物探技术在特长隧道工程勘察中的应用

特长隧道常常穿过复杂地质环境,采用传统钻探法进行勘察时难以获得全面的地质信息,应用物探技术加以补充能够更好地指导后续工程建设。介绍了可控源音频大地电磁法(CSAMT)的基本原理及标量测量法的使用步骤,结合工程实例,论述了该方法的实际应用过程。表明应用该方法可以降低隧道施工中可能遇到的风险,更好地保障工程安全。

高速铁路泥岩隧道仰拱底鼓控制技术研究

研究目的:为分析基底围岩劣化作用下泥岩隧道仰拱底鼓变形的控制效果,运用数值模拟的研究方法,建立高速铁路泥岩隧道有限元模型,考虑隧道开挖条件下模拟基底围岩吸湿膨胀和软化作用,选用底板与锁脚锚杆加固的控制技术,对比分析加固前后隧周围岩的竖向位移、填充层及仰拱的变形特性。研究结论:(1)锚杆加固基底可有效控制隧底围岩隆起,对隧底隆起的控制效果膨胀阶段优于软化阶段;(2)锚杆加固前后仰拱、填充层的底鼓位移曲线均呈“钟形”对称分布;(3)仰拱、填充层中心位置处的底鼓变形最大;(4)本研究结果可为高速铁路泥岩隧道仰拱底鼓病害防治与加固提供参考依据。

盾构隧道通用环管片拟合排版技术

为实现通用环排版计算步骤和结果与管片实际偏差计算在隧道坐标下的统一,以准确、高效开展基于隧道轴线的管片轴线拟合,进而优化盾构通用环管片排版技术,首先明确了隧道三维坐标系的选取方法及盾构管片空间姿态的表示方法,提出了盾构通用环管片排版端面中心三维坐标的计算方法及起始环的定位方法。根据某盾构隧道工程实例,利用研发软件进行排版拟合,结果表明:该方法得到的排版结果与隧道设计轴线的拟合效果良好;将拟合得到的管片排版端面中心坐标与实际测量结果进行对比,能够得到施工偏差方向及具体数值,可为后续排版和纠偏提供定量控制指导,该研究成果还可实现管片楔形量的试算,从而优化管片设计参数,为盾构隧道的设计及建设提供技术支持。

格构技术在高铁隧道拱部防水板切割衬砌混凝土缺陷整治中的应用

[目的]许多与高铁隧道衬砌相关的缺陷随着高铁建成年限的增加逐渐凸显,防水板切割衬砌混凝土是其中较为严重的一种缺陷。为了减少结构扰动、降低对线路运行的影响,需采用新技术对高铁隧道拱部防水板切割衬砌缺陷进行整治。[方法]以我国西南地区某设计速度为200 km/h的高铁双线隧道为案例,对其发生拱部防水板切割衬砌混凝土后可采用的2个整治方案(现浇套拱、格构技术)进行了详细分析,并进行了结构的安全性、经济性对比评估。对格构技术缺陷整治方案的施工组织、工艺流程、防护措施及施工效果进行了重点论述。[结果及结论]与其他方案相比,格构技术整治方案充分利用了既有结构的承载能力,仅在局部区域修复隧道,对既有衬砌结构影响较小,对高铁线路的运营影响也较小。该方案能明显降低结构的主应力,减少结构位移,使缺陷衬砌的承载能力满足设计要求。

钻爆法公路隧道防排水技术发展综述

为研究钻爆法公路隧道防排水技术的发展趋势和未来方向,系统梳理了防排水技术的发展历程、技术要求、设计施工和维护技术等内容,并对需要关注的问题及下一步发展方向进行展望。结果表明:按照隧道建设的技术发展水平,防排水技术可划分为圬工时代和后混凝土时代,已实现原则指导、设计优化、材料革新、施工控制、标准保障及运营维护的基本构架;中国在新修订的规范中增补了隧道渗漏水量化标准,使防水等级规定更具客观性、科学性;从防排水系统构造形式的对比情况看,控制排水型隧道能兼顾隧道衬砌水压力和维护隧道区生态平衡等多方面需求;钻爆法隧道防排水技术虽然增加了一些可维护性设计,但仍以功能性设计为主,且现有技术难以满足防排水系统的维护需求。应当注意:防排水技术是一个系统性问题,需要建立基于全寿命周期的建管养一体化防排水体系,并对防排水系统选型和控制型防排水技术进行系统性研究,通过对全寿命周期内隧道排水的环境影响进行分析评价,确定合理的防排水构造型式;另外,需加强防排水系统优化及新工艺研究,加快新型防排水材料的开发;同时要加强维护技术研究,尤其是可维护性技术和修复性技术研究。

盾构隧道泥渣脱水处理技术研究综述

脱水处理是盾构泥渣减量化的主要方法,对现阶段各类盾构隧道泥渣脱水处理技术进行分析总结具有重要的意义。从盾构泥渣的性质及其赋存水机制出发,总结归纳过滤比阻、毛细吸水时间、沉降速率、渗透系数以及含水率5项用于评价泥渣脱水性能的指标,重点阐述机械脱水、干化脱水与渗流脱水等主要脱水技术,分析各类方法的脱水效果、适用性和局限性。机械脱水技术在黏粒含量较少的盾构泥渣脱水处理方面已较为成熟,而对于黏粒含量较多的盾构泥渣需加入高效的调理剂改性以增强脱水性能,目前较高的脱水成本与调理剂污染处理是其亟需解决的问题。自然晾晒显然已不能满足效率与环保的要求;热干化脱水虽然适用范围广且脱水较为彻底,但其存在能耗大、成本高的缺陷;渗流脱水技术中的土工管袋法以及真空预压法对渗透性较大的泥渣具有较好的脱水效果;电渗法可适用于低渗透性黏土,然而其耗电量大且电极易腐蚀的缺陷还难以避免。目前盾构泥渣脱水处理主要存在设备适应性不足、能耗高与运维难、泥渣资源利用率低、新技术难以推广应用以及处理规范体系不完善等问题。未来应注重脱水设备向智能化、模块化、集成规模化三位一体方向的发展,同时实现高效的泥渣资源再利用,制定统一的脱水规范并鼓励脱水新技术的工程应用与推广。

铁路隧道工程节能减排技术研究现状及展望

考虑到铁路隧道工程的施工运营过程具有高能耗、高温室气体排放的特点,本文通过统计调研近10年来的相关文献,总结了目前常用的几种铁路隧道节能减排技术。从施工、运营两个方面介绍了铁路隧道所采用的节能技术:包括增大施工废渣回收利用率、利用可再生环保建材等绿色施工技术;应用智能控制系统和变频调速等方式降低风机能耗的节能通风技术;通过智能化控制灯具实现隧道按需照明的节能照明技术。

BIM技术在隧道施工阶段的应用探索与实践

长期以来,工程建设行业信息化水平相对较低,传统的工作模式造成低效高成本且巨大的资源浪费,已经无法满足数字化时代高质量发展和新旧动能转换的要求。文章针对隧道施工阶段的特点及管理需求,结合工程实例,基于现有技术条件,研究了BIM技术在隧道工程施工阶段的应用,开展可视化交底、施工工艺模拟、施工进度模拟与控制、施工资料与信息集成和施工协同管理等。将进度、质量、安全等现场数据信息与BIM模型和管理平台相关联,提升了隧道工程项目管理水平,有利于解决传统模式下工程建设产业链各环节信息割裂、脱节等问题,对工程全寿命周期数字化建造进行了探索。

沉管隧道防洪评价技术审查案例分析

沉管隧道建成运行期间不产生阻水,在自身安全的前提下,对河道防洪安全几乎无不利影响,因此,防洪评价工作常得不到建设单位、主体工程设计单位和防洪评价报告编制单位的足够重视。沉管隧道施工期,基槽开挖、施工围堰、破堤、复堤等的设计和施工对防洪安全的影响最大,是防洪评价也是技术审查工作的重点。以具体沉管隧道工程为例,从选址、选线、埋深、施工、消除和减轻影响措施等方面出发,全面分析了防洪评价报告存在的主要问题,并提出具体的修改补充意见,为防洪评价报告通过审查审批奠定基础。

隧道防护门安全监测技术研究及应用

文中针对目前隧道防护门门体变形、脱落、虚掩等安全问题,为了降低隧道内的安全风险,设计了一套隧道防护门安全监测系统。该系统包括数据采集、数据处理和传输、数据展示3部分。数据采集端利用STM32F407最小系统板作为中心采集卡,添加外围传感器,采集门体振动、姿态、温度、风压数据,并通过Wi-Fi模块将数据通过MQTT协议发送到MQTT服务器,最后监控平台对收到的数据进行存储、分析与展示。该系统能够较为全面地监测防护门门体的相关信息,并且系统具有一定的可扩展性,对隧道防护门的安全隐患能够提前预警,保障隧道内的安全。

数字孪生隧道工程智能监测实训教学平台的构建与应用——以云南交通职业技术学院为例

随着数字孪生技术在多领域的应用,其在隧道工程智能监测领域的潜力亦日益显现。本文以云南交通职业技术学院云岭隧道为案例,全面研究了数字孪生隧道工程智能监测实训教学平台的构建与应用,文中详细介绍了数字孪生技术在隧道监测中的具体应用,论述了数字孪生隧道监测系统的架构,案例研究证实了数字孪生技术应用于隧道监测的实际效果。

基于天线融合集约化技术的地铁隧道5G覆盖创新方案

本文针对地铁隧道4G民用通信网络升级至5G过程中的工程实施挑战和成本问题,提出了一种创新的覆盖方案。该方案通过在隧道内部署高增益天线,并结合集约化技术,简化施工流程、降低经济投入,同时增强施工的灵活性。本文以大型城市地铁隧道区间作为全国首个试点,验证了该方案在减少投资成本、提升建设效率和优化网络性能方面的明显优势。

基于ISATAP隧道技术的IPv4/IPv6物联网智能家居仿真实现

IPv4/IPv6过渡技术为物联网的发展提供了IP地址的支撑,ISATAP隧道技术由于无须大量升级更换设备、相对容易实现而成为三种IPv4/IPv6过渡技术的优选方案。对此,基于Packet Tracer7.3平台,部署一个采用ISATAP隧道技术的物联网智能家居仿真场景,设计了网络拓扑图,使用静态、DHCP和DHCPv6三种方式配置IPv4和IPv6地址,对物联网中的关键设备采取Python语言进行编码。仿真结果表明,双栈终端能自动获取IPv4或IPv6地址,IoT设备在物联网服务器注册后,可按设定条件在双栈终端的调控下智能有效地运行,从而为过渡技术在物联网中的应用提供一种研究方法。

寒区铁路隧道防寒抗冻关键技术研究与展望

寒区铁路隧道冻害问题不仅威胁到隧道结构的稳定,同时给铁路安全运营带来巨大的安全隐患,其一直是寒区隧道工程的难点和研究热点,工程界迫切需要可靠、高效的防寒抗冻工程技术措施。首先,调研了我国寒区铁路隧道的建设及运营情况,总结分析了常见的隧道冻害现象,包括衬砌开裂掉块、拱顶挂冰、道床积冰、排水系统冻结等。然后,针对当前寒区隧道缺乏隧道温度场时空分布预测方法、隧道冻害机制和演化规律不清晰、防寒抗冻设计方法与治理技术不成熟这3个技术难点,对已取得的研究成果进行总结和讨论,相关成果如下:1)研发了寒区隧道室内试验系统,结合大量的温度场相关实测数据,探明了温度场时空分布规律,建立了温度场预测方法;2)研发了渗流试验设备,揭示了冻害产生的链发式机制,查明了排水系统冻结规律与冻融响应机制;3)建立了寒区铁路隧道抗冻防寒设计标准,形成了隧道冻害综合防控体系。最后,展望了我国寒区铁路隧道防寒抗冻研究在防寒保温材料、主动保温系统、温度场规律预测等方面进一步深化研究的方向。

软岩隧道NPR锚索主动控制关键技术

为解决横断山区软岩隧道的大变形问题,本文以云南省昌宁至保山高速公路昌宁隧道为工程背景,采用理论分析、现场试验等方法,从作用机理、支护方案、施工工艺等方面对软岩隧道开展了高预紧力恒阻大变形(NPR)锚索主动支护及关键技术研究。结果表明:被动支护下,隧道围岩节理裂隙发育、黏土矿物含量高、围岩强度低、微观结构存在细小溶蚀孔、结构疏松等是昌宁隧道围岩发生变形破坏的主因;提出了“NPR锚索+PR锚索+“W”钢带+高强柔性网”主动支护技术,并通过现场松动圈测试等试验,确定了NPR锚索、PR锚索等的支护参数;针对极破碎围岩及含水软岩的特殊环境,提出了“先喷后支+复喷”和“锚固端下缘封堵+钢绞线端头加丝”NPR锚索主动支护优化技术;现场试验结果表明,NPR锚索主动控制技术能够有效控制软岩隧道围岩大变形,最大变形量由原来的2125 mm控制到300 mm以内,保障了隧道支护结构的安全。

SLAM激光扫描技术在地铁隧道竣工测量中的应用

轴线偏差和断面测量一直是隧道竣工测量的两个重要指标。传统使用全站仪或断面仪进行测量的方式不仅作业效率低,采集的数据量也较少,难以反映隧道内的真实情况,无法满足隧道竣工测量的要求。本文提出了一种基于SLAM手持激光扫描仪进行地铁隧道竣工测量的方法,并在上海市某在建地铁隧道内进行了现场试验。比较激光点云后处理得到的断面中心与设计数据,二者平均点位精度小于3 cm。这表明使用SLAM手持激光扫描仪进行地铁隧道竣工测量的方法有效可行,精度能够满足竣工测量的要求,具有广阔的应用前景。

基于移动三维激光扫描技术的地铁隧道接触网导高检测新方法

[目的]地铁隧道内接触网导高是保证列车正常受电的重要参数,需定期进行检测。针对其他导高检测方式存在的误差大、精度低的问题,需提出基于移动三维激光扫描技术的地铁隧道接触网导高检测新方法。[方法]基于移动三维激光扫描技术提出了导高检测的新方法,分析了误差来源;提出通过在移动式三维激光扫描仪上增设刚性倾斜组件来改变扫描仪激光线入射角度,进而减少隧道断面点云模型的毛刺数量,并采用等角兰勃特投影来获取隧道真实点云模型。与导高仪检测结果进行对比,以验证其导高检测精度是否满足相关要求。[结果及结论]基于移动式三维激光扫描技术建立的隧道断面点云模型存在毛刺,是因激光脚点垂直入射接触网发生散射和漫反射导致的。增加倾斜组件,可有效减少隧道断面点云模型的毛刺数量。移动式三维激光扫描仪与导高仪的导高检测数据对比结果表明,基于移动式三维激光扫描技术的导高检测精度基本在±3 mm以内,能够满足相关规范对导高检测的精度要求。

隧道近接穿越古迹爆破施工安全控制技术

为了降低隧道爆破施工对临近古迹等敏感建筑物的安全威胁,依托新建石板沟一号公路隧道工程,通过现场监测和数值模拟,揭示了不同掏槽眼型式与传播介质参数对临近古迹的减振规律。对上台阶全断面爆破施工阶段进行监测,发现影响控制点振速峰值的主要因素为掏槽眼爆破,其中寺内水平向振速VR显著较大;在爆破断面距寺庙约60 m处V_(R)达到0.961 cm/s,即将超出1.0 cm/s的安全限值,建议以60 m为分界线调整爆破方案。为兼顾施工效率和爆破减振,利用数值模拟对掏槽型式与台阶法施工参数进行研究,结果表明,掏槽型式与仰拱开挖对控制点的影响具有区段性,采取斜眼掏槽型式、及时开挖仰拱、增大台阶长度和台阶高度分别能够减小控制点振速峰值0.071 cm/s、0.039 cm/s、0.097 cm/s、0.065 cm/s。为保证工程顺利进行,最终提出三区段小导洞先行爆破施工方案和相关辅助减震措施,有效控制了隧道爆破对古迹的振动影响。

绿色隧道建设和养护技术研究现状

随着“双碳”国家战略的稳步推进,绿色发展理念更加深入人心,作为提升交通运输效率与服务水平的重要基础设施,绿色隧道越来越受到重视。综合分析了绿色交通相关的国家政策要求、绿色隧道相关技术研究成果。从绿色理念、生态环境保护、资源集约节约利用、节能降碳减排、舒适便捷、智能高效等角度解析了绿色隧道的内涵及外延,给出了绿色隧道的定义。基于建设期和运营期绿色隧道的技术特点,梳理总结了预制装配式技术、地源热泵技术、低碳混凝土材料研发、隧道环保选线、洞口洞门绿色设计、施工污水处理技术、洞渣再利用、低回弹喷射混凝土材料研发、照明节能技术、通风节能技术、主动降噪和被动降噪技术、运营隧道智能巡检系统、病害自动化检测和精准识别技术的相关研究成果和发展现状。综合考虑绿色隧道相关技术的不足和发展趋势,从隧道标准化建造成套技术、低碳结构材料工程应用、全生命周期隧道信息模型技术、生态环境负效应评价和生态环境保护及复原、废弃物资源化利用及无害化排放、机电系统智能控制及绿色辅助技术、智能装备等方面阐述了绿色隧道未来的发展方向,可为隧道绿色化转型提供一定的参考。

膨胀性泥岩铁路隧道变形机理与仰拱底鼓控制技术研究

为揭示膨胀性泥岩铁路隧道仰拱底鼓变形机理并提出对应控制措施,以西(宁)至成(都)铁路膨胀性泥岩隧道为背景,采用室内试验、数值模拟、案例调研等方法开展研究。结果发现:膨胀性泥岩在浸水后物理力学参数明显降低,随着浸水时间增加,降低速率逐渐减小,其膨胀系数为4.8%;FLAC3D中的应变软化模型通过湿度应力场与温度应力场的转化能较好模拟膨胀性泥岩浸水后的参数衰减效应,当初始含水率分别为5%、15%、25%时,膨胀力试验结果分别为37.84,123.90,189.06kPa;随着水位上升,隧周孔隙水压力逐渐增大,当地下水位分别为Z=-5 m、Z=0 m、Z=5 m、Z=10 m、Z=15 m、Z=30 m时,隧周最大孔隙水压力分别为0,100,125,200,250,350 kPa,仰拱底部随软化系数的增加由沉降逐渐变为隆起,隧底围岩软化及上部挤压造成的剪切破坏是仰拱底鼓的最大诱因;随着仰拱矢跨比增加,二次衬砌弯矩减小,拱底和墙脚位置二次衬砌弯矩减小值较大,因此仰拱底部受力得到优化;适当提高仰拱矢跨比,采用全环钢架+钢筋混凝土衬砌、加强基底排水、采用基底换填或管桩加固等措施是膨胀性泥岩铁路隧道设计关键。