钻锚注一体机在红层泥岩隧道预应力锚杆施工中的试验应用

针对高速铁路隧道预应力锚杆施工,选用合适的施工设备、预应力锚杆及树脂药卷类型和施工方法,是保障高速铁路隧道施工安全和控制分险的关键。本文以成渝中线高速铁路中梁山红层泥岩隧道预应力锚杆施工为工程案例,从钻锚注一体机的设备选型、预应力施工方法、锚杆选型,进行了现场施工可行性分析,总结出了高铁隧道钻锚注一体机施工红层泥岩隧道预应力锚杆的施工工艺。

自行式跨钢支撑三步台车在高铁明挖隧道中的应用研究

近些年,高铁明挖隧道设计在平原地区被广泛应用,深基坑结构施工过程受力体系转化可通过设置临时倒撑解决的,但其限制了常规模板台车的使用。通苏嘉甬高铁汾湖隧道出口明挖段设计有1~2道倒撑,实际施工中通过与台车生产厂家联合设计自行式跨钢支撑三步台车,解决了明挖深基坑隧道不能使用台车的局限性。研究结合工程实际情况,从成本、进度、质量、安全、环保等方面综合考虑后,通过应用自行式跨钢支撑三步台车,使施工工序简单、便捷,结构施工功效高,提高了混凝土外观质量,减少了搭设、拆除满堂脚手架时间,减少了周转材料用量,同时也节约了施工成本。经实践证明,该施工技术可行、可靠,并达到了预期的效果,以期为类似工程提供借鉴。

盾构下穿高铁路基变形规律模型试验研究

为了探究盾构下穿施工对高铁路基U型槽结构和地层的变形影响规律,以拟建的石家庄市轨道交通4号线下穿京石高速铁路路基为工程背景,基于几何相似比配制了地层和结构模型试验材料,设计了试验监测系统,采用φ1 200 mm小型盾构机进行了盾构隧洞顶距路基管桩底不同距离的2组室内模型试验。结果表明:随着距离盾构隧道拱顶距离的增大,地层沉降减小,盾构施工对地层的影响范围约为2倍洞径,显著影响区为1倍洞径;随着埋深的增大,盾构施工引起结构下方地层的沉降减小,距盾构隧道顶距离分别为0.5倍洞径和1倍洞径时沉降最大差值为10%;U型槽结构与相邻地层间产生脱空,盾尾脱出阶段发生的地层沉降占比大于74%。建议管片拼装完成后采用保水性好且有一定早期强度的注浆填充材料,以控制沉降变形,同时进行地层深孔注浆,及时充填松动地层孔隙,增加地层密实度。

浅埋偏压高铁隧道围岩变形及控制研究

为防止浅埋偏压高铁隧道围岩发生大变形或坍塌事故,文中结合郑万高铁湖北段楚烽隧道施工实例,对浅埋偏压高铁隧道围岩的变形特性及控制进行研究。结果表明,围岩变形量与时间响应曲线表现为先增加后平稳再次增加最后趋于平稳的状态,最大的围岩变形量达到27 mm;围岩的变形速率与掌子面距离呈现先快速下降后增加再次下降的趋势;通过相关的变形控制措施处理后,变形值均满足规范要求,证实了变形控制措施的可靠性,施工效果良好。

列车动荷载在新建盾构隧道施工过程中对既有隧道及周围土层的动力响应分析

为研究既有隧道中的列车动荷载在新建隧道跨越既有隧道的背景下对既有隧道、周围地层及新建隧道的结构动力响应的影响,本文以长沙地铁六号线水农区间盾构上跨京广高速铁路浏阳河段隧道为例,采用有限元软件开展数值分析,研究列车动荷载作用下对既有隧道、周围地层及新建盾构隧道的动力响应分析。研究结果表明:列车动荷载开始施加时,既有隧道拱顶、既有隧道道床及地表的动位移波动较大,既有隧道拱顶、地表及新建盾构隧道的动加速度波动较大,随着列车运行平稳,各位置动力响应均趋于平稳;随着上覆土层距既有隧道拱顶距离的增加,土层的动位移逐渐减小,土层的动加速度逐渐减小而后趋于平稳;在新建盾构隧道与既有隧道相距较远,且新建盾构隧道与既有隧道所属地层地质条件相同时,列车动荷载对新建盾构隧道造成的动力响应很小,不会影响新建盾构隧道的运营安全。

盾构下穿高铁路基模型试验系统设计

为更好地指导盾构下穿既有高铁路基设计与施工,以拟建石家庄轨道交通4号线下穿京广高铁京石段为背景,基于相似比对试验箱尺寸、地层与结构相似材料物理特性、试验监测系统、盾构掘进设备进行研究,使其能够在“盾构-土体-既有结构”系统下开展多种形式研究,为盾构下穿既有高铁路基设计与施工提供技术支持。结果表明,设计较大室外模型试验时,为保证材料填筑及后期试验对试验箱不产生较大侧向变形影响,模型箱应采用较大刚度材料制作;结构相似材料配制中弹性模量对试验影响较大,结构相似材料配制以控制弹性模量为主,最终选取325R水泥、细砂、橡胶粉与聚丙烯纤维配制结构材料;隧道埋深是影响既有高铁路基竖向位移的主要因素,因此可在其他条件不变情况下,改变隧道拱顶距管桩底部距离,改变“盾构-土体-既有结构”模型,探究埋深对既有高铁路基竖向位移的影响。本试验设计可为类似模型试验的开展提供参考。

轨道交通暗挖隧道下穿高速桥梁参数设计及优化

为优化城市交通出行方式,轨道交通的建设成为缓解城市交通压力的必备手段,在轨道交通建设过程中,受周边环境及线路功能的影响,下穿既有构筑物是轨道交通建设必须面临的重要难题。因此,采用矿山法施工地铁隧道下穿既有运营高速桥梁前,需分析、研究隧道施工对既有高速桥梁正常运营、道路交通安全的影响。文章以贵州省贵阳市某轨道交通隧道下穿既有运营高速桥梁项目为例,详细对轨道交通暗挖隧道下穿既有高速桥梁技术进行研究、分析,为类似工程的施工提供参考。

内置开孔隔墙高速铁路隧道列车车体压力波动特征

为研究内置开孔隔墙隧道内列车车体压力波动特征,基于有限体积方法的流体力学计算软件建立了非定常可压缩三维流动模型,对内置开孔隔墙高速铁路隧道内列车车体压力进行了计算分析。结果表明:隧道内置开孔隔墙后:①车体压力波形基本与无隔墙时一致,但波动程度加剧且出现有规律的周期振荡;②隔墙开孔间距和开孔面积对车体压力波的影响明显;③车体压力波幅值与车速成正相关关系,但其振荡周期与车速成反比;④相对于单车,列车对向运行时车体压力波明显增大,但两者的差值随着开孔间距的增大、开孔面积的减小和隧道长度的增加而减小。

河道蓄水工程上跨既有高铁隧道流固耦合效应分析

对于顶部存在天然河道的既有隧道,河道蓄水工程实施过程及长期蓄水后,由于周边地层渗流条件和围岩特性的改变,影响既有隧道结构安全.以天水市籍河生态环境综合治理二期工程上跨宝鸡至兰州客运专线高铁隧道为工程背景,按蓄水工程与隧道的空间交叉关系建立三维有限元模型,基于流固耦合作用进行数值分析,分别计算河底清淤整修、中隔墙施做、河道蓄水等不同工况下隧道周边地层应力场、位移场、渗流场、隧道结构主应力及隧道安全系数,在河道蓄水工况下,重点比较了水平防渗和垂直防渗对既有隧道的影响,结果表明:在该地层条件下,河底清淤整修、中隔墙施做等施工作业对既有隧道均有不同程度影响,河道蓄水后,隧道周边孔隙水压力增加,进一步引起隧道位移和结构应力增加,结构安全系数降低;水平防渗措施可减小隧道周边孔隙水压力、结构位移和应力,提高结构安全系数,可保证既有高铁隧道的防渗及结构安全要求.

高铁隧道环境下的智能除尘器设计与实现研究

在高铁隧道环境下进行智能除尘,保护高铁隧道的内部环境,设计一款基于嵌入式ARM的高铁隧道除尘器,设计的高铁隧道除尘器包括扬尘传感器模块、AD模块、上位机模块、控制模块和执行器模块等子系统。扬尘传感器使用DS18B20,测量量程20%~90%RH,采用ADSP21160处理器进行除尘器的控制系统设计,控制器将常开节点输出低电平,实现灰尘浓度的自适应感知,外加转换模块进行时钟采样,通过构建时钟电路进行高铁隧道除尘器的低电复位和高压控制,DSP控制D/A转换器实现功率放大,降低除尘器功耗,并提高除尘器的输出功率。通过硬件电路模块化设计方法实现除尘器设计。系统测试结果表明,该除尘器能有效实现高铁隧道除尘功能,工况稳定,系统可靠性较强。

偏压高铁隧道施工监测与有限元仿真

利用现场量测和有限元仿真的方法研究了偏压高铁隧道施工后的位移应力变化。现场实测中,在每个断面布置7个测点,测量断面间距为10m,获得了第一手的现场实测数据,在隧道施工过程中提供实时的监控依据。利用专业网格划分软件Hyper Mesh和大型通用有限元软件ABAQUS建立了偏压地形-隧道衬砌的高仿真有限元模型,对隧道开挖后的应力场和位移场进行了模拟,模拟结果显示,偏压隧道呈现位移场和应力场不对称分布的特点,总的来说,埋深较大的位置沉降大。有限元模拟结果与实测的结果吻合,能很好地为实际施工给出指导作用。

盾构隧道下穿高速铁路运营线路路基段的施工技术

结合苏州广济路地下空间人防配套设施工程(火车站站至三医院站区间隧道)成功穿越运营中沪宁城际高速铁路和京沪普速铁路工程实例,从组织机构保障、施工方案编审、地基加固、沉降控制标准确定、土仓压力控制等15个方面,论述了盾构穿越高速铁路施工过程中的关键控制点,总结得出盾构隧道下穿运营中高速铁路技术的几个重要结论,包括对高速铁路的保护措施、沉降控制标准的确定、盾构土仓压力的控制、同步注浆及二次注浆等。

高速铁路双线隧道仰拱机械化快速施工技术

针对传统仰拱施工慢、质量差的问题,通过革新仰拱施工工艺和仰拱施工设备,开发出高速铁路双线隧道仰拱快速施工技术。在贵广铁路某隧道施工中的运用中表明,仰拱快速施工技术可大幅缩短作业循环时间,加快仰拱施工速度,保证仰拱与掌子面之间的距离,且新开发的仰拱模架能有效避免仰拱浇筑错台、超限以及整体跑偏等问题。

隧道施工对泾县地震台DSQ倾斜仪观测影响分析

在京福高铁泾县隧道施工期间,泾县地震台形变观测山洞5 km范围内有6处环境变化点,主要有隧道开挖和岩石堆积两种方式。在环境调查的基础上,通过各环境变化点的土石方量计算,分析了京福高铁隧道施工对泾县地震台DSQ倾斜仪观测数据的影响。结果显示:施工将会对泾县地震台DSQ倾斜仪观测的西端和南端产生影响。

沪昆高铁北盘江特大桥导风栏杆防风效果风洞试验研究

为满足列车在25 m/s风速下以设计速度350 km/h安全通过桥梁,以沪昆高铁北盘江特大桥为工程背景,研发一种桥梁防风装置-导风栏杆。每根导风栏杆由挡风面、导风角、通风孔、加强肋、安装孔构成,挡风面近似为一个扇形结构,上部有导风角,挡风面上部均布通风孔。每根导风栏杆以一定的间距排列,通过螺栓与下部预埋组件相连。通过风洞试验和风-车-桥耦合分析对导风栏杆进行防风效果验证。结果表明:导风栏杆的应用解决了列车在大风情况下的全速安全运行问题,同时提高了列车的乘坐舒适性。导风栏杆兼具挡风、导风、栏杆功能于一体,同时发挥了桥梁防风、行人安全防护的功能。大部分风通过带折角的倾斜导风叶片进行转向,减小了风荷载对导风栏杆的受力,同时减小主梁的受力。

偏压高铁隧道施工监测与有限元仿真

利用现场实测和有限元仿真的方法研究了偏压高铁隧道施工后的位移应力变化。现场实测中,在每个断面布置7个测点,测量断面间距为10 m,获得了第一手的现场实测数据,在隧道施工过程中提供实时的监控依据。利用专业网格划分软件Hyper Mesh和大型通用有限元软件ABAQUS建立了偏压地形-隧道衬砌的高仿真有限元模型,对隧道开挖后的应力场和位移场进行了模拟。模拟结果显示,偏压隧道呈现位移场和应力场不对称分布的特点,总的来说,埋深较大的位置沉降大。有限元模拟结果与实测的结果吻合,能很好地为实际施工给出指导作用。

中国高速轨道交通空气动力学研究进展及发展思考

总结了中国高速轨道交通空气动力学研究进程的起步、积累、发展、深化、提升和引领等六个阶段。论述了提出的以列车空气动力学、列车/线桥隧空气动力学、车/风/沙/雨/雪环境空气动力学、弓网空气动力学、人体空气动力学为主要内容的高速轨道交通空气动力学研究进展。包括发现探明了相关的形成机理、激化过程、响应特性、影响规律、减缓途径、改善措施,提炼出了一套基础理论,突破了系列关键技术,以及全面的工程应用。解决了空气动力制约高速铁路发展、恶劣风环境影响行车安全等关键科学技术问题。介绍了高速轨道交通空气动力学专用实验平台群,包括动模型实验系统、交变气动压力下人体舒适性/车体刚度/气密性综合实验装置、风/沙/雨/雪气动实验平台群、视觉检测系统、在线实车实验系统、兼用风洞群、数值仿真平台。最后讨论了正在开展的研究和进一步发展的思考。

盾构下穿合肥高铁南站对路基的影响分析

本文以合肥市轨道交通1号、5号线下穿合肥高铁南站为依托,采用MIDAS/GTS有限元软件对盾构隧道施工过程模拟,分析了桩基群上部铁路路基沉降变化。通过模拟可知,既有桩基群能有效控制盾构施工过程中路基的沉降。先开挖的隧道引起的高铁路基沉降值大于后开挖的隧道引起的高铁路基沉降值,且在全线贯通时先开挖隧道引起的路基沉降与后开挖隧道引起的沉降产生明显的叠加。

高速列车作用下铁路隧道内轨枕受力的理论解析及验证

通过引入欧拉连续支承梁模型,基于广义Duhamel公式推导了半无限空间连续体任一点的时频域动力响应函数。根据温克尔弹性基础梁假定得出了高速列车作用下轨枕受力数学表达式。采用有限差分软件FLAC 3D分析了隧道底部结构特定监测点的动力响应特征。经工程应用,基于该公式的数值模拟计算结果与工程现场实测结果变化规律一致,验证了该公式的准确性与适用性。

敏感环境条件下地铁停车场桥基施工对下伏高铁隧道群的扰动效应研究

深圳地铁6号线民乐停车场工程上跨3条高速铁路隧道,具有结构复杂、环境敏感、地质复杂、施工难度大、工期紧张及施工风险高的特点。为了准确分析和合理评估复杂地质环境条件下大直径桩基开挖对运营高铁隧道安全运营的影响,运用三维数值模拟软件分析了该地铁停车场桥基施工对下部侧穿高铁填土隧道的扰动效应。数值计算结果表明,在多种开挖方案和技术条件下,大直径桩基的开挖成孔不会造成紧邻地铁停车场下方各运营高铁隧道的变形和受力状态的明显改变,整体处于施工安全范围内,表明桩基施工不会危及高铁隧道的结构安全和列车的行车安全。结论对该工程建设及高铁隧道安全运营具有一定的指导意义,可供类似地质条件下相互毗邻、复杂交接工程的设计与施工参考。