黄土沟壑区弃土场稳定性研究

随着基础设施建设的不断推进,弃土的不合理堆放成为工程建设面临的重要问题之一。堆积体随体积和高度的增加,其失稳的风险增大,易造成水土流失、生态环境破坏等灾害。以甘肃某高铁隧道黄土沟壑区弃土场为研究对象,采用室内试验、现场试验及数值模拟研究方法探究不同参数条件下弃土堆积体力学性质、压实度及堆填阶型设置方法。研究结果表明:弃土堆积体的黏聚力与内摩擦角随干密度呈正相关变化趋势,随含水率呈负相关变化趋势,但内摩擦角受含水率影响变化幅度不大;弃土堆积体分层压实过程中表层压实度增幅最大,中、底层随压实次数增多压实度有明显提升,平均压实度在前期压实过程中迅速提升但随次数增加其变化幅度明显降低,平均含水率在压实过程中呈先减后增变化趋势;在堆填整形过程中,应力大小与位移变形随台阶高度和台阶坡率的增大而增大、随平台宽度的增大而减小,边坡的稳定系数随台阶高度和台阶坡率的增大而减小、随平台宽度的增大而增大。经曲线综合分析,边坡稳定性对阶型参数设置所表现出应力大小、位移变形及稳定系数的变化差值敏感程度由高至低依次为台阶坡率、平台宽度、台阶高度。

初始含水率对膨胀性红黏土胀缩及崩解特性的影响

为研究膨胀性红黏土胀缩及崩解特性,开展了不同初始含水率下红黏土的胀缩和崩解试验,利用视频照片与扫描电子显微镜(SEM)从细微观角度分析了产生崩解差异性的原因。本文以甘肃庆阳的某高速铁路隧道红黏土为例,以5%为含水率变化梯度,研究了3%、8%、13%、18%含水率下弱膨胀性红黏土的胀缩、崩解变化及其微观机制与分维特性。结果表明:膨胀总率与含水率呈分段函数关系,含水率在11.6%时胀缩变化最小;含水率越低其崩解时间越早且速度较快,崩解裂隙度随浸水时间具有快速增长、缓慢增长、趋于稳定的规律,3%含水率时裂隙度最高可达4.6,而最大裂隙宽度则随着浸泡时间呈现先增大后减小的趋势;低含水率下较分散的凝聚体单元和较高含量的微孔隙是导致宏观结构破裂的主要原因,孔隙分形维数与含水率成二次函数正相关关系,分形维数越低其结构破裂越快、泥化程度越高,崩解也更完全。

膦酸功能化纤维素的制备及其对Au(Ⅲ)的吸附富集性能

为处理黄金冶炼工业产生的含金废水并实现其资源化利用,本研究通过多氨基多醚基甲叉膦酸与纤维素反应,设计合成了膦酸功能化纤维素(P-PC)吸附分离材料,利用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)对产物进行了表征分析。研究了P-PC对水溶液中Au(Ⅲ)的吸附富集性能。吸附实验表明,P-PC对Au(Ⅲ)的吸附行为符合伪一阶和伪二阶动力学模型及Langmuir等温吸附模型。当pH值为1.0时,P-PC对Au(Ⅲ)的吸附性能最佳。经过3次吸附与解吸循环后,P-PC对Au(Ⅲ)的吸附量仍超过0.5 mmol·g^(-1)。P-PC在吸附富集Au(Ⅲ)方面具有潜在的应用前景。

高海拔隧道工程热害等级划分

研究目的:随着我国铁路事业的快速发展,铁路建设中相当多的隧道面临高岩温、高水温等问题,为寻找适用于高温环境条件下铁路隧道设计的方法,并能形成一套系统完整的应对高岩温隧道设计施工技术,本文以新建拉萨至日喀则铁路高岩温隧道的设计、施工作为依托,通过国内外隧道、煤矿、深部矿井高温热害的施工与降温措施调研,结合拉日线高岩温隧道所处的高海拔、低气压、缺氧等特殊条件,以吉沃希嘎高岩温隧道为主要研究对象,进行现场测试试验和效果分析,其成果为拉日铁路的勘察设计和施工提供理论依据。研究结论:(1)为便于使用,热害分级可以从隧道勘察设计和施工两个阶段分别进行分级,并在海拔3 000 m及以上的高原地区,热害等级应提高一级;(2)热害设防应以通风降温、低温冷水降温、喷雾洒水降温、隔绝高温围岩、冰块冷却降温等非人工制冷降温技术为主,并结合其它降温措施;(3)研究结论在拉日铁路高岩温隧道工程修建中运用效果良好,产生了较大的经济和社会效益,可为国内高岩温隧道工程提供参考和借鉴。

湖底隧道采用暗挖法方案施工技术研究

以广州市康王路延伸段下穿流花湖隧道工程为例,介绍隧道工程建设的控制要素,就各工法应用于本项目的有利或不利条件以及受到的限制加以论述,通过综合比较,提出湖底隧道采用暗挖法方案施工技术的可行性和必要性,说明这种施工方法在特定条件下的应用价值。

乌鞘岭隧道衬砌结构安全性分析

基于乌鞘岭隧道现场量测数据,采用ANSYS有限元软件对围岩弹性模量和侧压力系数进行了反分析.根据所求得的参数值,计算得到了二次衬砌的内力和安全系数.计算结果表明,分析断面的安全性是足够的.

双向行车公路隧道射流通风系统优化分析

针对双向行车公路隧道设置回车道、紧急避车带的特点,根据隧道射流通风原理和模拟试验结果,对射流特性、通风效率进行了阐述和分析。提出了射流通风系统优化设计的原则和方法,给出了升压系数,回车道、停车带局部阻力系数等通风参数的计算公式,并对射流风机与回车道、停车带最小间距,射流组的最小控制间距,风机的壁面距,风机中心距,机组洞口距,不同压源共同作用下的射流增压的计算,风机增压与风机组数的关系进行了论述,以保证通风系统的合理布局。

高海拔隧道内燃牵引运营通风标准研究

研究目的:目前国内高海拔地区(海拔>3 000 m)隧道内燃牵引运营通风设计中,有害气体容许浓度没有相应的规范可参照。通过国内外高、低海拔地区CO、NO2最高容许浓度的比较,国内外隧道运营通风与环境控制标准检索、分析,提出高海拔隧道内燃牵引运营通风控制标准建议值。研究结论:国内相关规范(标准)规定的有害气体最高容许浓度比国外发达国家的标准要求高。初步建议高海拔运营隧道内空气中内燃机车废气的容许浓度:NOx(以NO2计):工作日内平均容许浓度为10 mg/m3,工作日内任何一次30 min内接触废气的平均浓度不超过30 mg/m3。CO:工作日内平均容许浓度为30 mg/m3,工作日内任何一次30 min内接触废气的平均浓度不超过90 mg/m3。

易燃易爆物品运输车辆的分类与检测

提出了载有易燃易爆危险品车辆的分类办法;建议参照隧道火灾规模的界定方法,将载有易燃易爆危险品车辆在隧道内发生事故的危害程度分为特大事故、重大事故和较大事故,相应的车辆即分为三类实施管理;提出了隧道交通中易燃易爆物品运输车辆的检测方法。

岩层盾构隧道管片及道床板上浮分析与处治

某城际铁路隧道位于河涌下,采取直径8.8m土压盾构施工,双块式无砟轨道结构,洞身通过地层为弱风化砂岩,局部节理、裂隙发育;在道床板铺设完成后,隧道管片局部段落出现不同程度上浮、管片边角发生破损、道床板及电缆沟槽出现横向贯穿裂纹等病害,不满足轨道铺设几何条件。通过现场调查、放水试验、自动化监测等手段,分析上浮原因和机制,分别采取泄压放水、管片回填注浆、道床板返工等方式进行处理,按期完成了整治,经过长期监测,满足轨道铺设条件。

地表注浆在浅埋大断面黄土隧道中的应用研究

研究目的:围岩变形量过大、地表沉降开裂甚至塌方是浅埋大断面黄土隧道施工过程中最容易出现的工程病害。为解决大断面黄土隧道在浅埋地段施工过程中出现的地表与围岩变形难以控制、施工效率低下等问题,以在建银西高铁上阁村隧道浅埋段为试验工点,通过现场地表注浆与室内试验,从注浆前后地表沉降与围岩变形量及围岩物理力学参数变化等方面对地表注浆在浅埋大断面黄土隧道中的应用效果进行研究。研究结论:(1)地表注浆可以有效控制围岩变形和地表沉降,变形降幅可达27%~50%,注浆后可将地表与围岩变形量控制在规范允许值内,防止隧道开挖过程中出现地表裂缝、坍塌、拱顶沉降量过大等灾害;(2)采用地表注浆后围岩物理力学参数明显得到改善,平均增幅可达10%~35%,提升围岩强度与整体稳定性,确保隧道开挖安全;(3)地表注浆能够提前二衬施作时机,加快施工进度;(4)地表注浆形成的浆-土结合体具有明显的"挤密效应"和支撑作用,可以改善原状黄土的结构性;(5)该研究成果可为大断面黄土隧道的浅埋地段快速安全施工和设计提供参考。

高铁湿陷性黄土浅埋偏压隧道施工技术控制

研究目的:银西铁路(甘宁段)惠安堡隧道地处宁夏自治区盐池县境内,属第四系上更新统风积砂质黄土(马兰黄土),Ⅳ级(很严重)自重湿陷性场地,并存在局部偏压现象,施工中存在塌方冒顶风险,修建难度大。通过对隧道施工技术控制进行研究,解决施工过程中的的关键问题,降低隧道施工安全风险,总结提炼浅埋、偏压、湿陷性黄土地区隧道施工工法,分析研究隧道施工过程中经济、安全效益,为以后类似工程施工提供参考。研究结论:(1)上台阶开挖后拱顶沉降较大,采取人机结合开挖方式,先初喷一层混凝土,采用钢拱架下垫钢箱,缩短钢拱架安装及喷射混凝土时间;(2)加工38 m短距液压自走行栈桥,同时自带仰拱曲模和中心水沟模板,可有效保证安全步距,同时提高施工进度,避免仰拱与填充一次浇筑,确保施工过程符合设计受力体系;(3)洞口地段湿陷性处理采用等边三角形水泥土挤密桩,可有效消除湿陷性;(4)对隧道地表沟壑陷穴进行换填处理,可有效防止湿陷性黄土受雨水浸泡下沉;(5)通过开展每日两次的监控量测数据采集和归化分析,可有效起到安全预警作用,同时可对隧道开挖预留变形量进行实时调整,可确保二衬混凝土厚度,避免混凝土浪费;(6)水沟电缆槽施工采用轨行式液压水沟电缆槽台车,施工效率较高,整体性较好,模板强度大、稳定性好,确保水沟电缆槽线型;(7)仰拱和矮边墙施工采用止水带定位卡具,结合液压栈桥设置,可有效确保止水带位置,确保防水符合要求;(8)该隧道采取的针对湿陷性黄土浅埋偏压隧道的施工控制对类似工程施工具有借鉴意义。

PCC能量桩换热效率数值模拟分析

PCC能量桩是一种在现浇大直径管桩(PCC桩)桩体内进行开放式埋管的新型能量桩技术;具有传热效率高、方便检修与维护等技术优势。基于数值模拟方法,建立PCC能量桩、传统能量桩换热效率分析数值模型;该文通过与相关模型试验结果的对比分析,验证数值模型的准确性和可靠性;继而,探讨进/出水口布置形式、传热液体等因素对PCC能量桩换热效率的影响规律。研究结果表明,相同条件下,PCC能量桩换热效率较常规能量桩高;PCC能量桩内开放式传热管布置形式影响换热效率。

高原区内燃牵引2～4km单线隧道自然通风可行性分析

基于关角隧道、羊八井隧道内燃牵引机车有害气体浓度冬季监测结果,以及拉日线隧址区现场风速观测,提出了拉日线隧道外自然风速的建议值。通过对隧道热位差产生的隧道内自然风速的计算,以及隧道内风速和污染物浓度一维非恒定流数值模拟,确定了隧道内自然风速的合理取值,计算了活塞风风速及活塞风长度;分析了拉日线3 000～4 070 m长度隧道全年内可实现自然通风的时段。研究表明,长度3 000 m以下的隧道,运营期间可实现自然通风;长度3 000～4 070 m的隧道采用自然通风,可在远期运行图周期内使有害气体达标。

地铁联络通道冻结法施工研究现状

人工冻结法因其安全可靠性好、能够隔绝地下水、适用范围广等特点被应用于地下空间的施工之中。结合冻结法的特点,对目前冻结法在地铁联络通道中的应用与研究现状,施工对土体力学性质、周围环境的影响,以及近年来冻结法的优化设计几个方面展开介绍。总结了目前人工冻结法在研究中的不足与施工过程中出现的问题,并给出了自己的观点看法。

深埋富水黄土隧道地表深孔袖阀管注浆加固机理及效果分析

黄土具有“强度低、变形量大、自承能力小、工程性质差”的特点,且对水特别敏感,一旦遇水,强度明显降低,工程性质急剧恶化。因此,富水黄土隧道的施工难度极大、安全风险极高。银川至西安高铁上阁村隧道穿越富水黄土地层,埋深102 m。施工中,通过降水试验无法取得明显的降水效果,同时隧道围岩变形大、进度缓慢。鉴于此,开展了地表深孔刚性袖阀管注浆试验研究。研究结果表明:(1)地表深孔袖阀管注浆可以有效加固地层,提高其自稳能力。加固机理主要表现为浆液对竖向原生节理的填充阻水作用、浆液结石体的空间骨架作用;(2)注浆后隧道拱顶累计沉降量明显减小,变形速率降低,仰拱闭合时间提前,隧道开挖进度可达到60~80 m/月。与未注浆工况相比,施工进度提高了3倍以上;(3)通过注浆,隧道基底黄土地层承载能力可提高3倍以上,从而可保证高铁隧道的长期运营安全。

软弱围岩公路隧道的设计与施工

软弱围岩地层应用新奥法于隧道设计、施工中，目前可借鉴的成功经验不多。为寻求一种安全、经济、便于有效实施的设计施工方法，本文通过工程验证，介绍G316线八盘山隧道的设计思路和施工技术，提出一些认识和看法，为类似工程设计施工积累经验，提供参考。

G316国道八盘山隧道位置的确定

该文主要介绍确定八盘山隧道位置的有关技术问题，并结合公路隧道的特点，对隧址选择的要点进行了一些探讨，供参考。

公路隧道设计与施工中应注意的几个问题

本文对国内公路隧道设计和施工过程中存在的问题进行了分析，提出了解决的方法和措施，供参考。