富水特长小断面引水隧洞快速施工技术研究

研究依托内蒙古“引绰济辽”输水工程七标,对机械设备配套选型、隧洞爆破方式、洞渣装运系统设置、通风排水设计等关键技术进行研究。研制轮载式移动凿岩台车、进行爆破试验优化光爆参数控制、爆破粒径以配合挖掘式装载机装碴,采用长压短抽通风系统配合反坡接力站多级联动排水系统等多项关键技术相结合实现了引水隧洞快速施工。

高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础现场试验研究

为分析高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础承载特性及荷载传递机理,依托湖南省张花（张家界—花垣）高速公路泗溪河一桥#6桩开展了现场试验研究。通过采集施工过程中不同工况条件下桩身应力数据,分析了桩身轴力,桩侧摩阻力以及桩身弯矩分布规律。试验结果表明：试桩桩身所受轴向荷载全部由桩侧摩阻力承担,荷载较小时基本由上部土层承担;坡面以下2-5倍桩径范围内桩土极限摩阻力较小,土层与岩层所提供摩阻力之比随荷载增大而降低;桩顶存在负弯矩,前、后桩与横系梁为受力整体。基于有限杆单元方法建立了双桩结构整体分析模型,并通过反算拟合确定了前、后桩土压力分布规律及大小,计算结果与实测值吻合良好,可为同类工程提供参考。

高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础受力分析

基于高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础承载特性,提出了一种改进有限杆单元计算分析方法.分析了高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础承载机理及受力特性,建立了双桩基础计算分析模型.其次,根据前、后桩与边坡相对位置关系,给出了后桩所受剩余下滑力与前桩所受土压力的比例关系.在传统有限杆单元分析方法基础上,结合陡坡桩受力特征,导得了考虑桩土共同作用与"P-Δ"效应的单元刚度矩阵修正方法,并在此基础上编制了适用于高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础的有限杆单元分析MATLAB计算程序.采用室内模型试验对本文计算方法进行验证,给出了适用于陡坡段桥梁桩基的设计流程图.研究结果表明:本文理论计算值与模型试验实测结果吻合良好,表明本文计算方法正确可行,可为同类工程设计提供参考.

复合地层纵向曲线顶管施工技术

采用顶管法穿越江河一般均选择地质条件较好、水压较低的直线顶进方式施工,针对大坡度纵向曲线顶管穿江施工国内目前还没有先例。富春江顶管隧道全长658.05m,施工水压高、坡度大、穿越地层复杂。通过采用具有破岩能力的泥水加压平衡顶管设备、配置有特殊密封的大行程组合式中继间、润滑效果良好的自动润滑注浆系统和可进行大落差曲线隧道测量的陀螺导向系统等相关技术实现了复合地层"V"字型纵向曲线穿江顶管隧道的贯通。该项目的顺利实施为我国在复杂条件下的顶管施工开拓了新的设计理念并积累了相关施工参数和经验。

倾斜煤层深凹露天矿深部开采关键技术研究

为了解决平庄西露天矿面临的技术问题和社会问题,提出了采用陡帮横采内排代替原有的纵采外排进行露天矿深部煤炭资源的开采方案.通过提高顶帮深部帮坡角优化深部境界,采取内排压帮方案提高顶帮边坡的稳定性,应用位移、应力监测技术进行滑坡预警.实际应用表明:提出的横采内排方案可克服原有深部铁道运输工艺灵活性差、展线困难的缺点,大大增加煤炭可采储量;应力、位移监测能够有效预报滑坡.单斗卡车工艺、陡帮横采内排方案适合于倾斜煤层深凹露天矿深部资源的开采,经济和社会效益好,可应用于其它类似的露天矿山.

穿越黄土陡坡管道斜井支护方式

以陕西某地黄土边坡斜井穿越工程为例,利用数值模拟分析方法对斜井开挖支护过程进行了仿真模拟计算。通过对五种可能的开挖支护方式所引起的整个斜井洞周的受力变形特征、塑性区分布规律的对比分析,设计了该斜井合理的支护方式。研究结果表明,斜井的中间部位受力变形较大,支护过程中应重点关注。

高陡横坡段桩柱式桥梁桩基极限承载力度量方法

桥梁应力作用可使高陡横坡段桩柱式桥梁桩基的可靠性逐渐下降,为此,提出高陡横坡段桩柱式桥梁桩基极限承载力度量方法。利用桥梁桩基的摩擦阻力计算简图,设置了位移连续条件,根据高陡横坡段桩柱式桥梁桩基破坏区和弹性区的轴力连续条件,计算高陡横坡段桩柱式桥梁桩基的载荷传递;利用基本变量变换,将桥梁桩基功能函数转换为标准正态空间,通过建立最优化模型,计算出桥梁桩基的失效概率;结合桥梁桩基可靠度指标的迭代步骤,计算高陡横坡段桩柱式桥梁桩基可靠度;最后,设计出度量流程,实现了高陡横坡段桩柱式桥梁桩基极限承载力的度量。实验结果表明,提出的桥梁桩基极限承载力度量方法不仅可以降低承载力损失量,还可缩小桥梁桩基的变形量,从而提高了桥梁桩基的可靠性。

山区陡坡地段管道施工的几种方法

陕京二线5A标段管道线路在山西吕梁山区穿越多处陡坡,陡坡地段基岩裸露,岩石坚硬,具有距离长、坡度大和穿越情况复杂等特点,中国石油天然气管道局第三工程分公司针对不同现场条件和不同类型的陡坡情况,在环境差、工期紧、任务重的情况下,结合现有设备,因地制宜,采用简单有效的方法成功穿越了9处陡坡与悬崖,保证了工程的质量和进度。文章分别介绍了各种陡坡管道穿越的施工方法。

东濮断陷湖盆陡坡带构造演化史恢复研究

陡坡带构造演化史研究对断陷湖盆具有重要意义,平衡剖面技术在面积(体积)守恒的基础上为恢复构造演化史提供了一种科学合理的技术方法。通过对东濮凹陷兰聊陡坡带进行平衡剖面法构造演化史恢复,再现了兰聊断层的活动规律及其对东濮断陷湖盆发展演化的控制作用,明确了东濮凹陷早第三纪层序地层发育特征、坡折带类型及其对砂砾岩扇体的控制作用,指出了隐蔽油气藏发育的有利层段和分布的有利地区。

陡横坡地形下桩顶系梁对多柱式墩桥梁抗震性能的影响分析

我国西南地区地形多高山深谷,有必要探讨在陡横坡地形下,多柱墩桩顶系梁布置对桥梁抗震性能的影响。以某铁路桥为实例,通过Midas/Civil有限元软件建立空间三维模型,设置多种工况,提取与对比利用反应谱法计算得出的E1地震下内力与位移,与利用折减刚度的反应谱法计算得出的E2地震下的位移。分析结果表明:在陡横坡地形下,依据传统桩顶系梁的布置方式并未最优,以本文工况5设置的桥墩内力分布与位移较优,也应注意验算顺桥向中间墩墩底的抗剪强度。

单边定向钻用于冲沟、陡坡管道穿越施工有效保护生态环境

石家庄—太原成品油管道工程04标段需穿越三处深达20-50m、坡度为60～80°的冲沟,原设计采用大开挖穿越,现场勘察认为这将造成原生植被的严重破坏。采用单边定向钻实施冲沟、陡坡管道穿越施工,可避免水土资源及原生植被的破坏。文章论述了单边定向钻管道穿越工艺、控制要点、施工效果等。

油气输送管道J型定向钻穿越技术研究

长输油气管道工程设计中经常遇到公路旁存在高陡边坡的敷设困难段,结合兰州-定西管道工程309国道J型定向钻穿越设计方案,研究J型定向钻穿越形式的优势:既能满足管道穿越高陡边坡的地形要求,又实现了管道非开挖形式一次穿越309国道与高陡边坡,具有较好的经济和社会效益。

横坡段桥梁双桩结构内力和位移计算

针对横坡段桥梁双桩基础,引入陡坡效应,并对桩侧边坡下滑推力和桩侧岩土体抗力进行合理简化,建立基于前后桩各特征桩段结构和受荷特点的挠曲微分方程。采用幂级数法对方程求解,考虑桩顶和桩端的边界条件及各特征桩段之间内力和位移的连续性条件。通过对某双桩工程实例进行理论和有限元计算和分析,得出该理论方法具有一定的可靠性及设计的合理性。分析结果表明:理论计算和有限元计算的最大相对误差为3.32%,且理论计算的前后桩桩顶水平位移为8.573 mm,有限元计算的前后桩桩顶水平位移为8.867 mm,二者均满足规范要求。

三门口跨海大桥陡坡裸岩区域钻孔桩基础施工技术

针对浙江省象山县三门口跨海大桥岸边陡坡裸岩处桥墩钻孔桩施工中的难点,介绍了施工中通过采用水下剪刀撑、三角网格连接、水平承力系统拉结、灌注混凝土配重等技术措施,加强了钻孔平台的整体性和稳定性,成功完成了钻孔桩施工及承台钢吊箱围堰的施工作业。

伪倾斜柔性掩护支架开采石门煤柱

急倾斜煤层石门煤柱开采存在作业环境差、劳动强度大、煤炭回收率低等问题。国投新集三矿采用伪倾斜柔性掩护支架开采石门煤柱的实践,为急倾斜煤层石门煤柱的开采提供了实践经验和技术保证。

下穿黄河陡坡小断面隧道快速施工及设备配套技术

油气管道穿江过河隧道普遍采用断面小、坡度大的结构形式,及其下穿江河、水患风险巨大的特点,成为该类隧道施工需要克服的重要难题。如何确定其合理的施工方案及设备配套,是决定其生产效率与施工效果的关键所在。以西气东输中卫黄河隧道穿越工程为题材,通过对其施工方案及设备选型配套技术的研究、分析,提出了适用于该类型隧道工程的施工方案与设备配套技术,确保了隧道安全、快速施工。

大工程建设项目的若干印记

简要介绍了笔者和所在团队多年来在参加国家重大工程建设项目中从事科学研究的基本情况和所取得的若干成果.文内所述及的工程项目,含长江三峡工程、南水北调工程、上海市崇明越江盾构法特大型隧道工程及港珠澳大桥岛隧沉管工程等.以上各项研究成果均已提供有关部门采用、参考,取得了可观的技术效益和经济效益,对提高学科理论水平也有重要价值.

复杂条件下纵向曲线顶管穿越江河施工技术

采用顶管法穿越江河一般均选择地质较好、水压较低的直线顶进方式施工，针对大坡度纵向曲线顶管穿江施工国内目前还没有先例。富春江顶管隧道全长658．05m，施工水压高、坡度大、穿越地层复杂。通过采用具有破岩能力的泥水加压平衡顶管设备、配置有特殊密封的大行程组合式中继间、润滑效果良好的自动润滑注浆系统和陀螺导向系统等相关技术实现了复合地层14．53％坡度的“V”字型纵向曲线穿江顶管隧道的贯通。该项目的顺利实施为我国在复杂条件下的顶管施工开拓了新的设计理念并积累了相关施工参数和经验。

高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础模型试验

为探讨高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础的破坏模式及承载机理,根据相似理论,进行了复杂荷载作用下45°,60°及75°三种边坡坡度的桥梁双桩基础室内模型试验。试验结果表明:柱顶组合荷载对坡体的影响,仅限于浅层2～4倍桩径范围内;复杂荷载作用导致的边坡整体失稳为系统主要破坏模式;高陡横坡段前后桩柱的内力分布规律与陡坡单桩及双排抗滑桩差异显著,桩、柱顶端均存在较大负弯矩,柱顶及桩顶边界条件均非完全自由;桩柱内力与位移均随柱桩高度比(h/l)呈非线性增长,且重力二阶效应(P-Δ效应)显著;柱顶负弯矩随边坡坡度增加而增大,但柱底正弯矩随之减小;桩身最大正弯矩及桩顶水平位移均随边坡坡比的增加而呈非线性增长。

典型陡横坡条件下新型桩墙联合受力结构体系的应用研究

以贵州省驾欧～荔波高速公路YK17＋465～YK17＋540段典型陡横坡填方路基为依托工程,综合考虑常规桩板墙和路堤墙支挡形式各自的优缺点,在山区高速公路典型陡横坡条件下,提出采用新型桩墙联合受力结构体系处理实际工程问题的方案。