不同跨径小净距隧道管棚超前支护机理与变形控制

以新疆乌尉高速公路上新光隧道工程为依托,对不同跨径软弱围岩小净距隧道超前支护力学特性进行研究。采用有限元软件MIDAS GTS NX建立有无管棚超前支护两种工况下隧道模型,分析不同开挖阶段管棚弯矩的分布规律以及两种工况下隧道拱顶沉降、初期支护应力及围岩塑性区的变化规律。结果表明:在隧道开挖过程中,掌子面处管棚受力较大,支护稳定后受力较小且较为均匀;管棚超前支护工况下累计拱顶沉降左洞为2.83 mm、右洞为6.74 mm,相较无超前支护,左、右洞拱顶沉降分别减少了34.64%和32.26%;布设管棚后衬砌最大主应力降低14.13%,围岩最大塑性应变减少了28.48%。采用管棚超前支护措施进行洞口段开挖能提高围岩稳定性,控制围岩变形,可为类似工程提供指导借鉴。

小净距换乘通道施工对既有车站隧道及地表影响研究

联络通道小净距上跨施工会对既有车站隧道及地表产生不利影响,合理的开挖方法可以有效控制施工产生的不利影响。以重庆轨道交通4号线西延伸段玉带山站换乘通道上跨工程为依托,采用三维数值方法,研究了全断面法与上下台阶法两种工法条件下换乘通道开挖对既有车站及周边环境的影响。研究结果表明:换乘通道的开挖会导致车站隧道支护结构安全性降低。换乘通道的开挖会引起地表沉降的增大与沉降槽的最低点由车站隧道正中向换乘通道一侧偏移,偏移量的值约在2.8~5.7 m。综合比较两种工法,在实际工程中推荐换乘通道初始开挖阶段(L1、L2段)采用台阶法施工,避开较大影响区以后,采用全断面法施工,可以在保障安全的前提下兼顾施工效率。

双洞八车道隧道上穿高铁隧道力学响应分析

深汕特别合作区望鹏大道拟建围仔岭隧道为双洞八车道公路隧道,单洞开挖断面面积约200 m^(2),开挖跨度达20 m,双洞净距31.3 m,属特大跨度近净距隧道。此外,围仔岭隧道中部以约18 m净距斜交上穿既有高铁隧道。为评估围仔岭隧道交叉段开挖施工对既有高铁隧道衬砌结构的附加影响,论证三台阶、CD法等开挖方法对于上穿施工的适用性,应用FLAC3D开展上穿交叉段的施工过程三维数值模拟分析。结果表明:两种开挖方法引发的既有高铁隧道衬砌附加位移均处于规范限值以内,CD法开挖对于隧道衬砌位移控制效果较好,但优势不明显;既有高铁隧道拱顶衬砌竖向位移的增长速度与新建隧道上台阶掌子面位置关联性很强,施作二次衬砌后,既有高铁隧道衬砌隆起位移得到有效控制;综合现状条件,推荐三台阶法作为围仔岭隧道上穿既有高铁隧道的优选施工方法。

广西钦州大跨度小净距矿山法隧道群设计

广西钦州北部湾项目有B1、B2、B3、B4四条隧道,B2、B3为双向八车行通道,B1、B4为人非车道,相互净距仅4.5~5 m,为确保隧道施工期间整体安全,采取中夹岩加固、严格控制施工工序、加强超前支护和初期支护、根据监控量测结果调整二次衬砌施工时间,最终确保本项目隧道顺利施工。

既有连拱隧道与新建特大跨度隧道的净距研究

广州市华南快速路石门堂山隧道扩建工程,为在既有连拱隧道侧新建的特大跨度单洞四车道隧道,既有连拱隧道存在衬砌裂缝、防火涂料脱落等病害,且在新建隧道施工过程中需要保通运营,同时受周边土地资源紧张限制,因此开展新建隧道与既有连拱隧道的净距研究是十分有必要的。通过对新建隧道的爆破振动安全允许距离进行计算,最终选取36.8m的安全净距,利用MIDAS GTS NX有限元软件对爆破荷载作用下的既有连拱隧道的内力进行分析,从而验证所设计的隧道净距。结果表明:在考虑对既有隧道的变形、衬砌应力影响下,新建隧道与既有隧道净距设为36.8m对既有连拱隧道的影响是较小的,为隧道结构的设计提供参考依据。

广东某停车楼项目的设计实践

随着改革开放的逐渐深入,人民生活质量的不断提升,停车难、停车贵的矛盾日益突出。东莞市为解决市政府周边停车难问题,如何在有限的地块、造价基础上既能满足市民的停车需求,又可以充分实现建筑物与周边环境的有机结合。经过市场的充分调研与分析,方案的多次遴选,最终以“无限流动”的理念,以蜿蜒起伏的“丝带”实现了建筑空间与立面造型的统一。结构工程师从方案立意、建筑功能、造价等方面出发,选择“无楼层概念”板柱-剪力墙结构体系。项目的落成使用,既解决了项目周边停车难的问题,也在无梁楼板应用边界上做了一次有益的探索。

小净距公路隧道稳定性数值模拟分析

常(德)-吉(首)高速公路上的阿娜隧道是因隧道净距小,双洞间影响较大,故应用二维弹塑性有限元分析方法对其稳定性进行分析研究,计算了衬砌和围岩的内力与位移,进行了变形性状的分析,为高速公路类似的小净距隧道工程设计、施工提供一定的科学依据和参考价值。

大跨铝网格结构体系的最新进展与创新

铝网格结构在各种建筑及工程中的应用越来越多,取得了显著的发展和创新。对各种造型、荷载条件和支撑条件的结 构,开展了实例研究和概念设计,证明这一结构体系有较大的灵活性和铝作为结构用材的优越性。本文编译自美国 TEMCOR公司提供的有关资料,重点论述了铝网格结构在几何选型和设计方法等方面取得的最新进展。

并行隧道顺序开挖围岩及衬砌承载行为分析

双孔大跨度并行马蹄形隧道施工过程中围岩及衬砌的承载行为对施工的安全性有着重要影响。本文通过对不同围岩级别及净距工况下的双孔大跨度并行马蹄形隧道开挖过程进行数值模拟,研究围岩及中间岩柱受力状态和衬砌应力分布规律。研究表明:(1)该类型隧道在开挖过程中,拱脚处最易发生剪切破坏;(2)净距大小对中间岩柱应力状态影响较为明显;(3)后建隧道会造成先建隧道靠近中间岩柱侧上方的衬砌应力增大,在实际施工过程中应当重点监测;(4)Ⅴ级围岩的洞间距宜大于1.5倍洞径,Ⅳ级围岩的洞间距宜大于1.0倍洞径。本文的研究可为类似工程设计提供一个参考。

小净距隧道稳定性数值模拟分析

应用二维弹塑性有限元计算隧道衬砌和围岩的内力,并进行该隧道变形性状和稳定性研究,结果表明:隧道在施工过程中结构体系及围岩均处于稳定状态,采用数值模拟分析是指导设计和施工的有效手段,为同类的小净距隧道工程设计、施工提供理论依据。

单跨5车道公路隧道过渡“3+2”小净距隧道施工力学研究

厦门芦澳路与海沧疏港通道交叉处拟建一座地下互通式立交隧道,隧道分岔处由单洞5车道大跨段直接过渡至主洞3车道及匝道2车道的“3+2”小净距段,采取直接过渡的方式不设置连拱段,最大开挖跨度达到30.46 m,最大开挖面积达450.41 m^(2)。分岔隧道由大跨段直接过渡到小净距段决定了施工过程中非常复杂的工序转化,施工力学机制难以把控,分岔隧道围岩应力受隧道净距和断面形式的影响,分岔隧道的施工与支护结构设计面临诸多难题。通过三轴试验结合数值分析的方法对大跨段与小净距段交界处以及小净距隧道的施工力学进行研究,得出如下结论:1)现场取得的花岗岩试样属于弹脆性岩石,岩石处于三向受力状态时岩石强度和稳定性远大于双向受力状态,花岗岩试样弹性模量与围压呈正相关,结合Hoek-Brown强度准则以及Mohr-Coulomb强度准则对三轴试验结果进行修正得到现场岩体的物理力学参数。2)分岔隧道大跨段过渡至小净距段施工时,应及时对大跨段与小净距段交界面处围岩进行封闭,建议采用高性能喷射混凝土和工字钢支护,保证围岩尽快处于三向受力状态。3)小净距段隧道开挖对大跨段末端断面位移的影响主要是竖直方向,同时也会引起大跨段隧道末端初期支护不同程度的内力变化,其中左右拱脚处内力变化最为剧烈。主洞隧道施工对大跨段隧道内力和位移影响范围为掌子面后16 m,匝道则为掌子面后12 m。4)小净距段施工时,主洞和匝道隧道最佳纵向开挖间距为16 m;当主匝隧道净距大于6 m时,可作为独立单洞进行设计和施工。

浅埋大跨小净距隧道断面形态及合理间距的优化研究

对于大跨度小净距隧道而言,合理扁平率及双洞间距的设计对于节约成本,提高隧道线型规划具有至关重要的作用,因此,优化大跨度小净距隧道的扁平率及其间距是隧道设计施工面临的关键问题。利用大型有限元分析软件ABAQUS的标准设计语言Python编程,对某拟建大跨度小净距隧道不同扁平率及其间距进行参数化设计;采用精确罚函数法以及Nelder-Mead优化算法相结合的有限元优化分析计算程序,以隧道开挖面积、围岩塑性区、地表沉降和拱顶下沉等作为优化目标值,对建立的参数化模型进行计算,提出依托工程条件下扁平率及间距的最优组合。研究方法和成果对推动大断面小净距隧道的发展和应用具有重要的现实意义。

浅埋偏压大跨花岗岩残积土小净距隧道合理间距研究

针对花岗岩残积土浅埋偏压大跨小净距隧道合理间距与偏压程度的关系问题,引入偏压率P,通过建立洞口段1:7,1:5和1:3共3种边坡坡度的偏压小净距隧道模型;基于FLAC3D软件,研究花岗岩残积土围岩小净距隧道施工工法优化和不同偏压率P对其最小合理间距的影响。研究结果表明:双侧壁导坑法较适合偏压率为1.13的小净距隧道施工,最小合理间距为24 m,中间岩柱是最薄弱部位;岩柱上方地表沉降最大,靠近岩柱两侧隧道支护锚杆轴力最大,在施工过程中塑性变形较严重,进一步验证了数值模拟结果的合理性,因此,在施工时应优先加固岩柱的上岩盘,同时兼顾加固中岩盘和下方岩盘,确保中间岩柱稳定。

地下立交设计施工关键技术研究

由于我国城市的快速发展,交通量的急剧增加,导致城市立交发展迅猛。为了减少地面立交工程对区域规划的破坏,地下立交成了一个新的发展趋势。以营盘路湘江隧道和万石山地下立交工程为依托,介绍地下立交的功能定位以及结构设计的控制性因素和施工技术,并以万石山地下立交工程为对象,详细介绍地下立交的设计和施工技术,为今后其他类似工程的设计施工提供借鉴。

浅埋大跨度中风化泥岩高瓦斯隧道施工安全风险控制研究

新建天府国际机场龙泉山隧道同时具有浅埋、大跨度、软弱围岩以及高瓦斯四个风险因素,均是隧道施工中的高风险因素。首先通过分析隧道的风险确定要解决的问题,然后从工法选择、爆破设计及瓦斯控制措施等方面对高风险因素进行系统的施工管控设计,并通过实践证明风险控制有效。

防气抽油泵防气原理研究

分析了在高油气比的井况条件下,抽油泵在抽汲过程中,泵内液体和气体的体积变化,以及影响抽油泵泵效的原因。提出防气泵的防气功能在于清除余隙内的游离气和尽量减少余隙液体中的溶解气。提出了一种既大幅度提高泵效、成本低廉又彻底解决了"气锁"的新型防气抽油泵,并介绍了该泵的工作原理及基本组成。

走出误区 深化认识——深入解读“技术性贸易壁垒”

国际贸易中技术性贸易壁垒,给入世后的中国外贸持续稳定的发展,带来了越来越严峻的挑战。深入地解读技术性贸易壁垒,走出某些认识的误区,是我们制定和实施正确、积极应对措施的前提。针对近几十年来出现的技术性贸易壁垒,绝大部分都符合世界贸易组织“游戏规则”的实际,只有真正注重我国经济和外贸发展的质量与效益,切实提高我国各行各业的生产和服务的技术水平,提高和加强各类产品的质量、技术和环保的标准,生产出达到甚至超过国外“技术标准”的产品,从根本上“跨越”国外的技术性贸易壁垒,才能拥有更大的国际贸易“领地”。

浅埋大跨小净距桃花峪黄土隧道系统锚杆作用效果研究

为了更好地研究系统锚杆在浅埋大跨小净距黄土隧道中的支护效果,以武西高速公路桃花峪隧道施工为依托,进行有无锚杆现场对比试验,结果表明:从初期支护左右侧拱顶沉降的对比来看,有锚杆段沉降略小于无锚杆段,水平收敛相差不大,锚杆对改善隧道围岩和初期支护受力作用相对较小,有锚杆试验段围岩-初期支护接触压力量值相对较小,相比于无锚杆段的土体压力略微均匀。综上所述,建议取消锚杆,对于薄弱环节可保留先行洞边墙小净距侧的锚杆施作。

高原地区大跨度空间钢结构日照温度应力分析

基于ASHRAE晴空模型和高原强辐照参数,利用有限元法对拉萨某大型医院项目中的大跨度空间钢结构日照温度应力展开分析。结果表明:在14:00,箱型杆件迎光面温度与气温之差达到最大值37.5℃;在15:00,箱型杆件最高温度为65.6℃,日照温度场具有明显的非均匀性和时变性,建议高原地区的大跨度空间钢结构避免在14:00~16:00施工成型。此外,靠近支座的杆件因多余约束温度应力值较大,最大压应力值已达钢材屈服强度的61%,而日照组合荷载下的最大应力值已达到钢材屈服强度的73%。在高原大跨度空间钢结构设计中,应考虑日照温度应力,且日照组合荷载应按控制荷载计算。

浅埋软弱围岩大跨度隧道双层初期支护施工技术

对于浅埋、软弱围岩大跨度双连拱隧道,其围岩软弱破碎严重,自稳性差,开挖后要求早期支护具有较大刚度,以阻止围岩的过大变形,采用型钢钢架与格栅钢架相结合的初期支护形式,第一层型钢钢架支护,控制围岩的变形,发挥围岩的自承载能力,第二层格栅钢架支护,与第一层支护共同承担围岩压力,从而保证了结构的稳定和施工过程的安全。