一次扣拱暗挖逆作法车站结构设计要点分析

随着城市地铁的快速发展,地铁线路通常会穿越人口密集、地面交通繁忙、地面建筑物林立、地下管线密布的市中心繁华地段,全暗挖法施工地铁车站在避免管线迁改、减少交通影响、改善施工环境等方面具有显著优势,但也具有施工条件受限、结构受力转换复杂、变形控制不利等特点。基于北京地铁14号线大望路站工程,分析了由于条件受限而采用全暗挖法施工的必要条件,针对一次扣拱暗挖法施工采用理论分析、数值计算、现场监测等手段对其结构受力体系、施工过程中地层变形控制等关键技术进行了系统分析和总结,揭示了该类型车站施工的受力和变形规律。

地铁车站多跨一次扣拱暗挖逆作法施工及工序优化研究

大跨暗挖车站施工方法对施工安全至关重要,本研究依托长春市城市轨道交通7号线东南湖大路站工程项目,采用FLAC 3D软件对地铁车站一次扣拱暗挖逆作法施工全过程进行数值模拟分析,以地表沉降为控制指标,对导洞的施工工序进行优化。结果表明:导洞开挖是整个施工过程的关键步骤,其产生的拱顶沉降和地表沉降均占比总沉降值70%以上;不同导洞施工工序引起的地表沉降总量不同,最优导洞施工工序为先后依次开挖上、下导洞内外侧,后开挖下导洞剩余中部。

BIM技术在拱桥施工中的应用

当前,BIM技术在桥梁施工中的应用越来越广泛,该技术可以模拟桥梁施工过程、机械站位及现场碰撞情况,为后续施工提供计算机仿真分析。浙江诸暨店口湄池大桥为主跨188 m长的下承式钢拱桥,采用BIM技术模拟施工过程,可为后续现场施工提供预演,现场严格按照模拟过程进行施工,取得了很好的效果。

大跨度拱桥拱上连续梁无落地式支撑体系现浇施工技术

结合郑万高速铁路奉节梅溪河双线特大桥工程实例,针对大跨度拱桥拱上连续梁现浇施工技术展开研究,通过支撑体系比选、仿真模拟分析、牛腿预压试验,综合考虑墩柱的二阶效应影响,创新设计出无落地式支撑体系。利用既有缆索起重机配合施工,合理筹划施工组织,实现拱上3联连续梁均衡对称现浇及贝雷梁模块化拆除。该技术通过一系列的设计创新和工艺优化,很好地控制了拱桥连续梁施工变形量,保证了施工质量与安全,显著提高工效、降低成本。

浅层就地固化桩土刚性复合地基沉降计算新方法

针对就地固化桩土刚性复合地基沉降计算研究的不足及现行规范此类工况沉降计算方法的局限性,首先剖析了就地固化桩土刚性复合地基沉降机理,分析了土拱效应下的桩端应力分担比例和等沉面以上负摩阻区的附加应力对沉降的影响,提出了就地固化桩土刚性复合地基沉降计算的新方法,并通过数值模拟和工程实例进行了验证。验证结果表明,就地浅层固化土技术,可强化土拱效应、增强桩基传递效应,能有效减小复合地基的整体沉降,新沉降计算方法准确可靠。

大跨度连拱隧道直中墙受力现场监测分析

针对宛坪高速公路六车道大跨度连拱隧道具体条件,选择吴家庄隧道的典型断面,对该断面三层直中墙的内层中墙内力进行施工全过程的监测。在监测结果的基础上,考虑不同施工阶段的相互影响,对内层中墙内力进行了深入的分析,得出内层中墙在隧道开挖过程中的力学特征,并对该隧道内层中墙进行安全性评价。结果表明,不同施工工序对中墙的内力影响较大,尤其以下台阶的开挖影响最大,但是中墙在整个施工过程中都满足结构稳定性要求。

喷锚支护与隧道自承拱的机理

为了使岩石隧洞拱部稳定,喷锚支护被广泛用于地下隧洞的支撑设计中。正确的喷锚支护设计应该基于对喷锚支护加固的特性和洞顶岩石拱结构的机理两方面都有一个清楚的认识。为此,以三峡工程地下厂房拱顶设计为例,研究洞顶岩石拱结构形成及加固机理。

城市复杂条件下浅埋大跨双连拱隧道施工变形监测与控制

城市公路隧道一般具有埋深较浅和周围建(构)筑物密集2个主要特点。以南京市九华山隧道施工为例,详细介绍复杂地质条件下城市公路浅埋大跨双连拱隧道施工过程中变形现场监控的项目、方法及手段,对隧道各施工阶段的变形进行监测与分析,并提出控制大变形的工程措施。结果表明:(1)隧道支护结构的变形和稳定时间与所处的地质条件有很大关系,围岩越差,变形越大,稳定时间也越长。(2)软弱地层中,变形存在滞后效应,且变形时间效应比空间效应明显。(3)封闭支护结构是改善结构受力和抑制隧道变形的有效途径,应尽早施作仰拱和形成封闭环。研究成果可为日后类似工程的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。

大跨度偏压连拱隧道现场监测与受力分析

针对宛坪高速公路六车道大跨度双连拱隧道具体条件,通过埋设量测元件对隧道结构进行施工全过程的监测,获得了在施工偏压条件下,各施工阶段的围岩应力、变形、中墙内力及其变化情况。在监测基础上,考虑不同施工阶段的相互影响,对中墙内力进行了深入的分析,得出中墙在隧道开挖过程中的力学特征,并对该隧道中墙进行了安全性评价。

基于变形控制的拱架现浇混凝土拱圈浇筑

为优化拱架现浇混凝土拱圈浇筑程序,本文首次提出基于拱圈变形控制确定混凝土浇筑的分析方法,引入拱架施工变形总突变量和施工阶段变形突变量分布比两个指标,应用ANSYS的APDL语言,开发了全套专门用于确定拱架现浇混凝土拱圈分段浇筑的程序,并应用于实际工程。研究表明:混凝土拱圈分5段浇筑时,最佳浇筑顺序为拱脚─拱顶─中间,施工条件允许的情况下,应尽量减小拱顶段和拱脚段浇筑重量。

偏压双连拱隧道信息化施工与仿真分析

针对湖南一高速公路偏压双连拱隧道进口段埋深浅、地质条件复杂以及隧道结构受力复杂等情况,对隧道典型断面的拱顶下沉量、中墙顶部位移和收敛位移进行现场监控量测,结合隧道开挖情况和工程地质条件分析其发展规律和产生原因,给设计和施工反馈围岩变形信息,指导现场施工。同时,对隧道的施工全过程进行有限元仿真模拟分析,把有限元计算结果与现场监测数据进行比较,结果表明二者反映围岩位移的变化规律是一致的,能够动态地指导偏压双连拱隧道全过程施工,确保施工安全。

黄土连拱隧道支护结构力学特性现场试验

为研究黄土连拱隧道支护体系力学特性,文章以某黄土连拱隧道为依托,采用钢弦式传感器,对围岩压力、锚杆轴力、钢支撑内力以及二次衬砌受力等进行系统测试与分析。结果表明:(1)在中墙墙顶与拱部的结合处以及在墙底与仰拱的结合处,围岩压力的波动比较大,最大压力值分别为195 kPa、115 kPa。位于围岩级别过渡段的隧道仰拱中心处的压力值较大,最大值为267 kPa,隧底出现较大底鼓趋势。围岩压力整体呈"双马鞍形"分布;(2)深埋段竖向围岩压力实测值与《公路隧规》中按连拱隧道半跨计算的结果比较接近。浅埋段按不同围岩压力计算公式得到的压力值均大于实测值,采用太沙基公式得到的压力值与实测值相对接近;(3)该黄土连拱隧道的初期支护与二次衬砌的荷载分担比例为47.66%和52.34%,二次衬砌处于明显的承载状态;(4)锚杆轴力较小,呈"鱼肚形"分布。钢拱架承受的荷载较大,在钢拱架强支护的作用下,锚杆发挥的作用有限;(5)中墙扭矩的存在,验证了黄土隧道中纵向效应的存在,在设计与施工的过程中应该加以重视。

页岩微纳观断裂的原位观测

为了准确理解岩石微纳观裂纹起裂、扩展及演化规律,在带有拉伸加载装置的扫描电子显微镜下,对含有预制边缘裂纹的"拱形"页岩试样进行单轴拉伸试验,实时观测预制边缘裂纹尖端部位的微纳观裂纹起裂及扩展过程。在裂纹贯通后,继续原位观测主断裂裂纹边缘次级微纳观分叉裂纹的展布特征。取出样品后,在扫描电子显微镜下观测断口形貌,基于上述显微观测分析了页岩微纳观裂纹扩展的力学过程。研究表明:(1)采用含有预制裂纹的"拱形"试样更易于成功观测到页岩预制裂纹尖端微纳观裂纹的起裂及稳定扩展过程。(2)微纳观裂纹一般从预制裂纹尖端部位萌生、起裂,裂纹的横向伸展与纵向延伸相伴发生,在快速的脆性断裂前,经历短暂的裂纹稳定扩展过程。(3)微纳观次级分叉裂纹一般从主断裂裂纹边缘的天然微裂纹等弱结构面处起裂和扩展,最终在主断裂裂纹边缘区域止裂,或者前缘发生转向并与主断裂裂纹汇合。(4)主断裂面揭露出页岩矿物晶体内部的天然微孔洞和解理面、层片状矿物的层理面以及天然微裂纹,这有利于在微纳观尺度上形成微孔洞和微裂纹网络,为页岩气开采提供有效的微观通道。

浅埋大断面大跨度连拱隧道支护体系现场监测试验研究

浅埋大断面大跨度连拱隧道跨度大、埋深浅、围岩稳定性差,地质条件复杂,为保证施工顺利进行,需加强隧道施工监测,根据监测调整后续施工方法。对浅埋大断面大跨度连拱隧道支护体系的现场监测试验方案及不同开挖工序下隧道支护体系受力特点进行了分析与研究。研究结果表明:①左右洞上台阶开挖引起支护体系应力分布较大变化,是隧道支护主要监测控制点;②右洞上、下台阶开挖引起中墙内力较大变化,是中墙稳定主要监测控制点;③右洞上、下台阶开挖对支护应力的纵向影响范围约为隧道跨度的1/3和1/2;④对于浅埋大断面大跨度连拱隧道,应及早施作二衬,封闭成环,以改善结构受力。研究成果可为日后类似工程的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。

高路堤预应力锚索桩板墙承载特性分析

以昆明—曼谷国际公路k70路堤加固工程为背景,采用原位测试方法,完成了不同工况下预应力锚索桩板墙承载特性的现场试验。通过观测结构位移、土压力、桩身内力以及锚索预应力等,系统分析了预应力锚索桩板墙的受力特性与力学行为。锚索桩板墙对高路堤的加固效果显著,填筑初期结构位移随填土高度线性增加,锚索施工后增速有所减缓;初始填筑阶段,抗滑桩变形以刚性倾斜为主,随着锚索张拉和桩后填土不断增高桩身产生了较为明显的弯曲变形。作用在抗滑桩后的土压力大致呈三角形分布,板后土压力大致呈抛物线型分布;相同埋深条件下作用在抗滑桩上的土压力明显大于挡板,原因在于相邻抗滑桩间产生了明显的土拱效应,下部相邻抗滑桩间的土拱效应更强;与解析解的对比结果表明,实测最大桩后土压力与滑坡推力接近,远小于被动土压力;实测板后土压力与主动土压力接近,工程设计中可选取Rankine主动土压力作为挡板的设计荷载,在不利位置采取增大板厚等措施避免挡板发生破坏。采用弹性弯曲梁理论对锚索桩板墙内力计算的结果与实测结果基本一致。张拉锁定初期锚索预应力损失较大,约为设计荷载的10%,后期锚索预应力逐渐趋于稳定,锚索预应力长期损失约为设计荷载值的12%～15%。

连拱隧道衬砌裂缝的三维监测研究

文章从发生方向、部位、宽度以及形成机理等方面对连拱隧道衬砌裂缝进行了分类,并简要介绍了隧道衬砌裂缝的监测方法以及三维裂缝监测的监测原理。最后,结合一连拱隧道实例介绍了隧道衬砌裂缝的三维监测方法和监测结果。

高填方段波纹管涵垂直土压力试验及计算

基于原位观测试验与理论研究,对高填方段波纹管涵的涵顶垂直土压力的分布特征与变化规律进行了探讨。首先,开展了高填方段波纹管涵垂直土压力现场观测试验。试验结果表明,高填方段管涵顶部存在土拱效应,规范的土柱法计算土压力值误差较大,偏于保守,而管涵顶部平面的土压力值并非均匀分布,存在明显的应力集中区域。在此基础上,结合试验规律及马斯顿理论,考虑由于土拱效应造成的应力集中现象,建立了高填方段波纹管涵垂直土压力计算模型,并进行了理论求解,从而提出了高填方段波纹管涵垂直土压力计算方法。最后,依据此模型对涵顶填土重度、土体内摩擦角、黏聚力、管径大小等主要影响因素进行了参数分析。结果表明,土体重度对管涵垂直土压力数值影响较大,而内摩擦角及黏聚力的影响较小。

“原位开窗”技术重建主动脉弓上分支血管的Meta分析

目的系统评价应用"原位开窗"技术治疗胸主动脉(夹层)动脉瘤重建主动脉弓上分支血管的安全性及有效性。方法收集截止2018年8月前发表的关于应用"原位开窗"技术腔内修复主动脉弓部病变(夹层/动脉瘤),同时保留弓上血管血供的文献,回顾性分析技术成功率、内漏发生率、并发症发生率及病死率等近中期临床结果。结果共纳入11篇文献的262例胸主动脉(夹层)动脉瘤患者,技术成功率为94%,平均随访时间为16.85个月,共13例患者出现术后支架内漏(Ⅰ型内漏10例,Ⅱ型内漏3例),术后内漏总发生率为8%,30天病死率和随访期手术相关病死率分别为3.44%和0。结论应用"原位开窗"技术重建弓上分支血管技术成功率较高,并发症发生率及病死率较低。

软弱围岩隧道台阶法施工中拱脚稳定性及其控制技术

以铁路隧道为背景,采用数值分析手段,并结合部分现场监测资料,对软弱围岩隧道台阶法施工过程中隧道拱脚变形特征、上台阶基底围岩失稳形态及拱脚稳定性控制技术进行分析。结果表明:(1)软弱围岩隧道施工过程拱脚沉降和水平收敛均表现突出,在实际工程中,拱脚变形控制是软弱围岩大变形控制的关键之一。(2)拱脚部位围岩屈服程度相对较高是该处施工变形显著的根本原因。在台阶法施工过程中,基底围岩的破坏形式随台阶高度的增加由拱脚局部失稳逐渐向基底整体剪切失稳过渡。(3)从对隧道拱脚及洞周变形控制效果出发,IV级围岩可采用长台阶法施工,V级围岩宜采用短台阶法施工,而VI级围岩应采用微台阶法施工。(4)从不同台阶高度条件下极限位移的计算结果可以看出,对于软弱围岩隧道,施工中在确保掌子面稳定的前提条件下,适当增加台阶高度有利于围岩的稳定。(5)扩大拱脚和临时仰拱2种工法对控制拱脚及洞周变形均有明显的效果。扩大拱脚技术适用于拱部沉降显著的工程,而临时仰拱技术则更适用于水平收敛显著的区段。

桩承式路堤拱效应分析

掌握桩承式路堤中土拱效应的传力机制,建立有效的计算模型,可合理选择桩间距,这对保证工程质量和节约工程造价具有重要的作用。采用非均布荷载形式,建立了相应的土拱效应计算模型,并给出了土拱拱顶与拱脚截面等效直径变化规律的经验关系。通过理论计算桩顶应力,并与实际工程监测数据对比,结果显示二者基本吻合,验证了改进模型的可行性。