富水砂层中电缆工程明挖顺作顶管井防水设计

从西安市某DN3500电力工程顶管工程地质及水文地质条件出发,在分析接收井空间需求的基础上,结合工井施工工艺探讨富水砂性土地层中明挖顺作法顶管井可能产生渗漏水的原因,并针对性地开展基坑支护及止水帷幕、顶管井结构防水、管节与接收井对接处防水等优化设计研究,为该工程的防水方案确定提供依据,也为相关工程的渗漏预防与治理提供参考。

特大跨度连拱隧道施工工序的关键块体理论优化分析

基于概率统计方法以不同的节理采集区域为单位,对特大跨度双向八车道金鸡山连拱隧道中导洞施工中出露的岩体节理进行精细化采集与描述,在此基础上,利用关键块体理论分析隧道正洞施工过程中可能产生的最危险关键块体。对比分析不同开挖与锚喷支护顺序对关键块体安全系数的影响,对隧道施工工序进行优化分析。结果表明:在金鸡山隧道正洞施工过程中,隧道侧壁产生的块体基本能够自稳,而隧道顶部则可能产生体积较大的关键块体;采用双侧壁导坑法施工时,优先开挖支护单个洞室的右侧导坑则能够减小施工过程产生关键块体的数目与体积。研究结果为特大跨度双向八车道金鸡山连拱隧道的安全施工提供指导。

大口径三维曲线顶管顶力估算及实测分析

顶管顶进阻力由顶管机的迎面阻力和管节与土体间的摩阻力两部分组成,现有的顶力估算公式都具有一定的适用条件,虽然物理意义明确,但参数取值范围较大,往往估算顶力与实际工程顶力的匹配程度较低,尤其是在三维曲线顶管工程中受曲线段的影响,准确估算顶力的难度更大。以长413.0 m,外径为3.8 m,最小曲率半径为313.7 m的三维曲线顶管工程为研究对象,基于现有的顶力公式估算所需顶力大小并布设中继间,在该工程实测数据的基础上分析顶力组成及其与顶程、顶进曲率半径等影响因素之间的关系和顶管在平面曲线和垂直剖面曲线以不同曲率半径顶进的摩阻力变化规律。分析结果显示,曲线顶管摩阻力附加系数是真实存在的,且工程实测值与经验值有所偏差,但顶管在淤泥或黏土层中顶进时的摩阻力按规程推荐取值能够满足工程实践需求。最后提出了顶力估算及中继间的布置建议,为类似工程提供依据。

基于强度折减法的狭长基坑坑底抗隆起稳定研究

以电力电缆隧道基坑为代表的狭窄、长条型基坑,由于开挖宽度小于深度,基坑内外侧土层不符合半无限体的假设,其坑底抗隆起稳定破坏模式就与常规建筑基坑不同,采用国家标准GB 50007和建筑行业标准JGJ 120推荐的算法会产生较大误差。文章以强度折减法为分析工具,研究采用支挡结构围护的狭长基坑坑底稳定破坏模式,分析结果显示狭长基坑不再以圆弧滑动形式破坏,而是形成了以基坑外两侧圆弧主动区、坑内整体被动区的新型破坏模式;同时,针对厦门电力进岛第二通道工程的典型基坑断面,进一步分析基坑抗隆起稳定安全系数与支挡结构插入深度的关系,为工程建设提供依据。

基于关键块体理论的隧道分部施工时空效应

分部台阶施工的隧道开挖所形成关键块体因不同工序下临空面的位置、大小及开挖时机的不同而存在时空效应。阐述了关键块体时空效应的概念,并以福州长乐国际机场高速公路二期双向8车道特大跨度连拱隧道为依托,给出了时空效应概念及其工程应用;提出了关键块体所产生的时空效应应用的基本原则。结果表明:在采用双侧壁导坑施工的隧道中,预留核心部分岩体有利于隧道顶部块体的稳定;隧道施工时,减小开挖临空面面积能有效控制关键块体的体积,及时支护能减小因蠕变而导致的块体节理面力学性质的削弱;以时空效应应用基本原则为指导,将其应用于隧道开挖过程可省去部分临时支护,同时可提高隧道施工的安全性和经济性。

残积砂质黏性土层中隧道施工工法的比选分析

常用市政隧道施工工法在砂质黏性土层中遇到孤石这一问题时显得举步维艰。文章以厦门某电力进岛工程为依托,在常用的隧道工法中选取目前较为常用的4种分别进行技术和经济上的对比,着力解决含孤石砂质黏性土层中深埋隧道施工工法的选择这一问题,同时在分析中给出相应的辅助施工措施建议,分析结果为厦门电力进岛工程隧道施工工法的选择、隧道的设计和施工提供选择依据,同时也为其他类似地质区域的工程提供经验。

电力电缆隧道结构常见病害分类及防治

隧道病害作为电力电缆隧道运营阶段的主要问题之一,缺乏有针对性的分析和研究。通过总结分析基于已有研究成果及在运营电力隧道调查数据,对常用工法修筑的电力隧道病害进行分类,分析成因,并简要探讨隧道结构病害的预防与治理思路,为相关工程的运营检修、病害防治提供依据。

淤泥和粉质粘土地层中曲线顶管顶力实测分析

顶管顶进阻力由顶管机的迎面阻力和管节与土体间的摩阻力两部分组成，现有的顶力估算公式都具有一定的适用条件，虽然物理意义明确，但参数取值范围较大，往往估算硕力与实际工程顶力的匹配程度较低，尤其是在复合地层中的曲线顶管工程，受曲线段的影响，准确估算顶力的难度更大。文章以长626．63m、外径为3．6m、最小曲率半径为600．0m的三维曲线顶管工程为研究对象，基于现有的顶力公式估算所需项力大小并依此布设中继间；再在该工程实测数据的基础上，分析顶力组成及其与顶程、顶进曲率半径等影响因素之间的关系，分析顶管在平面曲线和垂直剖面曲线以不同曲率半径顶进的摩阻力变化规律，分析结果显示垂直剖面曲线顶进时的摩阻力附加系数是真实存在的，虽然工程实测值与经验值有所偏差，但顶管在淤泥或黏土层中顶进时的摩阻力按规程推荐取值能够满足工程实践需求。

圆形窗口法估算岩体节理迹长及迹线密度

福州机场二期高速金鸡山隧道是国内首例双向八车道连拱隧道,隧道区域内节理发育,围岩较为破碎。文章以金鸡山特大跨度连拱隧道工程为实例,介绍了通过采用节理平均迹长和迹线密度估计方法中圆形窗口法,可快速、有效地估算工程区域内的节理平均迹长及迹线密度。

复合地层大口径顶管管道结构内力影响因素分析

现有顶管管道结构的设计均采用平面应变模型,且假定管周为均质地基土,通过选取典型地质条件进行管道结构的内力计算和配筋,一旦工程设计所选择的岩土物理力学参数与实际出入较大,就可能带来工程质量问题。基于某复合地层中的大口径顶管工程,分别采用荷载结构法和地层结构法,分析管侧不同地质条件下的管节内力变化规律,结果显示:在竖向荷载一定时,管侧土的物理力学参数越好、地下水位越低,计算得到的管道内力越大;当管顶上覆回填土时,地层损失率越大,管道结构的内力就越大,施工时应严格控制地层损失率,以保障管道结构安全。

椭圆形逆作法竖井的设计与施工

受工程周边环境和规划的限值，福州市某3．2m内径的电力顶管从已建的双向六车道的道路下方穿行，由于顶管在残积土地层中掘进时遇微风化的花岗岩孤石而无法掘进，需采用从地面修筑竖井排障。为解决具体工程问题，在结合地质补勘得到孤石大小与形状的基础上，综合利用圆形井结构受力好、矩形井占地面积小等特点，提出了椭圆形的逆作法竖井，将竖井及其围挡占地由常规的3车道缩减至2车道，顺利排障的同时，也很好地缓解了对地面交通的影响。文章详细介绍了竖井的设计和施工方案，为类似工程建设提供参考。

特大跨度连拱隧道岩体节理的精细化描述及其块体稳定性分析

福州长乐国际机场高速二期金鸡山隧道是双向八车道连拱隧道,隧道区域内节理发育,开挖过程易于产生块体,而块体稳定则是公路隧道施工过程中最为关键的问题之一。通过对金鸡山隧道中导洞开挖掌子面及其他出露区域的节理进行精细化采集与描述,经统计分析后预测隧道正洞区域内的节理分布,运用关键块体理论分析中导洞节理精细采集断面所对应的隧道正洞区域在开挖过程中可能产生的关键块体的位置、大小、下滑力、安全系数等与关键块体稳定相关的参数。对各关键块体在先后施加锚杆和衬砌加固的情况下进行力学计算,分析块体的稳定性,评价支护方案,为隧道的设计与施工提供依据。

基于节理精细化描述的隧道围岩变形破坏特征分析

福州机场高速二期金鸡山隧道是国内首例双向八车道连拱隧道,隧道区域内节理发育,围岩破碎,隧道围岩稳定性受节理展布特征影响显著。通过对金鸡山隧道中导洞开挖掌子面、区段断面及其他出露区域节理的采集,利用统计分析方法对隧道正洞区域内的节理展布预测;在此基础上,利用非连续变形分析(DDA)法对金鸡山隧道围岩变形、破坏过程进行模拟计算,对隧道围岩变形、破坏的典型阶段进行划分,并指出隧道容易发生变形破坏的部位。最后,将DDA计算分析结果与隧道施工过程中发生的塌方进行比较,两者性态一致,表明DDA法在隧道围岩的稳定性分析基本能够反映隧道真实稳定性,在隧道围岩稳定性分析方面具有良好的应用前景。

顶管法电缆隧道结构渗漏成因及其防治措施研究

与市政管网工程不同,采用顶管法敷设的电缆隧道结构需要达到二级防水的要求。由于施工质量及周边环境变化等各种不利原因,贯通后的管道往往会产生渗漏现象,尤其是在地下水位高、雨水丰富的东南沿海地区。在系统地对已建投产的顶管法电缆通道渗漏现象调查的基础上,对隧道结构的渗漏进行分类,并提出了相应的预防和治理建议,为相应工程的后期整治和类似工程的建设提供参考。

电力电缆保护管定向钻进敷设回拖力计算及机械选型研究

与石油天然气、给排水等管网工程的不同,采用水平定向钻进敷设电力电缆保护管的非开挖工?程,多具有一次敷设管道数量多、单次穿越距离较短、保护管材质各异等特点,采用现行的规程计算回拖力存在一定的适用性问题.论文以厦门市某110 kV电力电缆保护管的水平定向钻进敷设施工为基础,详细介绍了多根MPP电缆保护管定向钻进一次回拖敷设的回拖力计算过程,并介绍了水平定向钻进选型的原则与方法.该工程实测得到的最大回拖力为理论计算值的78.9%,文章最后简要分析了实测数据与理论计算数据产生偏差的原因,并提出了该类型工程回拖力计算和机械选型的基本原则.

双线大口径顶管顶进对桥梁基桩影响的数值模拟研究

受周边环境制约,福州市某电力顶管从在建的道路桥梁基桩之间穿过,基桩间的净距离仅为4.0m,由于通道内需敷设5回220k V,3回110k V高压电力电缆,需采用双线2.0m内径的顶管平行顶进方案,顶管外壁与桥梁基桩的理论净距仅0.8m。为分析双线顶管近距离穿越对桥梁基桩的影响,采用三维有限元分析软件模拟顶管顶进的开挖和卸荷过程,对顶管施工引起的基桩附加荷载进行计算,数值模拟结果显示:双线顶管之间的基桩受顶管施工影响较小,桩身最大附加弯矩仅为0.921k N·m;双顶管两侧的基桩受顶管施工影响较大,产生的桩身附加弯矩达到17.23k N·m,但二者相对于基桩整体的水平承载力而言都较小。通过数值分析,将附加荷载作为水平活荷载之一参与桥梁基桩的内力计算,优化桩身配筋,指导工程建设,同时为类似工程建设提供参考。

复杂地质中长大连续顶管设计与施工要点

福州市某电力隧道长度超过6km,沿市政主干道穿行,隧道全线采用3.2m内径顶管铺设。由于地质环境复杂,对土体位移控制要求较高。施工中针对难点问题提出应急方案,为顶管施工的顺利进行提供行之有效的技术解决方案。

地下管线变形能力调查及其变形允许取值研究

在老旧城区修建地下构筑物工程,施工影响范围内多埋设着许多的地下管线,新建工程的施工挤压或者土体开挖卸荷会产生一定的地层变形,从而使得周边管线也产生一定的附加变形,进而危及地下管线安全。目前对于已有地下管线安全的评估没有统一的标准,工程技术人员对于新建工程是否需要迁改已有管线的常常举着不定。在对现有常见地下管线进行分类调查的基础上,汇总了各类地下管线的变形允许值大小,同时对地下管线权属等进行调查研究,建立起了一个管线的重要性评价体系,并依此提出了一个管线变形允许值的取值公式,将管线的材质、权属、重要性等在变形允许值的基础上进行量化,结合新建工程施工影响的评估,建立起管线的保护方案。

砂土地层顶管始发竖井深基坑支护体系选型及地下水控制

西安市某DN3500内径顶管始发竖井的基坑开挖深度接近20m,坑底位于深厚的富水砂土地层,且基坑紧邻河道驳岸及城区建(构)筑物,施工限制因素众多。基于圆形竖井基坑支护结构施工、内衬墙浇筑及换撑、顶管施工等工程需求和难点问题,分析并提出了采用灌注排桩围护、钢管内支撑的支护体系,且采用悬挂式止水帷幕加坑底注浆隔断后坑内集水明排的地下水控制方案,较好地控制了砂土地层中顶管始发竖井深基坑施工引起的周边地层变形和降低坑内地下水引发的各类风险。

大直径顶管进出洞口对矩形竖井结构的受力影响研究

作为顶管工程最为重要的构筑物之一,顶管始发井或接收井需要在井壁上开设尺寸不一的圆形洞口供顶管进出,洞口的设置影响了井体结构受力。以有限元软件为分析工具,依托西安市某DN3500内径电力顶管工程,研究采用明挖顺作法施工的井壁开洞对井体结构的受力影响规律,将之与同等条件下的沉井结构内力计算结果进行对比,得出了不同工艺井侧壁开洞前后的内力变化规律,并提出了相应的井结构优化设计建议,为相关工程的设计与分析提供参考。