大坡度小曲线地铁盾构钢套筒接收关键技术

盾构接收作为盾构隧道施工过程中一个重要工序,具有极高的安全要求。盾构在大坡度小曲线线形上接收,常规接收手段具有较高的风险性,如何实现安全稳定接收,是此类工程中需要解决的难题。依托北京市轨道交通某盾构工程,结合其盾构机在大坡度小曲线上穿越粉细砂等不良地质的特殊条件,采用钢套筒接收的工艺及玻璃纤维筋围护桩的加固措施对施工风险进行控制,其中钢套筒采用切线方向布置接收,有效规避了盾构隧道特殊线形导致的安全风险,同时合理调整盾构施工参数,确保端头土体的稳定性。工程结果表明,大坡度小曲线盾构钢套筒接收关键技术具有良好的工程效果,研究成果可为该类工程提供参考依据。

TBM部件在大坡度小转弯半径巷道的运输研究

TBM相比于传统钻爆法具有施工精度高、施工速度快、施工安全性高、劳动量需求少等特点,已逐步应用于矿山巷道掘进。为解决矿山巷道坡度大、断面尺寸小、弯道多转弯半径小,TBM设备长、大部件运输难度大的问题,本文以江西省贵溪市冷水坑矿田银珠山矿区铅锌银矿项目TBM项目为例,对现有运输方案的不足进行改进优化,形成了一套适用于长距离大坡度超小转弯半径工况下的TBM设备长、大部件运输方案,可为今后类似工程项目提供经验与参考。

大坡度小转弯半径TBM巷道施工工艺优化研究

为研究TBM硬岩掘进设备在施工大坡度、小转弯半径巷道期间的工艺优化方向,通过目前国内TBM设备特点及TBM施工方法与传统钻爆施工方法的对比,通过TBM硬岩掘进机的实际施工应用数据及效果进行了TBM硬岩掘进设备在大坡度小转弯半径条件下的施工工艺优化研究。结果表明:在大坡度掘进条件下TBM推进期间其撑靴提供的反作用力不足易出现溜车情况,小转弯半径条件下TBM出渣皮带倾斜角度过大掉渣情况严重。文中提出通过大倾角带式输送机出渣技术和转弯胶带机技术及多套独立撑紧系统技术可解决以上技术难题,对矿山巷道TBM硬岩掘进施工有着重要参考价值。

大坡度小截面隧道运布管施工方法选择及安全风险控制

在天然气管网管道安装施工过程中,不可避免要进行山体隧道穿越,尤其在大坡度隧道内进行管道安装,给现场施工带来挑战。结合实际工程项目,分析了交通条件、隧道结构设计方案、设备及人员调配、施工作业环境等对施工的制约,并对传统运布管方法优缺点比较分析后,鉴于案例工程中的后路隧道、陈家山2#隧道大陡坡、小截面的实际特点和客观条件,在对施工费用成本、现场灵活使用、安全风险可控等几个方面进行综合考虑和比较后,选择运用炮车法、无轨法进行施工,有效控制了安全风险,并取得良好的施工效果。

大坡度小半径曲线盾构施工管片破损及上浮受力分析

盾构在大坡度小半径曲线情况下施工易引起管片破损及上浮,对结构安全及隧道正常运营造成不利影响,因而在工程设计与施工中备受关注。依托天津地铁3号线水上北路站—吴家窑站盾构区间工程,针对大坡度、小半径曲线盾构施工时的管片破损及上浮问题,结合盾构姿态、盾尾间隙、千斤顶状态、相邻管片的约束等方面对管片进行受力分析,讨论了引起管片破损及上浮的原因,并提出了相应的技术控制措施。结果表明,在淤泥质粉质黏土地层中进行小半径曲线施工,盾尾千斤顶推力对管片的侧向分力是管片破损的主要原因;壁后注浆的静态上浮力和千斤顶推力产生的竖向分力是引起管片上浮的决定性因素。

大坡度小断面输水隧洞主支洞交叉段出渣及喷锚系统的研究与应用

针对大坡度小断面输水隧洞主支洞交叉段出渣及喷锚系统研究,并在工程实践中得以应用,证明该系统能够保证工程安全,加快出渣速度及喷锚的进度,提高工程效率,取得良好的经济和社会效益,可推广使用。

山区大坡度小断面隧道施工技术

文章以普光气田黄岭隧道为例,介绍了该隧道的施工工艺和特点,针对大坡度、小断面及隧道进口段为饱和块石土地层的情况,采取了从进口反坡施工、光面爆破、卷扬机有轨运输、洞内反坡排水、超前小导管注浆加固及支立型钢拱架等措施,有效保证了隧道开挖进度和安全,解决了隧道开挖后坍塌等问题。

盾构在长大坡度小曲线段掘进中的风险及施工控制措施——以西安地铁4号线工程D4TJSG-3标段为例

盾构既在长大坡度,又在小曲线段上掘进是西安地铁面临的一个全新的重难点课题,对施工的安全和质量提出了更高的要求。对此,文章以西安地铁4号线工程D4TJSG-3标段为例,首先详细叙述了盾构在长大坡度小曲线段掘进过程中的风险,然后通过新旧始发方案的经济性对比,提出了相应的施工控制技术及难题的解决方法,能为后续盾构施工类似工程提供参考。

引水隧道大坡度小断面斜井施工技术

山西中部引黄工程引水隧道工程,受地质条件的影响,各斜井的坡度大,开挖断面小,施工中的难题较多。采用扒渣机装渣,洞口设置绞车提升;正洞无轨运输到大坡度斜井运输转换是难点。通过对交叉口扩挖,正洞小型运输车开至板车上,洞口绞车提升板车等措施,解决了难题,实现了安全快速的掘进工作。

桁架轨行式架桥机在互通立交匝道桥窄桥面大坡度小半径曲线上的架梁技术

介绍桁架轨行式YQ120-30架桥机在郴宁高速公路水龙互通立交D匝道桥3.65%下坡道130 m小半径曲线上架设30 m T梁时,对架桥机所进行的改进、架桥机改进后的特性过跨和架梁模拟试验、小半径曲线过跨及架梁主要施工方法与施工注意事项。

大坡度小半径地铁盾构管片的受力性状分析

以某地铁出入线为工程实例,对大坡度小曲率半径区间盾构施工模拟及管片受力情况进行数值模拟,结果表明:地铁盾构大坡度小半径段施工,土体变型较小,管片整体受压,且受力满足材料抗压能力,并针对该段盾构施工提出建议,可供今后相似工程施工参考。

大坡度小断面斜井快速施工技术

针对甘肃引洮二期22号洞2号斜井断面小、坡度大、距离长、地下水丰富、施工难度和安全风险大的工程特点。为保证主洞快速施工和安全质量,总结了隧道开挖和设备选型、运输形式的选择和线路布置、洞外洞底转载设计和地下水的排除等因素考虑的斜井快速施工技术。同时应用矿车限位警示、视频监控技术、通讯布设和故障制动等信息化方式对斜井运输的安全风险进行有效控制,保证了主洞正常施工。

大坡度小曲率盾构施工对既有地铁隧道的影响

本文研究大坡度小曲率半径隧道盾构施工过程导致的既有隧道变形问题。以郑州某延长线隧道大坡度小曲率半径下穿既有隧道为工程背景,采用三维有限元方法,建立了大坡度小曲率隧道盾构下穿施工前、穿越中、穿越后及完全穿越4种工况下的计算模型。研究分析发现:随着盾构施工的推进,地面沉降及隧道沉降值逐渐增大。既有隧道断面底部沉降最大,顶部沉降最小,同时由于新建隧道坡度和曲率的影响,两侧沉降呈现出不对称的情况,产生一定的扭转效应。在完全穿越前,由于隧道坡度和曲率的影响,导致的隧道断面沉降出现不对称的情况,靠近盾构掘进方向的位置处隧道沉降更大,施工中应提前对隧道底部和两侧进行监测。穿越完成后,呈现出一定的对称性,扭转效应基本消除,但由于坡度的影响,隧道两侧沉降峰值位置有所差别。研究成果对于施工安全与施工监控具有重要的借鉴意义。

坡度、疲劳和能见度对隧道火灾人员疏散速度耦合影响研究

为探究隧道火灾复杂环境对人员疏散速度的耦合影响规律,首先对坡度、人体疲劳及能见度3种因素开展疏散试验,获得各单因素对疏散速度的影响规律,并拟合出疏散速度变化公式;其次基于各单因素下速度变化公式,提出多因素耦合影响下隧道火灾人员疏散速度计算方法。研究结果表明:人员上坡疏散速度与坡度线性负相关,下坡疏散速度规律性较弱;长距离疏散时因疲劳导致速度逐渐衰减,在2 km疏散过程中速度衰减峰值达47%,疲劳导致的速度衰减比例与疏散距离线性正相关;能见度较高时其对疏散速度的影响效果不显著,能见度降低至10 m内后开始对疏散速度产生负面作用。研究结果可为隧道疏散设施设计、相关标准规范制定等提供参考,同时为传统疏散速度取值方法提供1个新思路。

低弗劳德数条件下尾坎坡度对消力池内流场结构的影响

低水头、大流量条件下泄洪,易形成低弗劳德数水流,对下游河床和边坡造成冲刷风险。基于某水利枢纽工程,采用数值模拟的方法,应用RNG k-ε数值模型,研究了不同尾坎坡度体型下消力池内低弗劳德数水跃的流场特征。研究结果表明:低弗劳德数来流条件下,消力池内形成的淹没式水跃沿水流方向可分为核心区、发展区和回流区;核心区在水深方向上按流速特性又分为射流内层、射流外层、旋滚内层和旋滚外层;不同尾坎坡度的消力池中,均遵循时均压强沿程增大、临底流速自收缩断面后沿程减小的规律;尾坎坡度变陡会使得水跃的旋滚起始断面向上游移动,旋滚终止断面向下游移动,从而使得旋滚长度增大;当尾坎坡度为1∶3时,尾坎斜坡段临底流速梯度为0,当尾坎坡度小于1∶3时,尾坎斜坡段临底流速梯度为负,当坡度大于1∶3时,流速梯度为正,其原因是尾坎坡度变陡使得尾坎对水体的阻力在平行于尾坎坡面方向的分量减小,从而使得流速梯度逐渐增大。研究成果可为类似工程中消力池的设计选型提供参考。

坡度对花岗岩残积土干缩开裂及其对水平入渗的影响

在崩岗侵蚀区边坡表面存在大量浅层裂隙,为探究不同坡度条件下花岗岩残积土干缩开裂特性及其对水平入渗的影响,通过室内入渗与开裂试验,分析了不同坡度下花岗岩残积土的水平入渗过程和开裂特性,以及裂隙对入渗和产流产沙的影响。结果表明:累积入渗量随坡度的增加而增加,而湿润锋运移距离随坡度的增加而减小。坡度的存在使土样在坡顶与试验箱交接处优先产生裂隙,并沿裂隙壁向坡下发展至土样长度的1/3~1/2处,且裂隙与试验箱夹角在25°~55°。坡度对裂隙长度和宽度的开展起促进作用,坡度的存在会降低土壤干缩开裂破碎程度。坡度和裂隙形式都会影响裂隙土壤的产流和产沙率,坡度的增大促进产沙和产流量,平行于入渗方向裂隙冲蚀较慢,与入渗方向呈一定角度的裂隙冲蚀情况则较快,受重力和水流冲蚀,独立的土块会被冲蚀呈“伞”状,然后发生坍塌。

东北黑土区坡耕地界定及坡度分级探索

坡耕地是东北黑土区水土流失发生的主要源地,坡耕地治理是保护黑土地、治理水土流失的重中之重。目前东北黑土区坡耕地界定及其坡度分级尚无统一定论,给黑土地研究、保护和治理带来一定困扰。结合相关标准、文献和数据资料,对水土流失动态监测成果进一步分析,提出以0.25°作为东北黑土区坡耕地临界坡度,建立了黑土区≤0.25°、>0.25°~2°、>2°~6°、>6°~15°、>15°共5级耕地坡度分级标准,建议在黑土地保护相关规划布局及水土流失精准治理中应用。

基于扩展卡尔曼滤波与机器视觉融合的道路侧向坡度估计

为解决现有算法难以准确估计前方道路侧向坡度的问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)与机器视觉(VB)融合的道路侧向坡度估计方法。首先,建立含有侧向坡度的车辆2自由度模型,通过EKF估计出侧向坡度与车辆侧倾角的叠加态,由侧向加速度乘以适当增益解耦出车辆侧倾角,得到EKF道路侧向坡度估计值;其次,通过视觉成像原理分析二维图像中道路侧向坡度与图像中相关参数的几何关系,得到VB道路侧向坡度估计值;最后,通过数据融合得到最终的道路侧向坡度估计值,使估计结果冗余互补。仿真和实车试验结果表明,该融合算法能够适用于道路侧向坡度变化的坡道,并显著提高了估计精度。

坡度对铁路隧道救援站火灾烟气蔓延特性影响研究

为研究高海拔地区不同坡度条件下隧道紧急救援站火灾烟气蔓延特性,采用Fluent软件建立高海拔坡度铁路隧道紧急救援站列车火灾模型,通过分析救援站内烟气流速、温度等特征参数变化规律,探讨坡度变化对隧道救援站火灾烟气蔓延的影响。研究结果表明:列车停车时刻,随着隧道坡度由0‰变化至±30‰,隧道拱顶烟气流速峰值均逐渐减小。列车停车后,正坡度越大,烟气逆流流速峰值下降,烟气逆流长度越短;负坡度则与之相反。对于正坡度隧道,建议人员向火源的上游方向疏散逃生更安全;对于负坡度隧道而言,建议人员向火源的下游方向疏散逃生更安全。研究结果对高海拔隧道火灾防排烟系统设计以及人员疏散具有重要意义。

中吉乌铁路吉国境内段限制坡度方案研究

研究目的:中吉乌铁路吉尔吉斯斯坦境内段位于天山山系南天山的西部,穿越莫尔多套山、费尔干纳山,线路跨越吐尔尕特高山区、阿尔帕高原盆地区等10个地貌单元,线路附近最高点贾曼达万山高程4 205 m,最低点贾拉拉巴德高程722 m,相对高差3 483 m,地形高差巨大,工程地质条件复杂,吐尔尕特至马克马尔段采用1 435 mm标准轨距、马克马尔至贾拉拉巴德南段采用1 520 mm宽轨距,线路限制坡度的选择是项目研究的重点和难点。研究结论:(1)结合线路沿线地形地质条件、承担运输货物特点、列车牵引质量、机车选型、工程投资和综合经济性,对限制坡度分段进行研究;(2)标轨段重点对18‰、20‰、24‰、25‰四个方案,宽轨段重点对18‰、20‰、24‰、27‰四个方案进行了分析研究,为降低工程投资、提高项目经济性、匹配运输组织、优化运输条件、保障运营安全性,推荐中吉乌铁路吉国境内段限制坡度采用20‰方案;(3)本研究思路和方法可为境外铁路工程建设提供参考和借鉴。