顶管隧道施工对高速公路通道桥的影响分析

依托辽西北供水盘锦应急支线供水工程顶管穿越京哈高速G1通道桥施工工程,采用有限元方法建立模型进行全过程模拟,分析了顶管施工过程对既有高速公路跨线桥产生的影响。结果表明:采用顶管施工的方法近距离穿越桥梁对桥梁产生的影响理论上可以得到有效控制,为施工方案及加固措施的选取提供参考。

超长深埋隧洞岩爆监测与预警技术应用——以引汉济渭工程秦岭输水隧洞为例

为克服引汉济渭工程秦岭输水隧洞施工过程中的高频高强岩爆问题,通过分析秦岭输水隧洞的地质特征、岩石力学特性及岩爆实际发生情况,开展单洞长度超过13 km连续洞段的以微震监测技术为主的岩爆监测与预警工作,构建移动式24 h连续微震监测系统,建立基于微震能量的岩爆等级评价体系,并提出“以微震能量为主、以微震频次和集中度为辅”的简易定量化判别方法,大大提高了数据的易读性和监测结果的利用效率。应用结果表明:采用提出的方法后岩爆综合预警准确率达90%,施工过程中未发生因岩爆致人伤亡的事故,保障了工程进度和安全。

爆破扰动下TBM隧洞时滞型岩爆特征及影响机制研究

时滞型岩爆的发生通常具有很强的随机性,会对施工安全造成巨大的威胁,而开挖扰动、爆破扰动等均会对潜在时滞型岩爆区产生不同程度的影响。依托某隧道掘进机(TBM)引水隧洞,采用理论分析和对比分析法研究了拆机洞爆破开挖期间K54+000—K54+700段发生的5次时滞型岩爆,发现:(1)强烈岩爆和中等岩爆区位于缓倾断层附近,围岩发育短小隐节理和含充填的细密节理,轻微岩爆距断层远或位于正断层附近,除含充填的细密节理外,均至少发育1条含充填物的倾向SW的陡倾结构面;(2)TBM法开挖隧洞时滞型岩爆滞后爆破时间更长,滞后工作面距离更远,且爆破对TBM隧洞的扰动作用相对较小;(3)爆破扰动使得潜在时滞型岩爆区围岩失稳变得容易,从而加速了时滞型岩爆的进程。研究成果可为TBM隧洞时滞型岩爆的预警与防控提供参考。

并行输水双顶管下穿高速公路路基数值模拟分析

随着我国基础设施建设的不断完善,公路、水利等行业的相互交叉越来越多,而水利行业采用输水管道形式下穿公路路基成为水利与公路交叉的最主要形式,目前,其下穿高速路基对高速公路影响的研究还不够深入。文中以贵州省夹岩水利枢纽及黔西北供水工程龙窝寨输水并行双顶管下穿仁望高速公路(白黔段)为例,通过三维数值模拟研究分析并行输水双管开挖及顶进施工对高速公路路基、路面沉降变形的影响;同时以顶管施工完成后路面的纵向最大沉降为研究重点,得到路面纵向沉降规律,以实现施工过程中的变形监测,从而最大限度地降低双顶管施工对已运营高速公路的影响,保障高速公路营运安全。

TBM施工引水隧洞降温技术研究

TBM施工时,岩温和机械发热所产生的大量热量会导致隧洞内的温度环境恶化,TBM掘进面附近的温度控制是影响连续长距离掘进的重要因素之一。为制定合理的TBM施工段降温措施,采用传热学理论,对采用压入式独头通风的TBM施工隧洞内的温度分布规律进行研究,并以引汉济渭岭北段TBM 5#斜井工区为例进行验证。通过引入空调工程中焓值的概念,确定TBM隧洞人工降温的冷负荷,对常见的降温措施进行对比讨论,进而确定TBM施工隧洞的降温措施。研究表明:隧洞内的空气温度与隧洞壁温、通风风温、通风风量、盾构的发热功率、隧洞周长、通风长度、风管侧壁传热系数和隧洞侧壁的换热系数等参数有关;对于TBM掘进面附近高温、高湿的环境,只能采取人工制冷降温措施进行降温。

大规模输水隧道水锤效应三维数值模拟

为研究大型输水隧道的水锤效应,提出基于任意拉格朗日欧拉(ALE)流固耦合技术的三维水锤分析方法,并通过算例与实验结果进行相互对比,验证了该仿真方法的有效性.基于多尺度仿真技术,建立了某大型输水隧道土体-结构-水体三维耦合非线性有限元模型,并利用所述分析方法,结合混合显式积分算法及其并行技术完成三维水锤效应的模拟计算.结果表明,水锤压力随阀门关闭时间延长及隧道长度减少而减小;隧道结构受水锤影响最大的部分出现在靠近出口处.

输水隧道二维地震反应分析

为研究软土中的浅埋输水隧道由于内部水体的作用使其动力特性与一般的交通隧道有所不同.在考虑介质的辐射阻尼的情况下,采用流-固耦合的分析方法分析一穿越河底的大管径输水隧道二维平面应变的地震反应,同时讨论其水体晃动、阻尼系数、内水压力、围岩种类、围岩的不均质分布、围岩和衬砌的非线性及衬砌的厚度对衬砌的地震响应的影响.结果表明:在满水且无内水压力的情况下,流体对隧道衬砌的地震反应影响不是很大;但其水体晃动、辐射阻尼、内水压力、围岩种类、围岩的不均质分布和围岩非线性及衬砌的厚度,对衬砌的地震反应有很大的影响;并且随着内水压力的增加,其地震反应趋于剧烈.

水下悬浮隧道波流荷载分析研究

悬浮隧道作为悬浮在水中的结构物,波浪、海流荷载必将是影响悬浮隧道结构稳定性的常规荷载。由于悬浮隧道在空间结构上为细长结构物,利用Morison方程计算结构所受到的波流力,分析了悬浮隧道结构所受波流荷载随悬浮深度、海水深度、海流速度以及管段截面尺寸等因素的变化规律。

悬浮隧道结构动力响应研究进展与展望

悬浮隧道是未来峡湾跨越、深海通道等重大交通工程建设的重要方式。针对悬浮隧道建设的关键问题,综述近年来国内外悬浮隧道断面结构型式、管节结构动力响应、锚索涡激振动、悬浮隧道试验技术及悬浮隧道适应性等方面的研究进展,总结出悬浮隧道结构动力响应研究存在的关键问题,并对悬浮隧道进一步深入研究的方向进行展望。结果表明: 1)在断面设计方面,耳形或椭圆形断面型式的悬浮隧道在复杂动水环境中稳定性好,但也需要综合考虑管节结构断面型式、浮重比与布置方式等因素;2)在结构与锚索动力响应方面,现有研究方法以理论推导与数值模拟为主,模型试验技术相对薄弱,有必要开展环境荷载-交通荷载-悬浮隧道多荷载耦合下的模型试验,验证理论分析与数值模型;3)在适用性方面,有必要在有条件的水域建设小型悬浮隧道对静态水域开展实体隧道研究,发现并解决问题,为复杂海况下大型悬浮隧道建设提供技术积累。

充填注浆参数对输水隧洞衬砌空洞加固效果的影响研究

此次研究以白石水库输水工程输水隧洞为工程依托,利用数值模拟的方式探讨了砂浆强度等级和填充率对填充加固工程效果的影响。结果显示,砂浆强度对填充加固工程效果的影响极为有限,而填充率的影响相对较大。根据计算结果,施工中的填充率必须要达到80%以上。

景德镇应急水源工程输水隧洞施工技术

在应急水源工程建设期间,输水隧洞施工技术在其中的应用能够实现施工效果的有效提升,为此,本文以景德镇市应急备用水源建设工程作为案例,概述了工程项目的大致情况,并对输水隧洞施工技术在应急水源工程中的应用进行了研究。

沉管管节的拖航操纵运动模拟

针对长江沉管隧道工程中管节浮运方式部分，建立了由管节和四个驳子所组成的“组合体”在拖航情形下的数学模型，并在用已有回归经验公式估算水动力导数的基础上，完成了整个操纵运动过程的模拟与分析工作．

秦岭输水隧洞主要断裂带对工程的影响

超长、深埋秦岭输水隧洞穿越秦岭岭脊,其断裂构造极其发育,工程区发育有几十条断层,其中有3条区域性大断裂对工程的影响最大。文章从构造学特征、运动学特征、组构特征、几何学特征等方面探讨了主要断裂带的特征;从断层活动性、岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水、主要结构面产状、物性参数等方面分析研究了断裂带对隧洞工程的影响。结果表明,围岩构造变形的构造学特征、运动学特征、组构特征、几何学特征及其变形形成机制可为预测围岩构造变形空间分布规律提供地质依据。通过对断裂带围岩基本工程特性进行综合评价,可优化隧洞围岩分类结果和衬砌支护参数,能够有效指导隧洞设计和施工。

流体的几种简化模型在输水隧道抗震计算中的应用

随着我国西部开发中水利水电工程建设的展开,有关软土中的输水隧道的抗震安全问题益见重要。这里重点研究了水体的几种简化模型在软土浅埋输水隧道的地震反应分析中的应用。分别采用水体的不同简化方法(等效密度、Housner模型、Westergaard公式)与水体假设为势流体时的流-固耦合的水固统一模型对一实际输水隧道进行地震反应分析。数值分析结果显示:不论采用水体的简化模型还是采用势流体的流-固耦合模型,其结果均相差不大。

秦岭输水隧洞微震活动特征研究

岩爆是深埋地下岩体工程中面临的世界性难题。针对秦岭输水隧洞岭南工程开挖过程中面临的岩爆问题,本文基于微震监测技术,分析了相邻洞段不同开挖方式、相同开挖方式不同洞段条件下的微震活动特征。结果表明:微震活跃性与岩爆风险高低密切相关,可作为岩爆防治的重要参考依据;埋深与岩性相近条件下,钻爆法比TBM法的微震能量相对更低,岩爆风险相对更低,但TBM法掘进效率更高;微震活跃性与开挖进尺、隧洞埋深不存在明显正相关性,围岩较好、微震活跃性较低时可适当增加掘进速度,提高开挖效率,当围岩变差、微震活跃性较高时宜适当降低掘进速度,延缓或降低岩爆风险。本研究结果可供类似工程岩爆防治和微震监测参考。

引汉济渭秦岭输水隧洞施工通风方案研究

以实际工程为依托,结合该项目长距离施工通风,介绍了秦岭隧洞辅助坑道的总体布局、长距离施工通风的特点及面临的困难。通过对前期施工通风研究,结合现有施工通风耗材的性能特点,重点论述了现有施工通风技术存在的问题及解决方法。结合本项目提出了不同的施工通风方案,并对提出的主要方案进行施工通风计算分析,提出了推荐方案并给出了建议。

大伙房水库输水隧洞TBM安装洞室稳定性分析

大伙房水库输水隧洞工程长度大、支洞多,断面形式和围岩类别复杂。对TBM施工掘进速度、长距离掘进机可靠性以及对不良地质适应性要求高,TBM洞内安装(拆卸)洞室大、边墙高。为了合理设计和施工,利用平面有限元对TBM安装洞室稳定性进行了计算分析,并对其施工动态进行了三维模拟计算,所得结论可供相关工程参考。

娘拥水电站引水隧洞超高地温段综合施工技术

娘拥水电站引水隧洞罕见的超高地温给隧洞施工增加了难度，岩石表面温度达58℃，涌水温度为82℃，爆破孔内温度为48～76℃。通过介绍隧洞降温系统、炮孔冷却循环系统等，总结和探讨了在高地温条件下的隧洞施工技术，从而保证了在高地温情况下隧洞的正常掘进。

塔架式高机动雷达天线车的研究

雷达的快速机动性是保证在战场上取胜的关键之一。主要介绍了如何实现雷达快速机动的目的和方法,并从结构、传动和控制上阐述了天线车的设计思路。

隧洞内洞穿钢管及自密实混凝土填充浇筑的施工方法研究

以引水调水工程中的重要组成部分输水隧洞为研究对象,阐述了目前常采用的多层衬砌以及现有技术在环空层内回填混凝土的方案。针对现有技术存在的不足,本文提出并公布了一种洞穿钢管后,采用两期自密实混凝土填充浇筑的施工方法,并指出了该施工方法的优点,使得浇筑的自密实混凝土更加饱满,减少了补浆量,保证了环空层回填混凝土的强度。