艰险山区铁路隧道岩溶水处理思路

我国岩溶地区分布广泛,其中以西南云、贵、桂和川、鄂、湘部分地区的岩溶最为发育。随着高速铁路的全面建设,岩溶水已成为岩溶地区隧道建设的主要地质灾害之一,且贯穿于勘察、设计、施工及后期运营维护的整个过程。文章针对这一现状,从岩溶水的垂直分带、岩溶隧道纵断面、岩溶隧道辅助坑道以及岩溶隧道岩层产状等方面进行了分析总结,提出岩溶线路前期勘察及设计需高度重视的设计要点,为后期隧道岩溶水的处理预留空间和通道,更加有效的控制铁路建设的投资和工期,同时可为岩溶隧道勘察和设计提供借鉴。

隧道位移非接触量测技术研究动态

隧道位移非接触量测可以避免施工干扰,加快隧道修建速度,具有方便、快捷、自动化程度高等特点,是隧道位移量测发展的必然趋势。文中对隧道位移非接触量测各种技术研究现状及其理论和方法进行了简要说明,指出了非接触量测技术的研究动向。

黏土质隧道围岩抗剪强度参数的概率分布及优化实例

以长序列隧道浅埋段第四系坡残积黏性土的抗剪强度参数试验数据为基础,运用皮尔逊X2检验方法和有限比较法分析黏性土隧道围岩抗剪强度参数的概率分布类型并计算其所服从概率分布的概率密度函数。结合具体工程实例,运用贝叶斯(Bayes)方法对黏聚力、内摩擦角进行优化,探讨变异系数与概率分布类型选取之间的关系。研究结果表明:黏土质隧道围岩黏聚力和内摩擦角的最优分布概型分别为正态分布、对数正态分布;极值I型分布不适宜作为坡残积黏土质围岩黏聚力、内摩擦角的概率分布;当变异系数较小时,内摩擦角选用对数正态分布概型与正态分布、β分布相差较小;对于黏聚力,建议选择最优概型;黏聚力、内摩擦角经Bayes方法优化后变异系数减小,数据更趋于合理。

靶向灭草机器人药液喷洒空气动力学模型建立与验证

为提高除草剂的有效利用率、降低环境污染,该文研制了一种靶向灭草机器人,建立机器人的药液喷洒动力学模型是提高对靶施药精度的关键。在综合考虑多种影响因素前提下,采用空气动力学原理建立了液滴在喷洒过程中的动力学模型,并推导出液滴的落地点公式;在此基础上通过计算机数值模拟得出了液滴群的落地覆盖区域,同时分析了液滴阻力特性及各工作参数对运动过程的影响;在室内无风条件下,应用高速摄像技术进行了喷洒试验,将液滴群的实际落地覆盖区域与理论覆盖区域比对,相对误差为8%~13%,同时采用吸水纸称质量法分析了药液有效覆盖区域的沉积量分布特性。研究结果表明:借由药液喷洒动力学模型得出的理论药液覆盖区域与试验结果具有一定的吻合性,验证了模型的适用性。该研究可为搭建相关靶向喷洒系统提供参考。

考虑风扰的对靶喷雾机械臂药液喷洒动力学建模与试验

为实现对靶标杂草的有效覆盖和提高对靶施药精度,减少药液浪费和生态污染,采用基于二自由度机械臂的对靶施药方式,优化了除草机器人的对靶喷施性能;除草机器人药液喷洒模型的建立是提高对靶喷施精度的关键,在考虑风扰的前提条件下,根据液滴粒子轨迹动力学方程,结合机械臂连杆和关节变量参数,建立液滴喷洒轨迹模型,并推导得到液滴理论沉积覆盖区域;在此基础上通过计算机数值模拟,分析了喷头位姿、车速和风速对液滴落地沉积覆盖区域的影响,并对靶标点进行了坐标重构;在室内搭建了小型开口直流低速风洞并进行药液喷洒验证试验,利用图像处理技术获取试验的液滴落地沉积覆盖区域,对比其与理论沉积覆盖区域,形心误差范围为4.1~7.2 mm,区域匹配误差范围为9.1%~17.8%。试验结果表明:理论沉积覆盖区域与试验测定的结果误差较小,两者具有较高的一致性。

长昆线桥隧相接段危岩落石防护结构方案研究

研究目的:长昆线工程建设后期部分工点仰坡危岩落石发育,针对接长段落位于桥隧相接段,主体工程施工干扰大,施工工期紧等特殊情况,本文分别对护桥明洞、横向刚架棚洞及纵向刚架棚洞方案的适用条件、结构内力等进行分析比较,通过方案比选得出在不同条件下适宜不同工点的接长防护方案。研究结论:(1)防护结构的设计应充分考虑现场实际情况,尤其对现场施工条件、工程干扰情况等要充分认识;(2)对于施工现场有隧道模板台车的工点,宜优先考虑护桥明洞结构;(3)横向刚架棚洞横顶梁施工干扰因素较大,同时结构内力较大,在工程建设后期接长结构方案中不宜采用;(4)纵向刚架棚洞的施工可合理避开工程干扰,受力较合理,可结合现场预制、吊装条件选择顶部预制T梁和顶部现浇空心板梁方案;(5)本研究成果可对类似铁路工程建设后期桥隧相接段接长结构的选型提供一定参考。

煤系地层采空区对隧道施工安全性的影响

以广东梅河高速公路葵岗隧道采空区段为实例,通过有限差分法数值计算,研究了采空区不同大小尺寸和离隧道顶部的不同距离时对隧道施工安全性影响,建立了采空区与隧道安全性之间的关系。研究结果表明:采空区与隧道顶部距离30 m,是考虑采空区对隧道施工安全性影响的临界距离;在采空区和隧道拱部净间距为2.5 m的情况下,采空区小于1.5 m×1.5 m时,采空区对隧道施工安全性影响不大,但当采空区大于2 m×2 m时,采空区对隧道施工安全性影响很大,此时隧道拱部失去稳定;采空区的存在增加了隧道边墙位移增长幅度。

岩溶隧道带压溶腔对围岩稳定性影响分析

以某3车道大断面公路隧道工程为对象,采用有限元软件FLAC3D数值模拟施工中掌子面前方遇到带压溶腔的情况,计算隧道开挖至安全距离时,掌子面前方溶腔水压力变化对隧道围岩稳定的影响分析。计算结果表明:溶腔压力变化会造成掌子面位移的变化,从而释放周围应力;掌子面位移的变化情况是影响围岩压力及围岩应变的主要因素,而溶腔压力自身的大小为次要因素。

成昆铁路K295泥石流灾害特征分析及治理对策研究

为消除山区铁路泥石流灾害威胁,确保铁路长期运营安全,结合成昆铁路峨攀段K295泥石流灾害整治工程,分析泥石流灾害情况、规模、分区、成因、危害程度及发展趋势等。基于“以疏为主、兼顾防护”的整治思路,采用“基底注浆加固+导流式渡槽明洞+隧底泄水涵+导流槽+急流槽”的综合处治方案。为避免明洞现浇造成既有铁路运营中断,综合考虑现场地形、结构安全及施工工期,创新地在既有运营铁路上采用明洞拱圈预制拼装技术方案,减小了施工作业与铁路运输的相互干扰,大幅缩短了工期。

株六复线高边坡深路堑地段石方控制爆破技术

株六复线K199+835^+890地段,开挖边坡高陡、路堑深、距空中电接触网近、地下设有通信、电力等各种重要管线,给爆破施工带来较大困难。文章主要介绍该段在复杂地形和环境条件下控制爆破的设计、施工以及安全防护措施,概述了几点有意义的认识和体会,可供类似工程参考之用。

预制拼装式明洞结构在成昆铁路K279崩塌落石治理中的应用

针对成昆铁路峨攀段K279发生的崩塌落石灾害,首先,采用Rockfall软件进行落石轨迹及冲击动能分析,评定落石对铁路的危害程度。然后,根据冲击动能计算结果确定坡面帘式防护网的设置范围及被动网和其他防护措施的设置,根据落石影响范围确定明洞接长范围。对于接长明洞,结合现场地形,提出在铁路运营期间增设明洞时采用明洞内外边墙现浇、明洞拱圈预制拼装的方案。最后,介绍明洞内外边墙现浇、明洞拱圈预制拼装方案的设计及施工情况。根据最终的整治效果可知,采用预制拼装式明洞结构方案可安全快速地在既有线增设明洞结构。

隧道高温地下水处理理念探讨

地热对地下工程建设危害较大,在以往铁路建设中尚未遇到较严重的热害,也缺乏系统的理论指导和成熟的治理经验。文章通过玉蒙铁路旧寨隧道地下热水发育段及影响段的勘察设计与施工,介绍了地热段施工的困难状况,总结了地热对隧道工程的危害类型,针对隧道高地温热害分析评估标准的厘定提出了建议;通过对隧道附近区域地表温(热)泉特征的调查、洞内外热水的取样、氢氧同位素组成特征分析与氚放射性同位素测定等一系列工作研究分析了高温地下水成因;并通过现场试验、测试、方案设计及施工验证,在适应当前国内隧道施工水平的基础上,提出了"通风降温+减少热源+个体防护+局部机械制冷+调整施工组织"的地热处理理念,并提出了在地热发育区进行隧道工程选线的建议。

郑万铁路巴东至香炉坪隧道群岩溶地质选线方案研究

郑万铁路湖北段巴东至香炉坪隧道群在穿越可溶岩地区地质勘察期间,深孔钻探揭示到能听见水声、伴有冷风冒出、超过80 m的巨型半充填溶洞等。为解决上述不良地质问题,在经过区域水文地质调查及系统的地下水动力分析,推测该溶洞底部为暗河,施工图设计阶段对初步设计阶段既定线路方案进行优化。由于受车站位置、标高及线路纵坡等因素控制,无法从竖向空间进行综合调整,进而从平面上提出5种线路方案,并从主要不良地质、岩溶发育程度、围岩级别、辅助坑道、施工风险、工程投资等方面进行综合比选,推荐出施工风险相对较低、投资相对较少的线路取直且绕避暗河的D8K线路方案。施工开挖揭示表明,隧道成功避开岩溶强烈发育区的巨型含水地下暗河,巴东至香炉坪隧道群岩溶地质选线方案是成功的。

高地应力近水平状页岩地层隧底隆起变形分析及设计优化

某高速铁路隧道及其平导位于近水平状页岩地层,且靠近新华区域大断裂,平导在施工期间发生多阶段底板上鼓变形、开裂至破坏,在开展地应力测试后结果表明,该区域围岩存在高初始地应力。针对平导底板破坏区域对应的正洞隧道,考虑洞室群效应,采用数值模拟方法从衬砌内轮廓、施工工法、支护结构等进行系统优化,并通过支护变形及应力监测显示,隧道底部隆起变形趋于稳定,结构安全系数满足规范要求。

玉米定向栽培及机械化定向种植技术研究综述

从玉米定向生长与栽培原理入手,对国内外定向种植机械化现状进行综述;针对研究现状,分析我国玉米定向种植机械化发展中存在的主要问题,以及机械化定向种植涉及的运动控制和批量识别等关键技术。研究结果表明:玉米定向栽植技术具有高产、防病等诸多优点,但目前玉米定向栽植技术多依赖人工操作,费时费力且难以大规模机械化推广;玉米机械化定向种植方面的研究多倾向于定向播种机构的设计,少有玉米粒群定向整列的相关基础理论的研究。就目前玉米机械化定向种植现状,提出应采用多元技术手段开展玉米粒群批量整列机理的研究。