基于三维重建与Unet神经网络的隧道掌子面围岩快速分级技术

围岩等级是确定和调整隧道施工方案的重要依据,为减少由于施工实际围岩等级与地勘不符造成的经济损失、安全事故等问题,可对传统围岩分级方法进行改进。依托云南文麻高速大法郎隧道,采用三维重建、图像拼接、Unet神经网络等技术,结合围岩单轴抗压强度等特性,实现基于岩体完整性和强度特征的掌子面围岩结构面特征识别和围岩级别快速评价。先采用数码相机对隧道掌子面及周边硐壁进行图像信息采集,建立完整的三维模型,后通过投影和图像拼接得到掌子面高清拼接图像;基于Unet神经网络对掌子面图像进行节理迹线自动识别,对节理评价指标计算后得到隧道掌子面完整性信息;最后结合其他围岩特征信息,基于BQ分级方法进行掌子面围岩分级。研究结果表明:该围岩分级方法可获得清晰的掌子面图像,在依托工程现场较原始设计分级更符合现场实际情况,具有良好的应用性。

软弱围岩隧道洞口浅埋段变形特征及控制措施研究

为解决洞口浅埋段软弱围岩隧道大变形控制难、施工风险高的问题。依托在建隧道工程,对洞口浅埋段初支变形及破坏特征进行分析,提出适合该隧道的变形控制措施。结果表明:洞口浅埋段围岩松散破碎受开挖扰动和地表水影响显著,隧道破坏形式多样,围岩纵向变形不规律,随埋深增大,局部渗水严重段存在拱腰挤出现象;开挖初期围岩变形速率高,最高达到86.8 mm/d,累计变形量大,其中上、中台阶围岩变形量占比为80%~90%,变形主要分为“加速增长—缓慢增长—再次增长—趋于稳定”4个变化阶段,再增长阶段持续时间较短,约6~10 d。根据围岩预留变形量建立各施工阶段的变形控制基准及超限应对处置措施,并提出工法优化,通过数值模拟验证该优化工法有利于支护结构及时封闭,可控制前期围岩变形,保证施工安全和进度。

浅埋段软岩隧道施工工法优化模拟应用分析

隧道洞口浅埋段施工易受地表水及不良地质条件影响,隧道大变形或掌子面溜塌事故频发,施工安全风险极高。为解决洞口浅埋段软岩隧道变形控制难题,建立三维数值模型,对不同施工工法的围岩变形及其优缺点进行对比分析,确定采用三台阶临时仰拱法,并通过现场应用验证了优化工法的可行性。结果表明:该工法可在中、下台阶增设临时仰拱,隧道初期支护及时封闭成环,支护结构受力得到改善,对变形控制效果较好。虽相比CRD法在控制隧道变形方面略有不足,但综合各方面因素,优先考虑选择该工法,并采取了分阶段支护参数加强措施。经现场施工实践验证,采用该工法配合分阶段补强支护措施,初期支护变形增长速率很快减小并趋于稳定,可有效控制隧道初支大变形,保证施工安全和进度。

层状节理对软岩隧道的变形影响及对策研究

大变形隧道往往位于层理较为发育的软岩地层中,因此研究不同层理角度下软岩隧道的变形特征以及应对措施非常重要。该文采取三维离散元法对层理角度分别为0°、30°、60°、90°的软岩隧道进行了数值模拟。研究表明:当层理角度为0°时,隧道变形表现出对称性的特点,变形最大位置发生在隧道顶拱,主要是由于层理的卸荷张开所致;当层理角度分别为30°、60°、90°时,隧道变形表现出非对称性的特点,最大位移发生在顺层理走向的结构面的隧道洞壁出露处,最大位移发生的原因主要是结构面两侧岩体向临空方向的滑动所致,同时隧道周围最大主应力较大时会导致围岩产生挤压大变形,因此层状软岩隧道的大变形问题是由结构面的滑移和挤压变形共同所致。针对以上变形破坏情况提出了合理的施工建议。

高墩桥梁移动模架提升过程动力分析及前移方案优化研究

新疆果子沟大桥展线桥为采用移动模架施工的40m跨径连续梁。在模架提升过程中,墩身晃动较剧烈。经过非线形时程分析,认为整体提升过程中的墩顶位移主要为风荷载所致,单点提升阶段的墩顶位移主要由风荷载及千斤顶作用共同引起。对模架顶推过程进行了受力分析和优化研究,并最终采用墩顶柔性联结及双墩顶推的组合顶推方案,顺利完成了顶推过程。

面向长途客运公交化服务的高速公路网路径选择优化模型

现代交通运输系统及城镇化发展,推动了地区性的共城市化,促进了市郊及城际客运交通需求的持续增长。高速公路作为全国公路网的最重要组成部分,不但是社会经济发展的主动脉,在长途旅客运输中也发挥着重要的作用。为了对高速公路长途客运中的公交化服务问题进行研究,建立了以高速公路为载体的长途客运公交化服务优化模型,并采用Dijkstra算法对模型进行求解。研究结果表明:通过运用本文所构建的模型及算法能够得到不同需求状态下的最优方案,从而找到服务效率最高的路径。本项研究可以为长途客运公交化服务水平的提升提供理论支撑。

果子沟大桥主梁零号块施工支撑系统分析及设计

本文介绍新疆果子沟大桥主梁零号块施工支撑系统的设计背景、设计思路、工况分析、荷载分析及结构设计。零号块施工支撑系统是安装并支撑首节钢桁梁及桥面吊机的核心承力构件,是钢桁梁顺利安装的关键。该结构的设计需综合考虑:零号块支撑系统具体位置及标高控制要求、现场复杂的构造安装、结构传力的合理性及整个支撑系统偏载作用下的稳定性。

基于三维图像重建的隧道围岩超欠挖与[BQ]值相关性研究

隧道施工过程中不可避免地会出现超欠挖,造成初期支护受损、造价提高等问题。文章依托云南文麻高速公路大法郎隧道,采用数码拍照、图像拼接及三维建模等技术,建立隧道设计开挖轮廓与实际开挖轮廓的三维模型,研究了隧道围岩超欠挖体积及超欠挖位置分布情况,通过统计分析方法揭示了围岩超挖量与围岩基本质量指标修正值[BQ]值之间的相关性。研究结果表明:Ⅳ级围岩工况下超挖主要发生在隧道拱肩及拱顶处,欠挖主要发生在隧道拱脚处;围岩超挖量与围岩基本质量指标修正值[BQ]值之间存在较强的相关性,相关系数达0.882;通过二次函数,建立了围岩超挖量与围岩基本质量指标修正值[BQ]值的关系式,为指导隧道围岩超挖控制提供了依据。

移动模架高墩整体吊装技术

本文结合新疆赛果高速公路第5合同段山坡展线桥2台ZQM1000t/40m移动模架造桥机高墩整体提升施工,介绍了移动模架高墩整体吊装技术。