西十高铁BIM设计技术研究与应用

为探索长大铁路干线工程的BIM设计技术路线,在西十高铁施工图设计过程中,全面采用BIM技术开展设计工作。通过分析西十高铁项目BIM设计实施范围及设计重难点,详细阐述该项目BIM设计标准及其BIM软件体系和相应软件支撑体系。提出在轨道、隧道、桥梁、路基、接触网、通信、信号等主要专业实现的BIM设计应用,以及实现多专业的同步协同设计、成果汇报、方案比选、设计审查和三维交底等综合应用。以三维实景可视化技术手段优化完善工程设计,提高设计质量,为铁路BIM设计新模式提供技术支撑和应用示范。

基于BP神经网络的西十高铁运输道路通过能力评估方法

为了加强西十高铁运输系统的运行稳定性,合理提供运输调度依据,提出基于BP神经网络的西十高铁运输道路通过能力评估方法。分析西十高铁运输系统的构成要素,在保证车辆不超速行驶情况下,计算追踪间隔、作业间隔、起停附加时间等,将获取的指标作为影响道路通过能力的主要因素;借助误差函数修正不同层次权值,构建多输入、单输出的神经网络模型;将所有影响指标归一化处理,引入非线性函数,将各指标当作模型输入,经过多次训练,输入最终评估结果。实验结果表明:该方法可有效评估西十高铁通过能力,具有一定可行性。

高速铁路单线隧道Ⅳ级围岩台阶法施工参数选择

为研究隧道台阶法施工时不同台阶高度及长度对隧道变形的影响,以西十高铁秦岭马白山单线隧道为工程依托,采用三维有限元计算模型,对不同台阶高度和长度下围岩变形及初支结构稳定性的变化规律进行研究。结果表明:台阶高度对掌子面变形、塑性区分布、拱顶沉降及初支收敛有较大影响;不同台阶长度的掌子面纵向变形较小,随台阶长度增大,拱顶最大沉降量及初支收敛变形量逐渐增大,当台阶长度达到20 m后两者基本趋于稳定;Ⅳ级围岩地段,单线隧道台阶高度宜为6.5~8.0 m,综合考虑隧道施工机械设备排布情况,台阶长度取20~40 m较合适。隧道施工过程中,拱顶沉降、初支收敛等监测结果均满足施工安全要求,验证了研究结果的可行性,并可为相关工程台阶法施工提供参考。

西十高铁引入商洛地区线位及站位方案研究

西十高铁引入商洛地区方案既受商洛地区地方需求的影响,又受秦巴山区交通廊道的制约,线位及站位选择难度大。基于引入地区和线路走向相结合的综合选线方法,从旅客乘车便捷性、对城市规划的适应性、工程设置条件及工程投资等方面对西十高铁引入商洛地区不同线路走向方案和选址方案进行了综合比选分析,得出的主要结论如下:西十高铁引入商洛地区推荐采用设站条件好,旅客乘车便利,且可带动规划的南秦新区发展,与城市规划适应性好的东线方案;南秦新区设站方案宜采用线路短顺、工程投资低、带动作用和开发条件较优的龙家村站位方案。

双洞隧道单斜井多掌子面风仓气动性能优化设计

为解决传统管道式通风在长大隧道大角度弯折处有较大局部阻力与风力损失的弊端,以西十高铁西岭隧道3#斜井为工程背景,提出风仓式通风方案,确定风仓接力轴流风机工作流量。采用控制变量法,以风仓进出风口、全压和风仓内风流平顺度为设计目标,以风仓隔板长度、风仓进出口位置为设计变量,基于Box-Behnken试验设计,进行风仓气动性能数值计算,得到各参数对风仓气动性能的影响顺序,最终确定风仓最优尺寸参数组合。研究结果表明:优化后风仓2个出口全压值基本相等,风机协调性好,风流场较均匀稳定,可有效缓解风仓内涡团现象。

秦岭马白山硬岩隧道快速施工安全步距研究

秦岭马白山隧道属于双洞单线隧道,隧道洞身主要为燕山期花岗岩,粗粒花岗结构,块状构造,以Ⅱ、Ⅲ级围岩为主,属硬质岩体。为满足硬岩隧道快速施工要求,有效组织实施各工序,考虑马白山隧道施工现场实际作业工装配置和作业空间需求,通过现场监测试验,提出满足全断面开挖及相应支护条件下的长距离安全步距,实现硬岩隧道快速施工。该研究可为类似硬岩隧道施工提供借鉴。

秦岭马白山隧道硬岩段光面爆破参数优化

光面爆破是硬岩隧道开挖的主要施工方法,由于破岩机理复杂,若爆破参数设计不合理,易导致硬岩隧道光面爆破成型控制较困难。西十高铁秦岭马白山隧道围岩以燕山期花岗岩为主,Ⅱ、Ⅲ级围岩占隧道全线70%以上。以该隧道工程为研究背景,针对原方案爆破后存在的隧道超欠挖、二次爆破施工等问题,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对光面爆破成型控制进行数值模拟,分析硬岩隧道爆破应力波传播规律及围岩损伤情况,揭示爆破扰动下硬岩应力演化特征及变形破坏规律,提出光面爆破参数优化措施,有效改善爆破效果。该研究成果可为硬岩隧道全断面光面爆破开挖参数设计与施工提供借鉴。

西(安)十(堰)高铁山阳—郧西段岩溶隧道比选方案水文地质研究

西(安)十(堰)高铁山阳—郧西段位于秦岭南麓,地形高差大、河谷深切,地质条件复杂,开展山阳—郧西段岩溶隧道比选方案水文地质条件研究,对线路方案的选择具有现实意义。从地形地貌、地质构造强烈程度、岩溶发育强度、隧道穿越含水岩组长度及其富水透水性、隧道与岩溶水系统的密切程度、岩溶水主要赋存状态、隧道所处地下水径流带、可能产生的突涌水点、隧道正常和最大涌水量、隧道可能造成的环境水文地质问题的严重程度等10个方面对隧址区岩溶隧道比选方案水文地质条件进行了研究,研究表明,IDK线取直方案岩溶隧道水文地质条件略优于DK线绕行方案秦楚隧道。