京张高铁清华园隧道施工管理BIM关键技术

文章针对京张高铁清华园隧道工程位于城市核心区环境保护要求高、穿越复杂地质地层环境风险高、国内首条单洞双线大直径盾构施工技术难度大等一系列影响和制约隧道高效安全建设的重难点因素,创新提出了基于BIM的信息化施工管理总体解决方案。首先提出了盾构法隧道BIM实施应用准则,为BIM信息化应用提供基础;然后重点深入研究了BIM、图像轻量化、大数据、三维激光扫描、自动监测等关键技术在盾构法隧道施工中的融合创新;最后结合工程实际应用,解决了隧道施工过程中存在的各种重大风险源、安全质量隐患、关键进度节点及资源协调难等重难点问题,提高了参建各方信息化、精细化管理水平,并为探索盾构法隧道工程三维可视化数字档案研究提供借鉴。

京张高速铁路清华园隧道大直径泥水盾构掘进参数统计分析

为研究大直径盾构隧道掘进参数的变化规律及相关性,依托北京—张家口高速铁路清华园隧道3^(#)-2^(#)盾构区间工程实测数据,对盾构掘进过程中盾构机的泥水压力、推力、刀盘扭矩、掘进速度及注浆参数进行统计分析。结果表明:盾构机从浅层始发到隧道设计埋深的掘进过程中,泥水压力、推力及掘进速度均急速增加;盾构机在隧道设计埋深位置正常掘进过程中,推力、掘进速度及注浆参数均平稳波动变化;盾构机泥水压力的频数呈双峰正态分布,推力与掘进速度的频数均呈单峰正态分布;盾构机的泥水压力与刀盘扭矩之间,二次注浆压力与二次注浆体积之间均表现出强相关性;盾构机的泥水压力与推力、二次注浆压力、二次注浆体积之间,推力与刀盘扭矩之间均表现出中等相关性。

京张高铁清华园隧道大直径浅埋泥水盾构掘进地表沉降控制

以新建京张高速铁路清华园隧道为背景,利用FLAC 3D软件建立数值模型,分析复合地层盾构始发及掘进过程中地表扰动情况。依据数值模拟结果,提出清华园隧道始发段地表沉降控制措施,即采用三重管法高压旋喷桩加固始发段洞门后方纵向17 m、横向6 m区域。基于正常掘进段掘进参数的统计分析,提出适用于正常掘进段的地表沉降控制措施,即盾构推力、刀盘转速和掘进速度宜分别控制在46.0~50.0 MN、1.20~1.25 r/min、16.0~22.0 mm/min。经现场监测,始发段加固、正常掘进段参数优化后隧道上方地表沉降控制在13 mm左右。