单位圆外域到任意开挖断面隧洞外域共形映射的计算方法

将复杂开挖断面为边界的力学问题转化成单位圆为边界的力学问题,是利用复变函数理论开展地下隧洞围岩力学分析的前提。从黎曼存在定理出发,建立了以洛朗级数有限项表示的单位圆外域到任意开挖断面隧洞外域的共形映射函数。根据边界对应原理,将域到域的共形映射问题转化成单位圆周线到任意开挖断面隧洞边界线的共形映射问题。从三角插值理论出发,采用奇偶插值点反复相互迭代对映射函数的求解开展了研究。为快速地进行迭代计算,采用法线逼近法进行计算点(映射点)调整。提出了以映射边界线与实际开挖洞形边界线之间的绝对误差作为迭代计算的收敛条件,保证了共形映射精度。给出了3个开挖断面隧洞映射函数的求解算例,并将研究结果与文献中的方法进行了比较。结果表明,提出的单位圆外域到任意开挖断面隧洞外域共形映射的计算方法具有操作简单、精度高和收敛快等特点。

漫谈矿山法隧道技术第十讲——软弱围岩隧道中开挖断面早期闭合的施工技术

阐述开挖断面早期闭合的概念,指出:1)开挖断面早期闭合是针对不良围岩的对策;2)围岩越差,要求闭合的时间、距离越短;3)开挖断面分部越多,闭合距离越长,对控制变形不利;4)开挖断面的早期闭合是指初期支护的闭合,而不是指二次衬砌的闭合。介绍了日本隧道早期闭合仰拱设置方法分类。认为我们已经知道如何实现早期闭合,但还没有做到,这需要机械化水平的提高、缩短单项作业时间才能做到。日本采用的开挖断面早期闭合工法已经标准化,介绍其标准模式及开挖断面早期闭合模式的内涵。通过对日本采用早期闭合工法隧道的实例统计分析,将隧道围岩早期闭合模式划分为5种,归纳了采用早期闭合工法的理由,统计了哪些围岩条件需采用早期闭合工法,并介绍了开挖断面早期闭合隧道的构造参数,以及开挖断面早期闭合隧道的施工方法。以日本七尾公路隧道为例,详细阐述全断面早期闭合施工的管理方法,包括全断面早期闭合的管理项目,最终位移值的管理基准值和初期位移速度的管理基准值及如何确定,全断面早期闭合模式的基准及如何根据施工实际进行修正。从国内外软弱围岩隧道的施工实例,特别是开挖断面早期闭合的实例中,总结软弱围岩隧道大断面施工技术的基本经验。最后指出把掌子面前方围岩的补强与掌子面后方开挖断面早期闭合结合在一起,在有水的条件下,再把掌子面前方围岩的超前钻孔预测组合在一起,是解决不良围岩隧道施工的基本方法。

测量控制隧道开挖断面技术应用研究

介绍了毛洞断面测量系统的组成及原理,阐述了利用TC(R)1101全站仪构架的断面测量控制系统在地下隧道施工中的应用,包括准备工作、断面测量、搬移测站以及内业整理,并对测量控制隧道开挖断面技术的应用效果及效益进行了详细分析.该技术在控制断面超欠挖,提高光面爆破水平效果明显.

基于AutoCAD的水工隧洞开挖断面的自动绘制与量算

开挖断面的绘制与量算是水工隧洞施工的一项日常性工作,传统方法的劳动强度大、工作效率低。本文介绍了利用AutoCAD制图及二次开发功能,实现水工隧洞开挖断面的自动绘制与量算。该方法应用于工程实践,提高了工作效率。

河道裁弯引河开挖断面的新估算法

在中小河道的裁弯设计中,以往引河开挖断面的确定,系根据经验假定几个方案,对每个方案进行水力计算,最后选定一个较经济的开挖断面。这样做,计算工作量大而烦琐,也不确切。为了解决这个问题,本文提出了一种新的估计方法。

单位圆外域-洞室外域共形映射下任意开挖断面隧洞围岩应力解析解

以地下任意开挖断面隧洞为研究对象,将原岩应力场归化为无穷远处与水平轴呈一角度的均匀应力场,引入单位圆外域-洞室外域的共形映射函数,把目标域中以变量z表示的围岩应力函数转化为映射域中的变量ζ表示.将洞壁的应力边界条件方程转化成Cauchy积分方程,利用被积函数的解析性和留数理论,获得了任意开挖断面隧洞围岩应力函数解析通式和围岩应力解析解.将椭圆形隧洞应力边界条件代入应力函数解析通式,求得的φ(z)和ψ(z)与文献结果一致;以公路两车道隧道为研究对象,利用围岩应力解析解开展围岩应力计算和分析,所获结果符合工程规律;利用ABAQUS软件对隧道洞壁应力进行对比分析,分布规律与解析解结果一致.研究表明,只要给出任意开挖断面隧洞的单位圆外-洞室外域共形映射函数,利用研究成果可方便地开展围岩应力解析计算分析.

隧洞开挖断面检测方法

在水工隧洞施工开挖完成后 ,必须进行测量 ,以便检查是否合乎设计要求 ,特别是不允许欠缺。文章介绍了可采用标准断面法 。

暗挖隧道开挖断面形状优化

暗挖隧道断面形状的优化直接影响隧道结构的自身受力情况及土层的沉降量,文章通过建立有限元模型对常见暗挖断面隧道形状进行内力对比分析。结果表明,马蹄形断面比圆形断面有利于控制应力集中,可通过调整马蹄形断面内力曲率达到断面内力重分布的目的,从而优化断面受力。

提高输水隧洞开挖断面验收优良率

莆田市东圳水库分层取水工程,引水隧洞是施工重点。隧洞开挖断面优良率的大小,对工程的质量和进度至关重要。项目部成立QC小组,以提高输水隧洞开挖断面验收优良率为课题,通过运用QC工具,找出影响优良率的主要原因,并实施对策,使输水隧洞开挖断面一次验收优良率达到了预期的目标。

探究市政管线开挖断面的设计形式

在市政管线设计过程中,管线开挖方式和开挖断面不同,工程措施、工程量及工程投资也会不同。基于此,论文总结设计中常见的管线开挖断面形式,结合不同项目的设计案例,根据不同的项目背景,阐述不同的开挖断面形式的应用场景及设计要点。

某地铁区间大断面开挖地下水治理措施及沉降分析

本文旨在探究地铁区间大断面开挖地下水治理措施及沉降分析,以确保施工的安全性和经济性。通过对深基坑降水技术现状的调研,并提出了地下水控制技术要点,通过分析成井工艺并结合工程实例,提出了地下水治理措施。结果表明:本文所介绍的地下水治理措施解决了洞内残留水的问题,确保了无水作业的进行,从而显著提高了施工的安全质量。

复杂环境非常规断面竖井开挖及爆破震动研究

天台山大瀑布景观工程电梯竖井设计为矩形断面,井筒最大开挖断面为10.1*9.65m,深度198m。开挖后采用锚网喷支护,二衬采用钢筋混凝土支护。在施工中,面临着施工平台场地狭小、景观保护难度大,震动速率要求严格、爆破时间要求严格、断面大,岩石硬度高以及工期紧,施工工序转换快等难题,解决好这些问题,将为复杂环境下特殊断面竖井提供宝贵经验。

超大直径全断面竖井掘进机分级开挖刀盘结构设计及应用

为了匹配掘进机驱动系统的国产化、通用化,降低制作难度,缩短生产工期,开发出一种采用常规动力系统且能满足驱动要求的超大直径全断面竖井掘进机分级开挖刀盘。依托国内某竖井项目工程,基于分级开挖的设计方法,研制出一种采用5.3 m主轴承驱动、直径21.85 m内嵌滑动刀箱的分级开挖刀盘。该分级开挖刀盘通过滑动刀箱上下伸缩控制滚刀位置高度的变化,使每一次破岩只有部分滚刀参与,达到降低刀盘掘进时所需的转矩和功率的目的。在实际工程应用中,刀盘掘进转矩小于17000 k N·m,最大日进尺为1.8 m,平均日进尺约为1 m,刀盘应用效果较好。最后,根据实际应用效果指出分级刀盘设计存在的不足和需要改进的地方。

水工长隧洞小断面开挖爆破施工技术研究

对于高流速的水工长隧道来说,为了减小隧道环境内滤气与冲击波的不良影响,隧道洞身后续必须通过修建衬砌的方式来承受围岩压力以及内水压力,因此隧道小断面施工必须采用一种“光面爆破”技术,以确保隧道洞身岩体的平整性要求。文章以某地引水隧道工程的施工项目为例,对小断面开挖的光面爆破方案设计、爆破施工技术中洞内炮眼布置、装药量控制、排气通风以及排水布置等重要工序的施工要点进行了分析解读。

激光断面仪在隧道开挖与初期支护中的应用

简述了隧道激光断面仪检测的基本原理和使用方法,并介绍了激光断面仪在开挖与初期支护断面轮廓检测中的目的和工程实例,针对标准断面选取的原则不同,定性地描述了检测出的两种断面轮廓的数据可能出现的偏差。

半无限体任意开挖断面外域到同心圆环域共形映射的计算方法

保角映射函数的求取是采用复变函数法对埋隧道开挖问题进行分析的前提。根据边界对应原理,给出半无限体任意形状隧道断面外域到同心圆环域的保角映射函数形式,并提出计算此共形映射系数的方法。联合采用奇偶点插值法及遗传与序列二次规划算法,实现映射函数的高精度求解。基于映射函数的解析性,给出在求解复应力函数过程中,映射函数的化简处理方法。研究结果表明:(1)提出的映射函数求解方法可解决由地平线引起的求解困难,且可直接应用现有研究成果应用于函数系数的求解。(2)求得的隧道边界映射精度很高,相对误差可控制在0.5%以内,地表边界映射精度稍差,但都可控制在5%以内,且映射精度随系数个数的增多而提高,可满足工程及研究需要。(3)以一个浅埋矩形的工程为例,采用本映射函数的求解方法及映射函数的化简处理方法所得结果与有限元结果在基本完全符合,两者相差1%以内。

岩溶区全断面开挖隧道围岩变形规律及其监测

运用相似模型试验和数值分析成果 ,分析岩溶区公路隧道在全断面开挖过程中的围岩变形特性 .提出了岩溶区全断面开挖隧道围岩变形时空曲线的一般模式 .在此基础上 ,建立了岩溶区围岩稳定性判别标准 ,给出超前支护和二次衬砌的最佳时机 .并运用现场量测数据的结果验证了所提出的岩溶区全断面开挖隧道围岩变形规律的正确性 .

岩溶区全断面开挖隧道围岩变形特性模拟

运用相似模型试验和数值分析手段对石灰岩地区公路隧道在全断面开挖过程中 ,隧道周边不同溶洞分布对隧道围岩变形特性的影响进行了系统的研究 ,模型实验结果与三维动态开挖过程的数值模拟结果较为吻合 .研究结果表明 :有溶洞的围岩在开挖前有较大的前期变形 ,溶洞引起的隧道围岩变形主要发生在分布有溶洞的断面开挖前和开挖瞬间 ;位于隧道顶部附近的溶洞对拱顶下沉位移的影响大于侧壁位移的影响 ;位于隧道侧面的溶洞主要引起隧道的整体侧向位移 ,使隧道处于偏压状态 ;

Ⅳ级围岩大进尺下全断面开挖可行性研究

以吉林—图门—珲春客运专线水南隧道为研究背景,采用数值模拟和现场监测相结合的方法,对Ⅳ级围岩大进尺下全段面开挖的可行性进行了探讨。研究结果表明：同为4 m进尺,2种开挖方法引起的拱顶沉降差异不大,全断面法引起的隧道水平收敛较两台阶法小;施工监测数据和计算分析结果基本一致。4 m进尺全断面开挖隧道总体变形不大,最大沉降变形为5 mm,水平收敛为2.4-6.5 mm,围岩较稳定,表明Ⅳ级围岩大进尺下全断面开挖具有可行性。