高地应力软岩隧道初支侵限诱因及控制措施研究

高地应力软弱围岩隧道施工易发生软岩大变形不良地质灾害,进一步引发掌子面失稳塌方、初支结构破坏、钢拱架弯折、初支结构侵限等不良现象,严重影响施工安全,阻碍工期。依托九绵高速白马隧道工程,结合工程特点,从围岩自身力学特性及高地应力软岩变形特征方面深入分析了白马隧道初支侵限机理,并针对此特点,提出了一套适用于软岩大变形初支结构侵限专项施工方案。研究结果表明,由于地下水的侵蚀,炭质千枚岩发生软化,岩体力学性质变差,自承能力降低,在高地应力持续作用下,围岩发生挤压大变形,进一步诱导初支侵限。变更支护方案后,6 m锚杆结合小导管注浆加固对围岩变形有一定控制作用,但6 m锚杆无法将松动区岩块锚固在稳定母体中,不能充分发挥锚杆悬吊能力,对围岩变形控制效果有限,无法满足现场围岩变形需求,建议采用8 m长锚杆。初支拆换过程中应实时监测围岩变化情况,明确围岩变化方向、速率、累计值等,并根据现场实时监测数据反馈施工,实时调整支护参数,确保施工质量。

西南山区某浅埋铁路隧道初期支护变形侵限治理措施研究

西南山区某浅埋铁路双线隧道主要穿越全风化、强风化玄武岩,在隧道支护过程中发生多次变形侵限,最大变形达205 mm,给施工造成极大困难。为解决施工中存在的地表沉降、隧道变形及初期支护侵限问题,文章基于隧道支护结构的破坏特征,分析了隧道产生变形侵限的原因,确定隧道变形侵限段的临时支护形式,采用交叉中隔墙(CRD)法开挖,并采用隧道锚管径向注浆加固围岩、钢架支护等加强支护措施。通过实施以上技术方案,隧道顺利完成了对变形侵限的处理,并取得了较好的加固效果,可为类似隧道的施工处理提供借鉴和参考。

穿越碳质千枚岩破碎带隧道侵限及塌方的处治

基于316国道某穿越碳质千枚岩破碎带隧道侵限及塌方处治施工过程,根据现场侵限及塌方情况,分别对侵限段和塌方段进行处治。工程实践表明,采用“大管棚+小导管超前支护施工+空腔填充”技术进行超前支护对穿越碳质千枚岩破碎带隧道塌方进行处治较合理,施工效果良好,施工处于安全可控范围内。

深基坑工程支护桩侵限切除及加固处理研究

咬合桩在深基坑工程中已得到广泛应用,受到地质条件、施工组织、操作能力等因素的影响,支护桩侵限事故经常发生。本文通过纤维模型有限元计算程序,计算了侵限处理前、后支护桩的受弯承载力,同时结合桩身深层水平位移监测反分析结果,论证了采用粘钢加固方法处理侵限支护桩的可行性。利用基坑的空间效应,采用分序跳桩施工对侵限支护桩进行切割和加固,基坑处于安全稳定状态;对加固处理后的监测成果及桩身受力情况进行分析,结果显示截面承受的弯矩值小于截面受弯承载力。本项目加固施工取得了良好的效果,有效解决了基坑支护桩侵限的处理难题,可为同类项目提供借鉴。

公跨营运高铁立交桥异物侵限监测系统重难点分析

依托于国道234线郑州境内国道310以南段(荥阳乔楼至崔庙段)改建工程上跨郑西高铁立交工程,主要对干线公路上跨营运高铁立交工程的异物侵限监测系统设计的重难点进行分析,并提出解决措施,该工程为郑州局管辖范围内首次上跨运营高铁立交桥的异物侵限监测系统设计,可以为今后河南乃至全国同类工程设计及施工提供借鉴经验。

不良地质隧道侵限段换拱施工技术研究

在隧道工程建设过程中,受隧道围岩地质不确定性影响,隧道时常会发生初支结构侵入二衬结构限界,进而导致二衬隧道衬砌厚度不足等问题。初支换拱就是将侵限的岩体钢架破除,释放围岩压力并再次进行支护的有效手段。该文以广西瑶山至南丹公路(二期)工程在建项目为例,通过隧道初支侵限原因分析及施工过程监控量测优化论证,将隧道拱顶最大沉降由95 mm降低并稳定控制在30 mm内,可为软弱围岩隧道侵限换拱施工提供理论参考。

复杂环境下深大基坑围护结构侵限处理技术研究

为避免围护结构侵入主体结构设计净空发生基坑涌水、涌沙、坍塌等险情,文章结合某车站深基坑围护结构侵限处理的案例,在确保深基坑安全、满足后期结构承载力及耐久性相关要求的前提下,结合工程地质及水文地质,介绍了围护结构侵限的基本情况,并针对围护结构侵限实际情况设计处理方案,根据设计方案进行承载力及裂缝控制计算,验算得出结果:最大裂缝宽度为0.105 mm≤[ω_(max)]=0.200 mm,满足规范裂缝控制要求。最后总结了相关设计及施工措施经验,旨在为类似工程提供借鉴。

郑万高速铁路巴东站异物侵限风险分析

以郑万高速铁路(郑州—万州)巴东站与沪蓉高速公路(上海—成都)并行区域为研究对象,模拟车辆越出高速公路防护栏后以一定初始速度和方向沿坡面的运动情况,分析其对高速铁路正常运营的影响。考虑最不利情况及便于获取车辆最大能量,采用落石分析软件ROCKFALL、SDDA模拟高速公路常见最大质量车辆沿坡面的运动轨迹及动能。结果表明:当仅考虑单一车辆(未发生破碎)以不同方向和大小的初始速度冲下坡面时,车辆停下位置离铁路线外边缘的最小水平距离为16.5 m,未发生侵限行为,不会威胁到高速铁路的正常运营。

基于深度学习的铁路异物侵限检测模型

为保障铁路运营安全,防范行人、家畜、野生动物等侵入铁路线路,提出基于深度学习的铁路异物侵入界限(简称:侵限)检测模型。针对铁路异物侵限的图像数据(简称:数据)集缺乏且难以采集的现实情况,通过多种途径自建铁路场景专用的异物侵限数据集,并引入多种数据增强技术,对数据集进行扩增,既增强了样本的多样性、又能有效避免训练阶段过拟合现象的发生;针对铁路场景的特殊性,对YOLO(You Only Look Once)v5深度学习模型结构进行一些适应性改进,将其作为铁路异物侵限检测模型,在自制数据集样本上进行训练和测试。测试结果表明,该模型的检测准确率达到88%以上,能够用于铁路现场对异物侵限的检测。

全自动运行列车在高架线路运行时接触网异物侵限场景下的应对措施研究与实现

该文以上海市轨道交通10号线为例,对列车以全自动驾驶模式在高架线路运行时,接触网异物侵限场景下的应对措施进行研究与分析。通过对列车设备的设计优化,配套对应的运营管理办法,解决列车在高架线路运营中发现接触网异物侵限时,现有10号线列车无法快速应急处置的问题,规避运营安全隐患。

高速铁路隧道初期支护变形侵限换拱施工技术研究

为研究隧道初期支护变形侵限后快速有效处理的方法,文章以某高速铁路隧道初支变形侵限为例,分析了该隧道初支变形侵限的原因,并提出了安全高效的换拱施工方案。此次换拱未出现任何安全事故,达到了降低对工期的影响、保证隧道施工质量和运营安全的目的,可为类似隧道初支变形侵限换拱施工提供参考。

碳质泥岩隧道侵限机理及断面恢复技术研究

【目的】针对隧道上台阶初支侵入断面界限的问题,探讨了隧道发生侵限的机理并提出一种断面恢复方法。【方法】首先从围岩的岩性、地下水条件等方面,分析了浙江省桐庐县仰天洞隧道发生侵限的机理;然后提出整体法和逐环法两种断面恢复方法,采用Midas GTS有限元软件对两种断面恢复方法进行分析比较。【结果】逐环法施工时围岩新增位移量小,隧道拱顶沉降累计值为6 mm,BC水平测线收敛累计值为5 mm;塑性区范围相比整体法明显减小;支护结构最大应力值为16.80 MPa,支护结构承受的应力虽较大但仍处于安全状态。这表明本支护结构能发挥更强的支护效果,逐环法是较优的断面恢复方法。【结论】研究成果可为类似隧道初支侵限工程提供参考。

基于激光点云数据的城市轨道交通限界侵限判别算法

目的:当前常用的城市轨道交通限界侵线判别方法只能进行超限情况的单向判断,无法对超限程度和未超限裕度进行定量化描述,不利于开展精细化的限界健康管控工作,因此需要对城市轨道交通限界侵限判别算法进行研究。方法:基于计算几何中采用向量积法确定点与多边形平面位置关系的判别思路,提出了一种基于激光点云数据的城轨限界侵限判别算法。依托OpenCV软件中的pointPolygonTest函数对该算法进行了实现。开发了北京地铁限界大数据综合平台。在北京地铁车辆跨线运行和新设备加装两类典型场景中对该算法进行了验证。结果及结论:基于激光点云数据的城轨限界侵限判别算法利用矢量积的方式计算向量与多边形交点的数量,通过交点个数的奇偶性来判断检测点与多边形的位置关系。该算法共包含侵限点判断、异常点识别处理和侵限幅值计算等3个过程,有效实现了不同型号车辆在不同线路中限界侵限的精准、高效、自动化判别。开发的北京地铁限界大数据综合平台实现了对侵限数据的可视化展示。该算法在北京地铁车辆跨线运行和新设备加装等场景中进行了实际应用,并取得了良好的应用效果。

基于联邦学习和深度注意力残差网络的异物侵限辅助判断

针对铁路异物侵限检测数据持有方之间数据不互通,传统机器学习方式数据集缺乏,模型泛化能力弱的问题,提出了一种融合横向联邦学习、深度残差网络和压缩激励网络的异物侵限图像分类辅助判断方法。将压缩激励网络嵌入深度残差网络中,在特征通道上对特征进行压缩和激励,然后重新分配各通道的权重,以增强有用特征通道,提高模型特征提取的准确性;利用多方数据协作训练模型,通过联邦学习技术解决铁路数据应用过程中存在的数据孤岛问题,减少对训练样本数据量的依赖,同时提供隐私保护。经对一铁路局铁路异物侵限监测系统拍摄的图像数据进行测试,所提出的方法能够在保护数据持有方隐私的前提下,整合多方数据协作训练,为铁路数据安全共享提供新思路。

基于5G的高速铁路自然灾害与侵限监测系统研究与设计

针对既有高速铁路自然灾害及侵限监测受限于通信网络条件限制的不足,本文研究提出基于5G高速铁路自然灾害与侵限监测系统技术方案,利用5G通信技术解决大容量监测数据传输及报警信息实时上车,有效提升高速铁路对自然灾害、异物侵限及周界入侵等安全事件处置能力,增强高速铁路列车运行安全保障能力。

浅谈隧道工程不良地质段落初期支护侵限处置技术研究

隧道工程中不良地质段落(如软岩大变形、断层破碎带)施工过程中经常会出现“大收敛、大沉降”,导致初期支护侵入二次衬砌限界中。侵限后的处理过程非常复杂,施工周期较长,且存在较大的安全隐患。以某公路隧道工程实例为背景,从地质情况、施工参数、施工过程开挖方法等方面详细分析了隧道初期支护产生侵限的原因,分别阐述了初期支护侵限5 cm、6~10 cm、10 cm以上段落的处理方案,提出了侵限的预防措施。

隧道施工过程中初支侵限换拱方式分析

隧道围岩为泥质粉砂岩、富水段则极易出现吸水饱和、遇水软化、重力增加等问题,造成初支大变形,导致隧道施工困难。结合某隧道大变形段实际情况进行原因分析,通过注浆加固,并针对不同的侵限变形程度,采取不同的换拱工艺,严格控制换拱施工的质量与安全,避免了二次侵限,保证了隧道施工过程中的安全性和有效性,节约了施工成本。

基于车载激光雷达的列车前方侵限障碍物检测

障碍物侵限会严重威胁自动驾驶列车的行车安全。为此,文章提出一种基于车载激光雷达的列车前方侵限障碍物检测方法。其首先从激光点云中提取轨道点,建立复合轨道模型,并基于RANSAC算法分别估计XOZ平面和XOY平面的轨道参数;随后,分析点云的径向坡度角特征,结合拟合所得的轨道信息完成地面点云分割,得到障碍物点云,并利用动态邻域半径的DBSCAN算法对障碍物点云进行聚类;最后,提取障碍物凸包并对凸包进行插值采样,产生稠密的边缘点集,完成障碍物侵限判断。现场实车实验结果显示,采用该方法,轨道检测准确率高于99.4%,列车、杆塔和行人检测准确率在99.7%以上,轨道检测成功时侵限判断准确率达到100%,能准确实现对列车前方障碍物的识别及是否侵限的判断。

临时套拱加固法在隧道侵限换拱处理中的应用——以金仁桐高速公路项目太阳坪隧道工程为例

软弱围岩隧道常采用钢拱架进行隧道初期支护,受不良地质及施工过程中多次开挖扰动影响,钢拱架施工时常出现拱架下沉侵限的现象,因侵限的钢拱架侵占了二衬的厚度,导致了二衬厚度不足,影响二衬结构的受力,可能造成较为严重安全隐患,因此有必要对侵限的钢拱架进行换拱处理。文章以金仁桐高速公路项目太阳坪隧道工程为例,对工程中采用的基于临时套拱加固法的隧道侵限换拱处理方法进行分析,提炼总结施工要点,以供类似工程参考。

既有桥桩侵限深基坑围护结构施工技术

针对公路高架桥梁承台侵入车站围护结构咬合桩限界内,咬合桩无法封闭成环且施工受限的情况,依托深圳市城市轨道交通14号线布吉站工程,研究了城镇道路立体化扩容过程中的共性问题,运用“补桩加固+RJP桩止水帷幕+锚喷支护”的综合逆作围护结构技术施工,对深基坑开挖不同阶段的逆作区域的桥梁沉降及基坑位移监测数据进行分析验证,表明逆作围护结构施工技术能够有效解决类似既有桥桩侵限施工问题。