大坡道长大隧道及隧道群环境下高速列车车内外压力波特性的实车试验研究

高速列车通过25‰单面坡隧道时,形成压力波和大气压两者耦合下的车内外压力变化特征,因此,有必要研究在隧道大气压持续变化下的高速列车通过大坡道隧道时的气动载荷和车内压力舒适性问题。采用实车试验的方法,获取动车组通过西成高铁西安北—汉中线路的列车车内外压力测试数据。研究结果表明:1)列车下坡通过25‰特长隧道时车外压力波动受隧道压力波与大气压的共同作用,整体呈上升的变化趋势;2)单面坡上坡和单面坡下坡隧道的长度由1541.2 m增大至8399.2 m时,列车车内外最大压力峰值越靠近隧道出口,单面坡隧道长度越长,列车车内外压力峰值越大;3)随着大坡道隧道长度的增大,列车头车和尾车的整车气密效率在不断减小,列车车内Δp/1 s、Δp/3 s、Δp/10 s和Δp/60 s在不断增大,相应的车内压力舒适性环境更恶劣,当列车通过长大坡道隧道群时,车内压力舒适性环境和列车车体的气密性能更差;4)与压力保护阀逻辑控制相比,压力保护阀全程关闭时列车车内压力和不同时间间隔下的最大压力变化量要更小,车内压力舒适性环境更优。

融合北斗定位技术的长大隧道群工程线安全管控系统设计与实现

针对铁路长大隧道群工程线施工安全风险较高的问题,融合北斗卫星导航系统(简称:北斗)定位技术,设计并实现了长大隧道群工程线安全管控系统,通过北斗定位技术和“超宽带通信+远距离无线电+无线访问接入点”三合一的综合组网技术进行长大隧道群内外的通信组网,实现了动力车辆及作业人员的实时定位和远程调度、车辆接近预警等功能,并在成昆(成都—昆明)铁路峨眉—冕宁段上线应用。应用结果表明,该系统可有效降低长大隧道群施工安全风险。

长大隧道群环境下动车组司机驾驶疲劳研究与对策

高速铁路网的发展带来了线路的复杂性和多样性,长大隧道群中复杂的光线、噪声变换,单调、幽闭的驾驶环境,均成为动车组司机驾驶时的疲劳增项。因此,确保动车组司机在复杂环境中精力集中安全驾驶成为保障动车组运行安全的重中之重。在高速铁路长大隧道群环境下,以视觉变化为主,对动车组司机驾驶疲劳产生的原因进行分析,以郑渝高铁万州北—襄阳东区段的地理环境为背景,对其中产生的疲劳增项进行分析说明。从改善线路环境、改善驾驶环境、对司机值乘状态的监测分析3个方面,提出应对驾驶疲劳的对策建议,总结出行之有效的疲劳监测手段,并对未来动车组司机驾驶疲劳的研究方向给出建议。

3洞小净距隧道群近距离下穿既有地铁施工技术研究

针对小净距隧道距暗挖工程近距离下穿既有地铁线路、建筑物等重要构造物,依托广东省深圳市皇岗口岸3洞小净距隧道群下穿既有地铁DK35+170—DK35+420项目,介绍上下台阶法施工、双侧壁导坑法施工和格栅钢架焊接形成对拉锚杆施工技术。通过改进施工方法降低对既有构造物扰动,对既有隧道和新建隧道结构变形和地层损失率规律分析,形成了3洞小净距隧道群下穿既有地铁技术施工体系,并为相似隧道下穿工程提供工程经验和技术指导。

正交转换通道暗挖隧道群快速施工技术研究

地铁区间共建段道岔区正交转换通道隧道群正交隧道断面多、断面大、隧道之间小净距岩柱薄,地铁隧道埋深一般较浅,地表建筑密集,合理的施工工法能提高施工效率确保施工安全。依托重庆轨道交通10号线兰南区间大里程区间共建段道岔区正交转换通道隧道群施工,进行了隧道群施工工法的优化研究。工程实践表明:隧道群施工需提前做好各作业面施工顺序及施工方法研究,科学合理的施工顺序及施工方法能在确保施工安全的前提下提高施工效率;大断面双侧壁导坑核心土不同拆除工法对施工安全及施工效率影响较大;隧道群小净距采用合理的开挖顺序及开挖方式、优化支护措施能保证施工安全。

桐梓超长公路隧道群智慧管控方案探究

桐梓隧道单洞长10.497km,是目前贵州省最长的高速公路隧道。桐梓隧道等六座隧道组成超长公路隧道群,全长约34.5km,其中隧道长度约30km,占路线总长的87.1%。桐梓超长隧道群具有里程长、长下坡、大车比例高等突出特点,面临运营风险大、运营费用高、管控难度大等挑战。为提升桐梓隧道群的运营安全水平、降低运营能耗,桐梓超长隧道群通过智慧化手段,建设智慧管控体系。智慧管控一体化平台整合各分散模块的业务关联,实现了机电系统高效运行,深化了隧道群综合管控能力,提升了安全、救援、养护、节能、数字化五大体系能力,通过危险品运输车辆管控、智慧消防、超温预警、智慧通风、智慧照明、数字孪生等关键技术的应用,提升了隧道安全和节能水平。

长距离连续隧道群区段划分研究

根据原有标准划分长距离连续隧道群忽略了驾驶员多次进出隧道的视觉负荷和长时间驾驶的疲劳累积,因此结合驾驶员生理、心理状态对长距离连续隧道群进行了划分,为相关隧道群安全设计提供理论基础。依托雅康高速泸定至康定段隧道群,采用实车试验、室内试验和问卷调查相结合的方法,对驾驶员的瞳孔直径变化、心率变化和主观心理感受展开研究分析,研究表明:实车试验结果显示驾驶员初感疲劳时间是15~25 min;问卷调查结果显示驾驶员15 min内经过4~8个隧道会感到紧张,室内试验结果显示驾驶员15 min内经过4个隧道会感到不适;将总里程超过15 min行车距离或者15 min行车距离内隧道总数超过4座的隧道群称为长距离连续隧道群,应设置相关措施保障行车安全。

长距离连续隧道群运营安全与行车舒适性评价方法

为提高长距离连续隧道群路段的行车安全性及舒适性,基于层次分析-熵权法及云-物元理论建立了长距离连续隧道群运营安全及舒适性分析方法。通过对长距离连续隧道群交通事故的统计调研,得到了长距离连续隧道群运营安全及舒适性的影响因素,利用层次分析法构造长距离连续隧道群运营安全影响因素体系,依据专家打分构造判断矩阵,通过熵权法计算得到权重指标。采用云-物元理论给定了不同影响因素的状态等级及判别等级的关联度,根据关联度最大的原则,确定长距离连续隧道群的安全性及舒适性等级。最后,依托宜攀高速庙子湾-唐家湾隧道群进行分析,确定该长距离连续隧道群安全性等级为IV级,舒适性等级为IV级,应采取相应措施。

浅孔楔形掏槽爆破技术在特大断面小净距隧道群施工中的应用

为了解决隧道群爆破施工时振动强度过大而引起围岩失稳问题,以贵安数据中心特大断面小净距隧道群爆破施工工程为背景,采用浅孔楔形掏槽(SHWC)爆破技术进行施工作业,监测后行洞爆破施工与先行洞支护结构的爆破振动速度,并运用LS-DYNA模拟分析爆破振动强度对隧道围岩应力的影响。研究结果表明:SHWC爆破技术能够有效地控制爆破振动强度,能够将振动速度峰值控制在4.5 cm/s的安全允许标准以内;SHWC爆破有效应力峰值可达117 MPa;爆破地震波传播过程中存在时间上的连续性,形成的反射拉伸波向岩体深部方向延伸与正向传播的爆炸压缩应力波发生干涉叠加,使得岩石被拉伸和压缩而发生破坏;楔形掏槽孔呈“Λ”形结构布置,炸药爆炸产生的有效应力主要集中在掏槽孔底部,使得掏槽区被爆岩体能有效克服周围岩石的夹制作用,提高了掏槽效果,同时,楔形掏槽孔还能进一步扩大掏槽范围。

邻近既有线新云居山隧道群施工设计

在既有杭深铁路福州南—福清区间并行建设福厦铁路正线、福州南动走1线和动走2线。这三条线路穿越云居山共修建五座隧道(新云居山隧道和1#—4#隧道),存在新建隧道小净距上跨既有清凉山隧道施工和新建隧道相互影响的问题。本文针对新云居山隧道与1#隧道、3#隧道直立边坡进洞并行段、新云居山隧道小净距上跨既有隧道影响段、新云居山隧道与3#隧道小净距立体交叉段三个关键区段的施工方案进行设计,提出在进洞并行段对直立边坡采用锚固桩加固,对新云居山隧道采用加强型衬砌,在上跨影响段对既有隧道施作加强型衬砌,在立体交叉段对3#隧道及中夹岩采取加强型技术参数。经数值模拟,所提设计方案能有效降低隧道开挖对围岩的扰动,明显减小衬砌结构隆起量。现场监测结果表明,进洞并行段地表、上跨影响段衬砌加强后的清凉山隧道和立体交叉段3#隧道位移均较小,结构受力状态良好,说明设计参数和施工方法合理可靠。

重庆中梁山隧道群涌突水时空特征分析

山城重庆隧道工程密布,在隔档式构造地质条件下隧道涌突水问题较为突出,其中,中梁山长江-嘉陵江之间尤为典型。根据1970~2020年50 a间17条隧道的涌突水量以及降雨量资料,结合区域水文地质条件,采用统计分析、地质条件分析等方法,分析了研究区涌突水的时间与空间特征。结果表明:隧道涌水量与降雨量相关性较好,地下水系统以降雨为主要补给,而早期隧道涌水对降雨的响应更为显著,反映出大规模隧道建设后区域地下水位整体下降;不同位置的隧道涌水量差异反映了可溶岩地层为该区域隧道涌突水的主要地层,且陡倾的西翼涌水量大于东翼,沿观音峡背斜轴线的纵向褶皱显著控制了地下水流方向。研究成果可为类似地质条件下的隧道工程建设与涌突水灾害防治提供参考。

超大型基坑与地下隧道群相互影响研究

为了解决城市复杂地下结构群之间相互影响的工程难题,依托深圳某预建商业建筑基坑和地下规划交通隧道工程,对基坑与隧道群相互影响力学行为以及考虑建筑附加荷载作用下下穿隧道管片配筋设计进行研究。采用有限元计算软件建立基坑与规划交通隧道群三维数值模型和高铁隧道管片配筋荷载-结构模型,分析管片内力、基坑结构位移等指标,评价基坑与地下隧道群的相互影响。结果表明:1)在现有基坑桩-筏板基础结构设计情况下,管片内力变化幅度最大为10.85%,对后期交通隧道近接建筑基坑的影响较小;2)地下规划交通隧道施工过程中对基坑结构位移影响有限,隧道开挖后桩基础最大水平位移为1.36 mm,竖向沉降为2.44 mm,筏板基础最大水平位移为0.41 mm,竖向沉降为2.40 mm;3)在建筑附加荷载作用下,隧道管片最大内力出现在拱顶内侧和拱腰外侧,考虑弯矩传递系数ξ时隧道管片配筋需要加强。研究成果优化了既有桩基础影响下的隧道结构配筋,可以为城市复杂隧道群的设计与施工提供参考。

半互通立交隧道群运营通风方案比选

厦门疏港通道2号隧道上跨芦澳路隧道,2座隧道之间设4条匝道隧道相连,形成半互通立交关系。半互通立交隧道的运营通风受匝道连通的影响,洞内风流有多处分流、多处汇流,形成复杂的网络通风状态,存在主线与匝道之间、匝道与匝道之间的风流分配不准确等问题;同时匝道两端均连着主线隧道,无通向大气的出口,匝道要从主线隧道内引入经过污染的风流,其供风量将大大增加。经过不同通风方案的比选,确定了“匝道半横向式通风+主洞纵向式通风”的方案,从而达到了简化通风系统、降低通风设备功率、提高通风效果、节约投资及有利于防灾救援的目的。

长大隧道群平面GPS控制网的布测与精度分析

结合铁路隧道工程,全面阐述在林区山谷地带隧道群中,采用GPS平面控制网的布测、观测方案、内业数据处理以及贯通误差估计等关键技术,可以有效地改善铁路隧道工程的质量,为工程测量人员提供技术参考。

高速公路密集隧道群安全耐久与低碳环保技术研究

本研究以高速公路密集隧道群的安全耐久和低碳环保为主题,旨在探讨如何在隧道工程设计和运营中兼顾安全性、耐久性以及对环境的最小化影响。隧道在现代交通系统中起着关键的作用,但随着交通流量的增加和隧道数量的增多,安全和环保问题也日益突显。对此,文章提出了一种综合的方法,经实践应用,确保了高速公路密集隧道群在运营期间保持安全性的同时,降低了对环境的负面影响。

基于层次分析法的高速公路隧道群安全风险研究

为对高速公路隧道群安全风险进行研究,文章利用某山区隧道群在2018—2020年的交通事故数据,采用层次分析法进行高速公路隧道群交通安全风险因素识别,得到如下主要结论:(1)风险识别是后期风险分析以及风险应对的重要基础,风险识别主要包括准备阶段和专家调查阶段,主要包括天气条件、道路表面条件、光线条件、碰撞类型、事故原因、司机性别、司机年龄、碰撞前车辆状态八个方面共27个风险因素;(2)通过层次分析法对识别的风险因素进行风险评估,确定每个风险因素的综合权重,综合权重超过3%的重点风险因素有11项;(3)通过对风险因素进行了关联规则挖掘,发现天气条件和未按交通规定驾驶是导致隧道群发生交通事故的最重要的因素;(4)汽车在发生碰撞前为直行状态时产生车辆追尾事故是隧道群交通事故的主要类型。

小结构净距并行立体交叉高风险隧道群施工方案及施工技术研究

新建福厦铁路新云居山隧道群作业面狭小,与自身隧道结构、既有铁路隧道、既有公路隧道具有“立体交叉、小净距、邻近营业线”等施工难点,小结构净距并行隧道群施工按照先开挖两侧小跨隧道再开挖中部大跨隧道的原则,有效减小后行隧道开挖对中夹岩的扰动和对先行隧道结构的影响,解决了在陡峭浅埋边坡、软弱围岩等复杂地质条件下多座隧道小结构净距并行施工的安全技术难题;小结构净距立体交叉隧道群施工通过新增斜井,合理安排作业顺序,创新采用先上后下法施工,即先两台阶异步法开挖上部隧道,辅助全封闭钢拱架、仰拱钢架及砂浆锚杆加固,提高围岩稳定性,然后下部隧道交叉影响段采用超前支护和三台阶法开挖,解决了立体交叉小结构净距隧道施工作业限制和施工安全风险高的问题,过程中通过优化临近营业线爆破工艺减震,加强监控量测掌握实时动态,确保施工安全。

山区高速公路隧道群进洞施工方案创新及实践

近年来,我国在公路隧道工程建设领域取得了举世瞩目的成就。随着我国西部开发,隧道走进高山峡谷中,山区高速公路隧道群规模日益增多,建设难度极大,隧道进洞施工成为难点。本文以四川泸定至石棉高速公路隧道群为工程依托,对比分析了几套隧道群进洞方案,以期为同类型工程提供借鉴和帮助。

水电站枢纽工程区交通隧道群通风设计研究

对高原地区水电站枢纽工程区内交通隧道通风设计进行了研究,指出了目前水电站枢纽工程区内交通隧道群通风设计中存在的问题,并提出了具体建议和改进措施。研究结果表明,水电站枢纽工程区交通隧道设计需风量应在按照公路隧道相关规范计算得到的需风量基础上,对稀释烟尘需风量进行修正,并考虑行车扬尘及水电站地下厂房施工对主洞通风排烟的影响;水电站枢纽工程区交通隧道通风设计中,汽车污染物排放量的计算应根据隧道纵坡坡率进行修正;水电站枢纽工程区交通隧道的风机宜选择适合高原施工条件下使用的强力射流风机,在风流组织时应按照网络通风的模型进行考虑,形成整体的网络通风方案。

广西钦州大跨度小净距矿山法隧道群设计

广西钦州北部湾项目有B1、B2、B3、B4四条隧道,B2、B3为双向八车行通道,B1、B4为人非车道,相互净距仅4.5~5 m,为确保隧道施工期间整体安全,采取中夹岩加固、严格控制施工工序、加强超前支护和初期支护、根据监控量测结果调整二次衬砌施工时间,最终确保本项目隧道顺利施工。