环端面不平整条件下衬砌管片抗剪承载特性研究

在衬砌管片拼装过程中难免出现环端面不平整(或环缝间垫片局部脱空)的情形,进而在顶推力作用下管片容易产生局部开裂破损,严重时甚至危及衬砌结构安全。鉴于此,以衬砌管片抗剪原型试验为基础,在ABAQUS数值分析平台上建立P2型标准块管片的精细化模型,管片上部设置千斤顶靴板,底部设置垫片并使右侧垫片脱空。在靴板上逐级施加均布荷载,以分析局部脱空情况下衬砌管片在逐级顶推力作用下的力学响应,探讨环端面不平整条件下衬砌管片的裂缝发展过程及抗剪承载特性。数值模拟结果表明:顶推力加载至850 kN,管片脱空端竖向位移达到2 mm,管片内弧面上部出现第1道裂缝,内置钢筋仍处于弹性阶段;加载至1120 kN,脱空端竖向位移达到6 mm,内弧面上出现2道新裂缝,同时第1道裂缝进一步扩展形成内外贯穿性裂缝,即管片裂缝发展过程大致为内弧面→上环端面→外弧面,且裂缝附近上层纵向钢筋达到屈服强度;考虑到内外贯穿裂缝给衬砌管片带来较大渗漏水隐患,认为P2型标准块管片的抗剪承载力(即屈服荷载)约为1120 kN。将数值模拟结果与原型试验结果进行对比,二者所得管片裂缝分布与扩展规律大致一致,抗剪承载力基本相符,验证了数值模拟结果的可靠性。研究成果可为盾构隧道的衬砌设计与掘进施工提供参考依据。

韶惠高速公路隧道口深层滑动面综合处治分析

为全面探究隧道洞口深层滑动面形成的机理,提高边坡滑坡处治水平,保证隧道建设及运营安全,文中结合韶惠高速公路施工实践,根据场区内地质、水文及滑动面基本特征,系统分析了隧道口仰坡开裂的具体原因;通过对隧道口边坡稳定性的计算分析,确定了各阶段滑动面的分布范围;提出了针对性处置措施,取得了显著成效。

早高强喷射混凝土在软岩大变形隧道中的应用研究

为研究破碎板岩段隧道大变形特征与早高强喷射混凝土对于控制隧道变形的效果,文章以某隧道破碎板岩段软岩大变形控制为研究对象,通过现场调研、数值模拟、现场实测等分析了软岩大变形特征与控制方法,并研究了早高强喷射混凝土的应用及其效果。结果表明:软岩大变形表现为初支开裂、拱架偏移、扭曲、断裂等,当早高强喷射混凝土弹性模量比逐步提高时,对于隧道变形控制效果越来越好,能够减小20%~30%的隧道总变形,现场实测表明采用早高强喷射混凝土后隧道能够达到弹性模量比为0.75的效果。

哈萨克斯坦图尔古松水电站右岸坝肩土石方开挖支护施工技术

为提高水利水电工程项目中坝肩开挖施工的质量,减少边坡开挖支护塌陷问题的发生。本文以哈萨克斯坦图尔古松水电站工程右岸坝肩开挖工程为例,对水电站右岸坝肩表层土清理,石方开挖、边坡支护等施工关键技术进行了总结和分析。实践结果表明:此开挖和支护技术有效确保了项目的顺利实施,竣工质量验收合格。

砂卵石地层冻结法施工融沉效应研究

本文针对富水砂卵石地层联络通道应用冻结法进行施工时的融沉特性进行研究,在数值模拟软件ANSYS中采用间接法进行热力耦合计算,模拟地铁联络通道冻结法施工的全过程,探讨富水砂卵石地层融沉阶段地表变形、双线隧道管片及联络通道结构的变形与受力特性,为实际工程施工提供有效的参考与建议。结果表明:随着砂卵石地层的逐渐解冻,地表沉降呈逐渐增大的趋势,但砂卵石地层的融沉效应小,融沉变形仅有1.85 mm;管片和联络通道结构的沉降变形值随砂卵石地层的解冻逐渐增大,在此过程中管片和联络通道结构的拉应力减小,压应力增大;实际施工中,应该重点监测管片结构在与联络通道结构连接处顶部的沉降变形、底部的受压情况以及联络通道结构底板处的沉降变形和受压情况。

软弱局部透水地层注浆止水盾尾刷更换技术

在城市轨道交通建设中,由于长距离、小半径盾构掘进情况越来越多,导致盾尾刷因长时间受力或受力不均而磨损,降低或失去密封性,需对其及时进行更换。本研究以苏州轨道交通8号线虎殿路站—虎丘湿地公园站出入场线区间更换盾尾刷为背景,基于盾尾刷更换各种止水方式比选分析,结合该工程位于软弱局部透水地层特点,提出并实施了一种多方式注浆止水的盾尾刷更换方法。即在软弱局部透水地层中,通过在盾尾注入聚氨酯、惰性浆液、双浆液,以及通过盾体径向注入惰性浆液,对盾尾前后地下水进行有效封堵,再通过拆卸一环管片进行第一道盾尾刷的拆卸与更换,更换期间实测表明地表累积沉降与日沉降均满足控制要求,注浆加固后打开观测孔止水效果良好,仅耗时14 d便恢复掘进。本研究提出的软弱局部透水地层注浆止水的盾尾刷更换成套工艺与方法取得很好的实施效果,可为今后类似工程提供参考。

连续性多螺旋型隧道施工开挖石渣竖井溜渣抄道运送方法

螺旋型隧道是解决山区大高差地形交通的较好方案,可不损伤地表岩体与植被,具有保护生态环境的明显优势。针对连续性多螺旋型隧道施工中隧道开挖洞渣运距长的难题,提出了一种通过在螺旋型隧道环形展线水平投影交叉点布置竖井,通过竖井溜渣,实现抄近道运送石渣的方法,省去了隧道闭合环线部分的运距,大幅缩短施工出渣的总运距。分析了溜渣竖井施工与连续性多螺旋隧道施工的动态工序关系,根据工序特点,阐述了施工成本的分析方法。

公路下穿施工对高速铁路桥梁墩台及行车安全影响研究

以怀安县高速铁路车站西路下穿张呼高速铁路怀安站特大桥为例,采用现场监测和数值模拟研究公路下穿施工对怀安站特大桥邻近墩台及行车安全的影响。首先,利用现场监控得到下穿墩台在不同施工阶段的沉降值和横、纵向水平位移值;随后,通过Midas GTS建立数值模型分析墩台的动力响应规律;采用ANSYS/LS-DYNA软件建立列车-轨道动力学耦合模型,评价怀安特大桥列车在公路下穿施工过程中的行车安全性。研究结果表明:在车站西路下穿施工过程中,怀安站特大桥桥墩沉降和位移条件均在规范限值内;为确保列车运行的绝对安全与平稳,建议怀安特大桥高速铁路列车限速200 km/h通过施工区段。

下穿机场明挖拱形隧道施工回填材料及工艺研究

依托成都天府国际机场明挖隧道群项目C3、C4穿场明挖隧道,不同回填材料与回填方式产生的施工荷载会对明挖隧道结构产生不同的力学效应,影响其安全性。通过数值模拟的方式对不同回填材料与回填方式模拟分析,并基于模拟结果提出了优化方案即从运营特点要求和结构安全性考虑,应采用不同回填材料相组合、分区分段设置的回填方案。

基于颗粒流的围岩注浆动态过程模拟研究

研究目的:富水地层隧道开挖易发生突水突泥,注浆为一种有效防范措施。本文基于颗粒流离散元方法,研究围岩注浆对富水地层隧道开挖的影响,通过对岩体注浆过程进行细观动态模拟,研究不同注浆压力和注浆孔布设方式下的注浆效果,从而为优化注浆方案提供参考。研究结论:(1)注浆压力的大小决定了最终浆液扩散形式,即注浆压力增大,注浆形式由渗透注浆变成劈裂注浆;(2)通过颗粒流软件模拟出的动态效果及数据分析,验证了劈裂注浆是压密→劈裂→压密→劈裂的动态过程,直至浆液的扩散压力不足以再劈裂围岩颗粒时趋于稳定;(3)多孔同时注浆时浆体很难进入到中心位置;(4)基于本文的研究对象,劈裂注浆的效果优于渗透注浆,考虑过大注浆压力对岩土体的冲击作用,工程应用时可尽量采用起劈压力进行劈裂注浆,且注浆时并不是较多的注浆孔同时注浆就能得到更好的效果,要针对实际地质情况,合理安排注浆孔以及注浆顺序,避免地层薄弱点出现在多孔同时注浆的中心点处;(5)本研究成果可为软弱地层注浆孔的布置原则及注浆质量控制提供参考。

液态CO_2相变破岩技术在地铁基坑开挖中的应用

针对硬岩地质的地铁基坑开挖工程,传统的炸药破岩技术存在着炸药审批困难、储存运输风险高和爆破能量难以控制等问题。为解决上述问题,以长沙某地铁基坑开挖工程为背景,运用液态CO_2相变破岩技术替代传统炸药爆破进行破岩开挖,并对其破岩效果和安全性进行分析与监测。研究结果表明:液态CO_2相变破岩技术在破岩效果上能替代传统炸药爆破的方式,在安全性上符合爆破安全规程规定,可在类似硬质岩体的开挖工程中推广使用。

忻州隧道下穿大运高速公路技术方案研究

为解决大西客运专线忻州隧道下穿大运高速公路时可能引发的路面沉降及结构安全问题,对黄土浅埋隧道采用新意法+新奥法相结合的方式下穿高速公路进行了三维数值模拟,研究工法中不同设计参数及施工方案下的可行性及施工对地面沉降的影响等,结合现场实际发现忻州隧道下穿段采用新意法+新奥法相结合的设计参数(双侧壁导坑法开挖、循环进尺8 m、搭接段长度4 m的上半掌子面加固、120 m通长管棚超前加固、短进尺、早封闭)进行施工是可行的。

小半径曲线隧道盾构施工测控技术分析

通过曲线始发的小半径曲线地铁盾构隧道施工测控过程,对盾构隧道曲线始发技术、施工过程管片受力情况、盾构机姿态控制方法等进行了分析。针对小半径曲线隧道盾构施工测控中出现的盾构机姿态与管片姿态出现偏差的问题,提出了盾构隧道“割线法”曲线始发技术。通过盾构机姿态的预偏量控制,管片最终稳定姿态与设计隧道中心线达到了最佳拟合,偏移量达到规范要求,为矿山、公路、市政、水电等隧道工程测控技术提供了参考。

隧道开挖引起深部土层位移的计算方法研究

基于平面应变原理,考虑岩土体的不可压缩性,采用国内外适用性较强的Peck公式验证所提出的考虑隧洞直径与上覆土层厚度、土体削减、盾尾间隙、围岩土质概况等因子对影响角参数、任意深度沉降槽宽度对数值的影响及取值区间。拟采用具体参数用于随机介质理论中,探讨了参数变化对Park位移模式3引起的隧道轴线上任一深度土层的三维空间位移的影响。通过相关具体算例结果表明:采用考虑围岩土体性质参数比较合理,且在工程上应用偏于安全。

某地铁深基坑周围环境监测及变形规律研究

深基坑开挖过程中,对周围已有建筑物和构筑物的保护至关重要,对基坑周围环境变形进行监测,是施工过程安全控制的主要手段。针对某地铁深基坑施工实际,确定周围建筑物构筑物的监测项目,布置监测点进行数据监测。以移动平均法为基础,构建基坑周围建筑物及地下管线沉降变形的预测模型,以地下管线沉降监测数据为基础进行沉降预测分析。实际结果表明:当预测模型选取不同的参数时,预测结果表现出差异性,如果参数选取合理,则能得到理想的预测效果。当n=1时,预测模型获得结果的精度最高,能较好地反应基坑周围地下管线沉降变形情况,预测模型的适用性和准确性得到验证,可为同类型基坑施工时周围环境监测提供参考。

锚杆支护在整治高地应力软岩隧道大变形的效应分析

根据乌鞘岭隧道工程实例阐述了高地应力软岩隧道大变形的特点,及其整治措施,通过模型计算对施作锚杆隧道与没有施作锚杆隧道的应力以及位移进行了比较,并论述了锚杆支护对于整治大变形的重要作用。

旋挖钻快速施工技术在水中墩大直径钻孔桩施工中的应用

与重大基础设施建设的日益发展相伴随,越来越多的水上施工项目需要跨越江河湖泊甚至航洋。桩基础施工项目对循环钻机或冲抓钻机等水面施工技术应用得比较多,但采用旋挖钻机进行施工作业的项目比较少,对其原因进行分析,主要在于水上施工项目桩基础多为大直径、深孔桩,旋挖钻机在其中的应用会受到钻机扭矩、钻杆规格、钻孔护壁等诸多因素的影响。针对当前国内较少采用旋挖钻机进行大直径深孔桩水上施工的现状,结合连续梁-柔性拱主墩大直径桩基工程实例,研究旋挖钻快速施工技术的应用。

平行于地裂缝的地铁隧道避让距离研究

地裂缝为西安特有的地质灾害,地裂缝的变形对地铁的施工与运营均有不同程度的影响。首先通过1∶5的大型模型试验,对平行于地裂缝的地铁隧道的致灾模式进行研究,得出结果:地铁隧道随着地裂缝上盘沉降量的增大,结构没有出现扭剪变形,且随着平行距离的增加,地裂缝处滑动土楔对隧道的侧向挤压作用也逐渐减弱。通过数值模拟计算,对以上模型试验分析的结果进行更深入的验证,最后得出结论:地铁隧道与地裂缝上盘间30 m为地铁隧道的安全避让距离。该结论对今后西安地铁建设的选线具有重要的参考价值。

高压旋喷注浆技术在富水砂层隧道中的应用

结合兰渝铁路桃树坪隧道出口工程实况,提出了高压旋喷注浆加固和洞内降水的综合加固方法,解决了施工中仰拱水量大、流砂涌水、支护结构开裂等问题,实现了大断面施工机械化,有效加快了施工进度,经济效益良好。

工程项目风险管理在桥梁施工中的应用

工程风险管理在实践中没有规范的专项管理工作,工程风险管理制度还不甚完善,加强风险管理的专题研究工作,掌握风险识别技术,开展风险评估与分析,及时防范和化解工程风险,对于提高我国的建设管理水平和投资效益,都具有特别重要的意义。