我国隧道钻爆法施工技术回顾与展望

随着经济的持续发展、综合国力的不断提升及高新技术的不断应用,我国钻爆法隧道施工技术得到前所未有的快速发展。首先,回顾我国隧道钻爆法施工技术的发展历程,并依次阐述湿式凿眼的采用、多臂凿岩台车的引进、乳化炸药的应用、导爆管雷管起爆系统的广泛应用、工业数码电子雷管的应用与推广等5大技术突破;然后,分别介绍钻爆法建造理念与方法(新奥法)、机械化施工配套设备、超长隧道与超长距离通风技术、超大埋深与极端复杂地质隧道施工技术、超长高水压水下隧道施工技术、特大断面隧道与洞群施工技术、隧道超前地质预测预报技术的现状及发展趋势;最后,对隧道智能化建造技术、绿色低碳建造技术等未来建设和发展中亟待解决的问题进行思考,并提出,钻爆法在复杂地质长大隧道施工中具有显著优势,一定时期内仍将是隧道施工的主要方法,今后应着重发展机械化、智能化及绿色低碳建造技术,进一步提升钻爆法的施工效益和建造水平。

基于TSV软件的大型低速风洞8 m×6 m试验段结构有限元分析

大型低速风洞8 m×6 m试验段能够减少模型尺度效应,更好地模拟被测试模型的细节,在航空、航天等领域有着广泛的应用需求。风洞尺寸越大,对风洞结构的安全性、可靠性和建造成本的要求就越高,因此,在设计阶段就必须对风洞试验段进行整体结构强度、刚度分析以校核其运营的安全性。以有限元模拟仿真分析软件TSV-Solutions对8 m×6 m试验段进行结构强度分析和模态分析,根据结果提出优化改进风洞试验段的结构,并对优化后的结果进行分析,优化后的大型低速风洞8 m×6 m试验段整体结构的强度和刚度在各种载荷工况下都能满足工程要求,计算模态结果与原设计方案一致,验证了本分析模型的合理性和可靠性。

大型低速风洞收集器及过渡段有限元分析

大型低速风洞是国内新建的低速风洞,3/4开口试验平台是大型低速风洞重要的试验设备之一,而收集器及过渡段结构是连接3/4开口试验平台的重要部件。收集器及过渡段在试验过程中,受到自重和气动载荷作用,需要在部件设计时进行力学校核。以大型低速风洞3/4开口收集器及过渡段结构为研究对象,对部件的强度刚度以及动态力学性能进行了有限元建模分析。有限元结果表明:收集器及过渡段结构满足设计强度刚度要求,同时通过动力学分析,收集器及过渡段结构不会发生共振现象。

牵引台车隧洞内浇筑低坍落度混凝土施工技术

以溪洛渡水电站和糯扎渡水电站右岸泄洪洞混凝土衬砌工程为例,回顾总结了通过对传统钢模台车结构的改进,实现大吨位卷扬机牵引钢模台车进行斜坡段洞室衬砌混凝土施工的过程。由于使用了多项新技术和新工艺,使得边墙混凝土一次浇筑成型,保证了衬砌混凝土的整体性和平整度,形体控制也较好,施工进度明显提高。侧重介绍了从入仓布料程序、混凝土振捣的具体标准及二次复振时间和振捣度量的把握等多个环节进行质量控制的方法。

扁平特大断面隧道修筑及研究概述

扁平特大断面隧道是近几年为适应多车道高速公路而发展起来的一种隧道形式。该类隧道的扁平率低,开挖方法、受力及应力重分布的情况复杂。但是,当前我国扁平特大断面公路隧道修建数量较少,施工实践经验缺乏,无设计规范或标准。为此,文章重点总结和综述了国内扁平特大断面隧道及相似工程的建设与修筑情况;对扁平特大断面隧道的施工方法、隧道力学问题及围岩稳定性、隧道断面形式等研究热点进行总结和分析。

上软下硬地层大断面铁路隧道施工方案优选研究

为进一步提高复杂围岩条件下隧道开挖的安全稳定性,依托八苏木铁路隧道工程,通过数值模拟的方法研究了上软下硬复合地层下大断面铁路隧道施工方案优选,对比分析台阶法、三台阶临时仰拱法、CRD法和三台阶七步法的初支结构位移及内力.综合结构位移及内力考虑,使用三台阶七步法进行开挖为最优方案.

软弱围岩大断面小净距隧道施工技术

依托浅埋软弱围岩大断面小净距隧道工程实践,采用数值模拟技术结合现场监测,对比分析了软弱围岩双侧壁导坑法开挖设计支护方案1与优化变更方案2的围岩的位移、应力变化特征。计算结果显示:优化方案2与设计方案1围岩最大变形都在规范规定以内。方案2围岩最大的应力要略比方案1大,但远低于过衬砌的抗压强度和抗拉强度。综合考虑工程实践,优化开挖支护方案2是安全可行的。

超大断面低瓦斯隧道独头施工通风流场研究

为揭示超大断面低瓦斯隧道独头施工通风的流场特征及瓦斯分布及运移规律,依托新建成自高铁长征隧道,选择压入式通风方式,采用有限体积法对隧道内各平面进行流场分析,并结合现场监测数据验证数值模拟所得出规律。结果表明:(1)通风时间10 min后,隧道内流场基本稳定,从掌子面由内到外风速减小,隧道内不同位置风速均大于0.25 m/s,满足隧道施工通风要求;(2)风流稳定后,在风管出风射流区域两侧会产生涡流区,瓦斯容易在涡流区循环流动难以排出,需对该区域进行重点监测;(3)施工通风初期,掌子面瓦斯浓度显著增大,随后风管出口正对位置瓦斯浓度很快减小,最终在远离风管一侧的墙脚容易发生瓦斯聚集,此处是施工通风重点局部加强和监测位置。

浅埋大断面隧道下穿建筑地表沉降控制与微爆研究

随着山区城镇地下工程建设项目的增多,浅埋大断面隧道施工中所遇到的问题也日益显现。在上软下硬地层中浅埋大断面随道下穿低层既有建(构)筑物时,爆破施工不仅要考虑减振问题,还应考虑软土地层沉降问题,如果处置不当,将产生较为严重的后果。为寻找一种合理的施工方法,本文在前期研究成果的基础上,针对浅埋隧道采用钻爆法施工提出了先局部加固、再减振、最后再加固的隧道三维减振与围岩分步加固模型,并借助理论和现场试验对地表和低层既有建(构)筑物的沉降与振动速度进行对比分析,以验证其有效性和可实施性,以期为类似隧道工程施工提供借鉴。