小半径隧道盾构施工对铁路桥梁的影响

随着城市轨道交通线网的完善,单一的直线型隧道已不能满足需求,而新建隧道也不可避免地近接建构筑物,势必危及建构筑物,甚至引发严重的安全问题。基于郑州地区某工程,运用有限元软件Midas GTS NX进行数值模拟,研究小半径隧道盾构施工期间隔离桩防护措施的作用效果,并结合监测数据验证数值计算的准确性。研究结果表明:1)在无隔离桩防护措施下,小半径盾构隧道施工会引起地表横向沉降变形,危及铁路线路运营安全;2)在隔离桩防护措施下,小半径盾构隧道施工对铁路桥梁的影响在可控范围内,能有效降低盾构隧道施工引起的铁路桥梁变形及其附加内力,有利于铁路线路的运营安全;3)监测数据与数值计算的对比表明,隔离桩防护措施对于保障铁路线路的运营安全是有效的。本文研究结果可为盾构隧道安全穿越铁路桥梁施工提供重要的工程实用价值。

城市超小半径隧道沿程阻力系数研究

城市地下交通联系隧道受其平面曲线半径和纵坡的影响,沿程阻力系数变化规律不同于普通公路直线隧道和一般的曲线隧道。以解放碑地下环道三期工程嘉滨路连接隧道通风工程为依托,采用CFD软件,进行不同平面曲线半径和不同纵坡率的流场数值模拟,从沿程阻力系数值、断面风速等方面进行了分析,数值模拟结果表明纵坡对隧道的阻力损失没有明显的影响;而半径影响较大,尤其是当半径小于200 m后,沿程阻力系数增加尤其明显,并对半径在30~200 m范围内的城市超小半径隧道沿程阻力系数计算公式进行了优化。

小半径隧道安全问题探讨

通过分析和验算快速路主线小半径隧道视距,确定最不利的视距点,并提出改善小半径隧道行车安全的相关措施,以期为日后的相关工作提供参考。

盾构275m小半径隧道始发施工技术

盾构275 m小半径隧道始发,难度最大的问题是隧道轴线控制。通过小半径隧道始发设计原则及难点分析,对小半径线路设计形式采用割线始发,采用了包括始发前期准备、铰接盾构、勤测勤纠、合理控制盾构推进参数等曲线隧道盾构掘进措施,以提高小半径盾构隧道施工质量。

双线小半径隧道盾构掘进土体位移的影响分析

以合肥地铁四号线翠柏路—天水路站区间小半径曲线隧道为工程背景,运用数值模拟软件FLAC^(3D)建立三维数值模型,研究不同工况下盾构开挖引起的地表和拱底位移。数值模拟结果表明:盾构施工引起的地表沉降曲线形状类似“V”型;盾构掘进初期地表沉降变化较为显著,而后随着掘进距离的增加地表沉降的变化较小;拱底位移变化曲线呈现“M裙边”型。最后将数值计算结果与现场实测结果进行对比,二者较吻合,实测结果比数值计算结果偏于安全,得到的研究成果可为类似工程提供参考。

某小半径隧道渗漏水病害整治

老山梁子隧道为平曲线480m的小半径单坡隧道,经过十多年的运营,渗漏水病害较为严重。在不利于行车的长下坡小半径线形指标下,渗漏水漫流路面、携带粘土干燥后形成大量灰尘,是诱发车祸的主要因素之一。文章通过详细的病害调查,溯源对比分析前期竣工图、检测报告、既有整治措施等资料,摸清了渗漏水病害现状及前期整治措施的效果,指出隧道裂缝及渗漏水病害的根源包括工程地质条件复杂、围岩稳定性差、排水系统堵塞失效等三个方面,以前期整治措施为基础提出"以排为主、排导通畅、封堵严密"的整治原则,分类处置。研究可为类似工程提供参考。

小半径公路隧道视线诱导设施优化实验研究

文中建立五种视线诱导场景,选取37名被试进行驾驶模拟实验,分析车辆开始减速位置和弯道段横向偏移.结果表明:相较于改善前,反光环方案和线形诱导标组合方案均有明显改善效果;反光环方案中5.4%的被试会出现异常驾驶行为,增设线形诱导标后没有出现异常驾驶行为;增设4 m线形诱导标可以使被试在弯道段的车道保持能力进一步提高12.5%,增设6 m线形诱导标可以让被试开始减速位置进一步提前14.5%.

考虑盾构铰接作用的小半径曲线隧道开挖诱发地层沉降分析

目前针对小半径曲线隧道开挖诱发地层沉降的理论研究均将盾构机视为一个连续的整体,未考虑盾构机铰接装置带来的影响,由此不能正确评估小曲率盾构开挖路径变化带来的超挖效应等。首先,根据盾构机铰接位置以及盾构机与小曲率隧道开挖路径的几何位置关系,得到了小曲率隧道开挖过程中不同盾构铰接位置超挖量及盾构铰接角计算公式;其次,基于镜像法及Mindlin解,求解了铰接盾构施工时因超挖地层损失、盾尾地层损失、开挖面不均匀推力、盾壳不均匀摩擦力及盾尾处注浆压力等共同影响的地层沉降;最后,采用工程监测数据与理论解进行对比验证,得到较好的一致性。此外,针对隧道转弯半径、前盾长度、盾构铰接角及超挖量等进行了参数分析。分析结果表明:不考虑盾构铰接装置的影响将过高估计地层损失而导致地层沉降预测值偏大。随着转弯半径的减小,前盾长度、盾构铰接角及超挖量的增加,地层沉降增大,但其值变化均对开挖面前方沉降影响较小,对开挖面后方沉降影响较大。在开挖面后方,随着与开挖面距离的增大,当转弯半径取值较小,前盾长度、盾构铰接角及超挖量取值较大时,纵向地表沉降呈先增大后减小趋势。

基于心理旋转效应的小半径公路长隧道视觉环境优化研究框架

小半径公路长隧道内部为典型弱视觉参照环境,极易诱发驾驶人心理旋转效应,难以准确辨识隧道线形、隧道轮廓和交通信息,驾驶绩效降低,行车风险增大。为缓解驾驶人心理旋转效应,提升小半径公路长隧道交通安全水平,从其视觉环境典型行车安全问题出发,提出基于心理旋转效应的小半径公路长隧道视觉环境优化研究框架。结果表明:小半径公路长隧道视觉参照系具有诱导信息过渡剧烈、违背驾驶期望和冗余性欠缺等特点,突出表现为视线诱导信息不连续、局部视觉参照信息与整体视觉环境信息不一致、轮廓诱导信息与线形诱导信息协同作用差等方面。根据空间路权、驾驶人因和驾驶任务等评价要素,结合视知觉恒常性、整体优先性、多层次诱导等理论,提出构建恒常稳定、连续一致、信息冗余的视觉参照系的优化思路。总结提出通过布设多频率、多尺度、多形状的视线诱导设施,利用局部视觉参照元素构建与整体行车环境信息相连续一致的参照线索,加强轮廓诱导与线形诱导,借助高位、中位与低位诱导信息的协同作用构建信息冗余的多层次视觉参照系,有效缓解心理旋转效应带来的负面影响,达到行车安全、舒适、低成本、可持续的优化目标。该研究可为小半径公路长隧道、小半径光学长隧道的交通安全提升提供理论依据。

小半径曲线隧道盾构施工地表沉降特征研究

在小半径曲线隧道的施工中,由于土体与盾构机之间的相互作用更复杂,盾构转弯半径内侧土体容易发生超挖情况,导致地表沉降难以控制。针对小半径曲线隧道盾构施工引起的地表沉降问题,以实际的工程地质条件与施工参数进行三维建模,通过MIDAS/GTS软件模拟小半径隧道盾构施工工况,研究了不同曲率半径、地层损失率、隧道覆土厚度、隧道盾构施工参数等变量因素下小半径曲线隧道盾构施工对地表沉降的影响规律。结合合肥当地工程背景条件,分析不同开挖阶段下施工所造成的地表沉降,可为小半径曲线隧道盾构施工提供控制地表沉降的措施。

小半径曲线隧道盾构施工测控技术分析

通过曲线始发的小半径曲线地铁盾构隧道施工测控过程,对盾构隧道曲线始发技术、施工过程管片受力情况、盾构机姿态控制方法等进行了分析。针对小半径曲线隧道盾构施工测控中出现的盾构机姿态与管片姿态出现偏差的问题,提出了盾构隧道“割线法”曲线始发技术。通过盾构机姿态的预偏量控制,管片最终稳定姿态与设计隧道中心线达到了最佳拟合,偏移量达到规范要求,为矿山、公路、市政、水电等隧道工程测控技术提供了参考。

浅埋大断面隧道小半径盾构始发技术研究

新建珠海市区至珠海机场城际轨道交通项目拱北至横琴段为浅埋大断面(直径8.8 m)盾构隧道。本文针对大断面隧道的高质量小半径(R413)始发掘进技术展开研究,采用割线始发和轴线精细化控制技术,始发过程中隧道管片安装左线最大标高偏差19 mm,最大水平偏差28 mm,右线最大标高偏差16 mm,最大水平偏差23 mm;左线隧顶最大沉降量为1.6 mm,右线最大沉降量为4.35 mm。姿态偏差及沉降变形均远远满足规范的控制标准,并保证了盾构机顺利始发并掘进,既节省了工期,又保证了质量和施工安全。

小半径曲线隧道盾构施工技术控制研究

当前形势下,由于城市的快速发展,通过盾构机进行城市轨道的交通挖掘工艺已日趋成熟,出入段线隧道设计及老城区受到地面上的建(构)筑物等因素的影响,以至于经常有小半径曲线的隧道路线,因此国内更加注重城市关于建造大量轨道的交通工程的规划。城市轨道交通为居民带来了极大的便利,并且对交通压力进行了有效缓解。以武汉市地铁7号线香港路—三阳路右线区间小半径曲线隧道(R=340m)为例,对小半径曲线隧道施工质量的控制要点、轴线的控制措施和地面沉降的控制等一些列措施进行分析、探讨,旨在为同行业者提供借鉴和参考。

小半径曲线隧道施工通风粉尘迁移规律研究

为确定小半径曲线隧道施工通风中粉尘迁移规律,依托五阱明曲线隧道项目,采用数值模拟方法,分别研究风管不同悬挂位置时曲线隧道内速度场分布规律及粉尘颗粒迁移特性,以探究风管悬挂位置对粉尘迁移的运动规律。结果表明,①隧道曲率会导致隧道内流场偏移,使隧道外侧风速高于内侧风速;②风管悬挂位置对曲线隧道内流场的影响呈现一定的对称性,对称位置布置的风管其风流场也具有一定的对称性,且均是风管对侧风速高于风管侧风速;③粉尘迁移规律与隧道内风流场特性具有相关性,体现在隧道内风流未进入稳定区之前,粉尘迁移分布与风流场接近;④在进入风流稳定区之后,风管布置于隧道不同部位时的粉尘迁移速率接近,整体均呈U形分布。

盾构法施工荷载对小半径曲线隧道管片防水性能的影响研究

为探究小半径曲线盾构隧道施工过程中施工荷载对管片防水性能的影响,依托深圳国际会展中心配套市政项目盾构段,选取油缸推力和螺栓预紧力作为主要施工荷载,采用ANSYS建立管片结构模型和弹性密封垫模型,对施工荷载下管片的张开量以及相应张开量下的管片防水性能进行研究,得到施工荷载对管片防水性能的影响。研究结果表明:1)油缸推力对环缝影响较大,会加大环缝张开量,但对纵缝影响较小;2)管片间弹性密封垫的防水性能随管片张开量的增加先增大后减小,在张开量为2mm以及大于6mm时存在渗水风险;3)以张开量2mm为计算控制标准,油缸推力使直线段管片防水性能下降8%,曲线段下降15%;4)增大螺栓预紧力能略微提高直线段管片的防水性能,但对曲线段管片的防水性能无影响,曲线段整体防水性能较差。

基于实例的小半径大断面浅埋隧道设计与施工经验

结合本人参与的厦门国际旅游码头专用通道隧道工程实例,介绍了小半径大断面浅埋隧道的工程特点,总结了该型式隧道在数值模拟、计算分析、施工开挖及监控等设计和施工方面的方法和经验。

大连地铁2号线小半径曲线隧道盾构单井口始发技术研究

针对盾构在大连地铁2号线西安路站至交通大学站区间小半径曲线隧道单井口的复杂始发条件,从进度、成本、可行性等方面对盾构分体始发和整体始发方案进行比选,最终确定采用整体始发方案。通过自制皮带机和管片小车,从始发方向和盾构掘进姿态调整等方面进行控制,解决了整体始发阶段出渣、管片运输和盾构姿态控制的难题,实现了小半径曲线隧道上盾构单井口整体始发。

小半径螺旋式隧道测量技术

为了保证隧道运行的安全和稳定,做好隧道测量非常重要。随着科技的发展,人们逐渐将导线加密技术配合莱卡全站仪进行应用,采用卡西欧计算机编程来对小半径螺旋隧道复杂曲线进行处理,从而保证隧道测量工作能够更加科学和高效,并为后期测量放样提供坚实基础。

小半径国省干道公路短隧道驾驶人视觉特性研究

为研究不同车型车辆在国省干道小半径公路隧道环境中的视觉特性,将隧道分为接近段、入口段、中间段、出口段,以及驶离段,选取10名驾驶人开展大货车、小客车对比试验.利用眼动仪记录驾驶人的注视时间、注视次数、扫视时间等眼动指标,并重构包括注视时间、注视次数、视力角的新型动视点计算模型并结合本实验计算,利用数理统计方法分析眼动指标的差异性.结果表明:各隧道路段平均注视时间指标有显著性差异,扫视时间、视力角指标无显著性差异;大货车、小客车之间左转的差异性显著,右转时无显著差异性,而在平均扫视时间、视力角指标无显著差异性.同时,新的动视点指标计算结果显示,驾驶人信息加工水平先增后减,在左转和右转之间、大货车与小客车之间存在一定差异.

高速铁路预制箱梁过小半径曲线隧道运架方案研究

川南城际铁路某标段桥梁工程上部结构以预制箱梁为主,箱梁共433片,其中次架方向46片箱梁运架需经过平面半径仅1100 m的小半径曲线隧道。为确保架梁设备和预制箱梁顺利通过小半径曲线隧道,提出采用TTSJ900型隧道内外通用架桥机,搭配TTSJ900t型矮式运梁车的运架方案。对架桥机和箱梁过隧条件分别进行校核,确定采用分2层浇筑隧道仰拱填充工艺(第1层浇筑厚度111 cm、第2层浇筑厚度30 cm),并制定相关过隧保障措施。采用该运架方案,架桥机和箱梁均通过小半径曲线隧道后,按常规施工方法完成桥梁首孔、中间孔和末孔箱梁架设及架桥机过孔等施工。