困难条件下山区长大隧道洞口控制网测量技术创新与应用

针对山区隧道洞口存在通视短边GNSS测量精度无法保证的问题,本文围绕天陇铁路和衢丽铁路长隧道的困难环境,探讨了如何创新地结合GNSS长距离测量的精度优势和全站仪短距离测量的优势,以解决建立高精度控制网的难题。本创新技术克服了山体树木遮挡、隧道洞口GNSS观测条件不佳且通视边较短等不利条件,提出了控制点选埋、观测、数据处理、成果精度评定等创新方法,最终实现了60~100 m控制点边长方位精度远超传统测量方法能达到的精度,为山区隧道工程测量提供了一种既能克服自然条件不利因素影响限制,又能达到高标准测量精度的有效方法。

超长隧道平面控制测量横向贯通误差预估研究

相向开挖20 km以上的超长隧道,洞内施工环境复杂,相关的洞内外横向贯通误差影响因素的综合分析案例较少,也无超长隧道测量的相关标准规范,导致洞内测量横向摆动难以控制。为给超长隧道建设提供贯通前误差预估,本文分析了横向贯通误差来源,研究了洞外、洞内控制测量对横向贯通误差的影响规律,估算了洞外GNSS、测角误差、测距误差等对横向贯通的影响值,设计了洞内仿真计算试验,试验顾及了对中误差、观测误差等因素。在不同测角精度、不同导线边长条件下,推导并仿真计算了20~30 km范围内不同隧道长度的洞内横向贯通中误差值。结果表明,提高测角精度对横向贯通精度增益效果明显,仿真计算的结果准确可靠,且以2 km隧道长度为划分区间,获得了超长隧道洞外、洞内横向贯通中误差的推荐值。

超长铁路隧道洞内平面控制网横向贯通误差仿真计算分析与应用

当前在建某高原铁路全线有17座20 km以上超长隧道,但我国尚未正式公布超长铁路隧道测量的相关规范要求,仅在某暂行规范中制定了20~25 km的超长隧道横向贯通误差的相关限差。为验证暂行规范中限差的合理性并对长度超过20 km的超长铁路隧道洞内横向贯通中误差的限差提出推荐值,设计进行仿真计算实验。模拟计算3种常用平面控制测量网下各20组20~44 km范围内7种长度的超长隧道在观测精度分别为隧道二等和平面二等精度时的洞内横向贯通中误差,得到以下成果:(1)给出两种不同观测精度下洞内横向贯通中误差的分布情况和限差推荐值;(2)观测精度为平面二等精度时,暂行规范中洞内横向贯通中误差的限差值偏大,且随着隧道长度增加,自由测站边角交会网精度最优;(3)观测精度为隧道二等精度时,暂行规范中隧道洞内横向贯通中误差的限差值偏小,且交叉导线网精度最优。

全断面花岗岩小净距盾构洞通掘进技术

目的:深埋大断面盾构在硬岩地层小净距并行盾构隧道的掘进过程中容易产生安全质量事故,盾构洞通接收阶段是掘进阶段的终止工序也是管控重点,需要在设备选型及施工过程控制中采取相应措施以防范事故发生。方法:采用了技术对比分析的方法对广州花岗岩地层小净距地铁隧道盾构接收施工实践进行研究,归纳总结了小净距硬岩地层深埋隧道盾构施工中的常见问题,并指出须从盾构刀盘选型、大埋深洞通涌水控制技术、小净距控制技术及盾构掘进控制技术(方向控制、姿态控制、纠偏控制、洞通参数控制)等方面采取技术措施。同时,结合广州地铁18号线陇枕出场线和横番5~7号盾构井右线隧道的工程特点及其掘进数据等开展工程实践。结果及结论:通过应用上述技术控制措施,在广州地铁18号线实践过程中较好地完成了盾构洞通接收。其实践经验可有效减少或解决硬岩地层深埋隧道盾构接收施工中的常见问题。

铁路长大隧道施工控制网测量方案优化设计

铁路长大隧道施工一般采用分段施工,如何通过斜井坑道建立一套高精度的施工平面控制网,是实现隧道各个贯通面准确贯通的前提。受观测条件、观测仪器、观测方法、施工干扰等因素影响,洞内测量误差和洞口联系测量误差对隧道横向贯通误差影响显著。据此,以西北某长大隧道施工平面控制网测量为例,通过现场踏勘和技术分析对测量方案进行优化设计,主要采用了固定测站联合自由设站边角交会以及在短边处采用移动式强制观测墩进行短边传递的构网方案,结合相应的测量精度控制和保证措施,使得隧道精密控制网的测量精度和可靠性得到明显提高,通过精度统计和隧道横向贯通精度验证,优化后的测量方案达到了预期效果。

20～50km超长隧道(洞)横向贯通误差允许值研究

目前国内超长隧道(洞)工程越来越多,但迄今为止,国内外20～50km的超长隧道(洞)的横向贯通误差允许值尚无规范可循,在对洞外GPS平面控制网、洞内狭长导线网的布设以及测量误差对横向贯通误差的影响进行深入研究的基础上,提出了影响值的估算方法,通过大量模拟计算,并根据山西省引黄工程超长隧洞的测量和贯通实践,给出了超长隧道(洞)工程横向贯通误差允许值表,可供制定相应的规范和类似的工程实践参考。

盾构进出洞时端头土体纵向加固范围研究

为研究盾构进出洞时端头土体纵向加固范围的问题,本文基于极限平衡理论,建立盾构进出洞时端头加固土体二维稳定性分析的理论模型,推导了相应的端头土体纵向加固尺寸的计算公式,进而对一工程实例进行了计算分析得到其端头土体纵向加固长度至少应为7.43 m,最后讨论了端头加固土体粘聚力、内摩擦角、隧道直径等重要参数对端头土体纵向加固范围影响。研究结果表明:端头加固土体的粘聚力、内摩擦角对端头土体纵向加固范围影响显著,随着端头加固土体的粘聚力和内摩擦角增大时,端头土体纵向加固长度都将会减小。隧道直径越大,端头土体纵向加固长度也越长。

大直径盾构进出洞加固体稳定性判别方法研究

从监测指标和监测范围两个方面对钱江隧道盾构进出洞加固体稳定性的实时判别进行了研究,即首先在分析板块理论和弹塑性静力学理论的基础上,提出能实时反映盾构进出洞加固体稳定性的监测项目,包括水土压力P及其相应的稳定性评价指标K 0、K sf,而后采用理论分析和试验研究加固体的破坏模式,在此基础上,提出加固体实时监测点布置方案。通过监测点的合理布置,监测加固体所受水土压力P,计算K 0、K sf,可实现加固体稳定性的实时评价。

渤海海底隧道贯通误差估算及控制网精度设计

研究目的:为了研究渤海海峡海底特长隧道施工控制测量对施工贯通的影响,针对设计方案中最长贯通距离的海底特长隧道进行贯通误差估算分析,并根据贯通误差对施工控制网精度进行设计。研究结论:(1)影响隧道贯通误差有洞外GPS控制测量、洞内导线测量、洞外跨海高程传递和洞内水准测量四个方面,其中洞内导线控制测量和洞外跨海高程传递测量精度对贯通误差影响更为显著;(2)提出了渤海海峡海底最长开挖长度贯通面间的贯通误差限差和洞内外平面、高程控制网精度建议方案;(3)就目前的测量手段、方法和测量精度,对于渤海海峡海底特长隧道的开挖贯通在测量技术上是可行的,贯通误差是可控的;(4)研究成果对渤海海峡铁路通道海底隧道及类似工程施工控制测量的技术方案制定及实施具有参考价值。

极高地应力软岩隧道贯通段变形控制方案研究——以兰渝铁路木寨岭隧道为例

为了解决极高地应力软岩隧道越岭核心贯通段大变形控制难题,以兰渝铁路木寨岭隧道施工为例,通过现场试验和数据分析,得到如下结论:1)确定了越岭核心贯通段的长度;2)提出了越岭核心贯通段"4层初期支护结构+径向注浆+长锚杆+长锚索"综合变形控制方案;3)得到了贯通段多层初期支护结构变形控制效果;4)说明贯通段施工及变形控制方案可行。

隧道工程测量的精度分析与测量方案设计

横向贯通误差是评价隧道工程施工质量的重要精度指标.合理分配允许贯通误差并进行相应的施测精度方案设计是隧道工程测量工作的关键.对影响隧道贯通的不同测量阶段的精度及其对贯通误差的影响进行了详细分析,提出了基于贯通误差限差"按需分配"原则进行测量方案设计的方法.通过必要的数值计算,为多种隧道工程的测量方案设计提供比较直观的理论参考.

超长隧道横向贯通误差分析——洞内平面控制测量部分

国内超长隧道工程越来越多,而针对20km以上隧道的横向贯通误差限差问题尚缺乏规范与经验,针对此问题,文中利用CODAPS软件包,具体分析直线型和曲线型超长隧道横向贯通误差的影响因素。通过模拟分析,得出导线网边长、测角精度、测边精度对横向贯通误差的影响规律,为理论研究和工程实践提供借鉴和参考。

港珠澳大桥沉管隧道贯通测量设计

针对港珠澳大桥海底沉管隧道对接安装施工难度大、精度要求高、无测量技术标准、无类似测量经验可供借鉴的实际问题,开展外海超长距离沉管隧道贯通测量的技术研究。提出了基于误差影响忽略不计原则的外海沉管隧道横向贯通误差的分配方案,确定了港珠澳大桥沉管隧道贯通测量误差的分配值,其中管外GPS控制网与管内精密导线引起的贯通误差之比为1∶3。以贯通误差限值为目标值,设计了管外GPS控制网和管内精密导线的网形、精度等级及测量技术要求。经估算,港珠澳大桥沉管隧道贯通误差综合值为26.76 mm,满足工程施工验收标准的限差要求(35 mm),验证了贯通测量设计方案的合理性和可行性。

南京纬三路大直径越江盾构隧道冻结法出洞方案研究

南京纬三路过江通道在江中段采用盾构法修建,其内设上下层双向四车道,直径为14.5 m。该隧道江北盾构出洞时主要穿越淤泥质粘土,土体含水量大,承载力低,若采用普通加固方式很难保证盾构出洞破壁时土体的稳定和有效隔水,设计采用人工地层冻结加固技术。结合现场实际情况,利用数值方法,就冻结施工时土体冻胀效应对地下连续墙安全性的影响进行了研究,分析了局部冻结和全局冻结对地表变形的影响,探讨了冻结壁的合理厚度。研究结果表明:冻结壁交圈后,地下连续墙的受力较大、变形较小,井壁封门拆除后冻结壁受力和变形均较大,弯矩和位移分布图在隧道中心处呈抛物面形;与全局冻结方案相比,采用局部冻结法可以较好地控制冻结变形,显著降低冻结所造成的地表隆起量。当冻结壁厚度为3.9 m时,冻结壁的最小安全系数为4.1,最大变形为23.2 mm;当冻结壁厚度为3.0 m时,冻结壁的最小安全系数为3.0,最大变形为35.5 mm。考虑到现场实际情况,认为冻结壁厚度采用3.9 m较为保守,不经济,宜采用3.0 m。

隧道控制洞外横向贯通误差研究

隧道施工控制时,洞外控制网设计和洞内导线控制网设计依据各自允许横向贯通误差分别设计,未将其作为整体考虑,导致洞内导线控制网设计精度要求偏高,增加了测量工作量,造成人力物力的浪费甚至工期的延误。通过分析洞外GPS控制测量验前横向贯通误差的估算公式及联系边中误差、点位误差取值原则,比较验前估算和验后计算公式,研究认为验前横向贯通误差估算公式属于简易型,所用参数取值偏保守,而验后横向贯通误差更准确,因此验前公式存在很大的偏差,不利于其使用,甚至失去了应用的价值,也影响洞外控制网的设计,并造成洞内控制网设计的浪费。为此,在理论研究和实测数据分析的基础上,对隧道贯通洞外GPS控制测量横向贯通误差的验前公式进行了修正,提出了新的更精密、更准确的验前公式,保证了验前估算公式与验后计算公式结果的基本一致,也使洞外GPS控制网的设计有了可靠的误差预计,设计精度与实测精度趋于统一,并使洞内导线控制网设计时,在保证质量和精度的前提下,最大限度地减少控制测量的工作量。最后由工程实例进一步验证了此修正的实用性。

隧道横向贯通测量误差调整方法浅议

隧道贯通误差对隧道的顺利贯通有重要影响。《工程测量规范》对不同长度隧道的横向贯通误差有相应的规定。若误差在允许范围内,则采用常规方法处理;若超出,则要采用合理的方法予以调整。本文以某隧道施工为例,测定了贯通误差的大小,并针对该误差的大小设计了两种误差调整方法,即折线法和对称圆曲线法。通过比较得出:横向贯通误差较大时,适合采用对称圆曲线法予以调整;误差较小时,适合采用折线法予以调整。本隧道采用对称圆曲线法取得了良好的效果。

巷道中瓦斯涌出位置对瓦斯分布的影响规律模拟

为了防止瓦斯积聚,确保矿井安全生产,必须准确掌握瓦斯涌出位置对巷道中瓦斯分布与瓦斯积聚位置的影响规律。基于计算流体动力学基本理论,利用Fluent软件,在湍流充分发展区,使用标准双方程湍流模型,对不同瓦斯涌出位置对巷道中的瓦斯分布与积聚进行数值模拟,分析研究了瓦斯涌出位置对巷道中瓦斯分布的影响规律,得出不同涌出位置巷道中瓦斯分布与瓦斯积聚的一般规律。模拟结果表明:瓦斯涌出位置对巷道中瓦斯分布影响很大,顶板涌出的瓦斯难以与空气混合,顶板处容易发生瓦斯积聚;侧壁涌出瓦斯时,断面上侧壁与顶板处瓦斯浓度比中心区域高;底板涌出的瓦斯在上浮力作用下容易与空气混合,底板附近不易积聚高浓度瓦斯。

广昆铁路公山长大隧道洞内控制测量方案设计

对长大隧道洞内控制测量方案的设计和具体实施方法进行了详细的阐述,并以广昆铁路线公山隧道洞内控制测量方案设计为例,具体分析了隧道洞内导线控制点的设计与布设,经实例验证贯通误差满足要求,确保了该隧道的顺利贯通。

GPS直伸型隧道平面控制测量贯通精度可靠性标准

对 GPS直伸型隧道控制网贯通测量精度进行了分析 ,同时对 GPS隧道控制点的内、外可靠性标准进行了讨论。为直伸型隧道的

盾构隧道贯通误差分析

通过贯通误差的限值分析得到不同施工阶段的测量限差要求,确定测量精度、方法,制定测量方案,确保盾构隧道贯通.