将造成非常严重的后果。以象山隧道4#斜井涌水淹井为例,在介绍淹井过程、分析淹井原因的基础上,较深入地探讨了抽排水方案、掌子面堵水方法及减少已开挖段渗漏水的措施,并对降低有轨斜井涌水风险提出了有益的建议。