长距离跨海高程基准传递方法研究及广西北部湾工程验证

针对陆海基准高程传递过程中传统方法的测量精度受海岛与陆地距离、陆海环境等因素的影响,对海域内的多个不连续岛屿进行测量时过程较为复杂的问题,本文提出了利用高精度似大地水准面进行高程传递的方法,研究了误差积累因素,给出了高程传递的理论模型及具体的技术流程。在北部湾海域,利用该方法将1985国家高程基准由陆地传递到距离北海市40 km的涠洲岛和斜阳岛上,传递后GNSS水准点间的高程差与涠洲岛二等水准测量成果的独立高程差均优于±4.1 cm,为全国范围离岛高程传递工程提供了实践参考。

超大跨多塔跨海斜拉桥施工期抖振响应分析与控制技术研究

超大跨多塔跨海斜拉桥悬臂施工阶段,相对于成桥状态具有刚度小、自振频率小和阻尼比低的特点,在沿海高设计风速作用下容易产生较大的抖振响应。准确地计算桥梁施工期抖振响应有利于提高桥梁建设的安全性。为了实现桥梁抖振响应的精细化计算,以黄茅海大桥为工程背景,将分离式双箱梁的三维导纳考虑进抖振频域计算方法,通过最大双臂状态气弹模型风洞试验验证该计算方法相对于传统的定常假设和Sears函数具有更高的准确性。然后基于该计算方法探寻了超大跨度多塔跨海斜拉桥施工期抖振响应的发展规律:在0~200 m悬臂范围内悬臂端的抖振竖向和横向位移极值对施工悬臂端长度不敏感,而悬臂长度一旦超过200 m后抖振竖向和横向位移极值则对悬臂端长度非常敏感,呈现指数增长,最大抖振竖向位移极值可以达到4.9 m;悬臂端抖振扭转位移极值与悬臂端长度基本呈线性关系。分析抖振响应频响函数,提出了利用模态分析进行临时墩布置位置初步设计的理念,通过抖振精细化计算方法计算9种临时墩布置位置下的桥梁抖振响应,并进行了其中推荐方案的风洞试验验证了该理念的可行性。结果显示:临时墩的布置最多可以降低75%的悬臂端抖振竖向位移极值;需要综合考虑在悬臂施工过程中悬臂端的抖振位移极值随着跨度的增长而增长,临时墩布置在离桥塔2/3最大悬臂长度处最为合理。

GNSS等多技术融合的超长距离跨海高程传递

为了进一步提升测绘基准在海岛自然资源开发建设中的支撑服务保障能力,提出一种多技术融合的超长距离跨海高程传递方法:应用全球卫星导航系统(GNSS)等多种跨海高程传递技术方法,建立陆岛统一的高精度高程基准;并针对不同距离的高程传递需求,基于GNSS技术精准测定跨海基线长度和大地高差,改进跨海观测装置,选用不同的觇灯组合,在大陈岛海域完成2处超长跨段(10 km以上)和1处短距离跨段的连续高程传递工程应用。结果表明,本次高程传递的每千米水准测量偶然中误差、环闭合差精度均能达到二等水准测量的要求;高精度GNSS测量+似大地水准面模型可以适用于长距离跨海高程传递。

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。

长距离卵石地层盾构穿越既有隧道工程措施和变形规律研究

为了研究盾构在卵石地层、无换刀条件下连续掘进1.2 km并近距离穿越风险源的工程难题,依托北京市地铁19号线盾构下穿既有4号线隧道的工程实例,提出了一系列工程应对措施,并采用数值模拟方法对盾构下穿过程中既有线变形进行了计算,确保了施工方案的有效性;结合实测数据分析了既有线变形规律;对刀具布置进行了特殊设计,将撕裂刀分3层布置,增强了刀具耐磨性和抗冲击性,延长了刀具使用寿命;正式下穿前设置了试验掘进段,验证了掘进参数和渣土改良方案的合理性;通过对数值模拟结果与实测数据分析,发现了既有线竖向变形最大位置。该研究结果可为类似工程提供借鉴。

岩溶区地铁盾构隧道下穿水源地综合勘探技术

为解决贵阳市轨道交通3号线一期工程农学院站—花溪公园站区间盾构法施工需下穿地质条件复杂的花溪河,而花溪河为水源保护区,不允许实施水上勘探孔的难题,通过研制生产低频电磁波跨孔CT的发射、接收探头,将常用的8~64 MHz工作频率降低至2~4 MHz,声波跨孔CT发射探头的电火花震源功率由2500 J提升到5000 J,实现最远距离54 m的跨孔CT测试,且达到电磁波跨孔CT和声波跨孔CT成果相互验证;结合勘探孔成果,确保综合勘探成果的可靠性。通过采用超远距离的电磁波跨孔CT和声波跨孔CT技术及勘探孔互相验证的综合勘探技术,成功解决花溪河水源地无法实施勘探孔的难题,查明盾构隧道下穿水源地的薄弱岩土层分布情况,并给设计和施工提供合理的建议,最终使盾构顺利地下穿花溪河。

新建隧道长距离平行近接既有地铁施工风险控制研究

为了保证新建隧道长距离平行近接既有地铁的安全施工,采用层次分析法(AHP)研究了某工程的主要风险,并比选了不同注浆方案综合效果,结合现场监测对拟定的加固措施进行的验证,结果表明:(1)对于新建隧道近接侧穿运营地铁工程:近接风险(S 1)>自身风险(S 2)>工程地质(S 3)≈水文地质(S 4),即施工中应首先考虑近接施工对于既有运营地铁线路的影响,其次是施工自身风险。(2)3种方案的综合效果:注浆2 m方案>注浆3 m方案>注浆4 m方案,推荐该工程采用注浆2 m的加固方案。(3)现场采用深孔注浆加固方案后,新建隧道安全施工通过该区域,既有运营隧道监测指标均小于安全阈值。优选出的控制措施保障了长距离平行近接施工的安全稳定。

长距离过海隧道高精度三维空间基准传递与贯通测量分析

作为第一条长距离过海隧道,青岛地铁1号线胶州湾海底段全长3.4 km,如何保证海底隧道的准确贯通成为施工的关键。本文采用GNSS静态观测、精密导线测量及高等级跨海高程联测方式建立高精度三维空间基准,探究影响隧道贯通的误差来源,应用误差传播定律对贯通精度进行估算,提出以交叉双导线加测陀螺边引测平面坐标和方位角、斜井高等级几何水准方式传递高程的测量方案。通过实际测量,1号线过海段水平贯通误差为5.2 mm、高程贯通误差为9.0 mm,验证了测量方案的准确性,为长距离过海隧道工程提供有益借鉴。

富水特长小断面引水隧洞快速施工技术研究

研究依托内蒙古“引绰济辽”输水工程七标,对机械设备配套选型、隧洞爆破方式、洞渣装运系统设置、通风排水设计等关键技术进行研究。研制轮载式移动凿岩台车、进行爆破试验优化光爆参数控制、爆破粒径以配合挖掘式装载机装碴,采用长压短抽通风系统配合反坡接力站多级联动排水系统等多项关键技术相结合实现了引水隧洞快速施工。

长距离高精度跨海高程传递觇板设计及应用

在长距离高精度跨海高程传递中,设计了一种便携式远距离照准觇板,结构简单、尺寸小、重量轻,现场安装和拆卸方便快捷,防风性能好,便于携带。可根据实际路线长度和环境随时调整标志线宽度和光强,以保证成像边界清晰,满足不同路线长度下的夜晚观测要求。经工程实践验证,该觇板满足长距离高精度三角高程跨海高程传递测量的需要,测量结果可以达到二等水准测量的精度。

长距离引水隧洞穿越高速公路建设技术研究

根据《中华人民共和国公路法》《路政管理规定》《公路安全保护条例》和交通运输部颁布的有关技术标准、规范,为指导公路、市政道路、铁路、输电线路、水利工程、油气管道等工程建设项目穿(跨)越高速公路的设计工作,保障高速公路建设和运营安全,因此,在隧洞穿越高速公路施工期间要制定技术措施。

全风压与局部通风机相结合的长距离局部通风技术的应用

针对呼和乌素煤矿掘进巷道“长距离、大断面”的特点，确定采用全风压与局部通风机相结合的长距离局部通风技术。这种技术的掘进工艺为双巷平行掘进，平行掘进的双巷借助每隔50～60m封闭或未封闭的联络巷形成一巷进风、另一巷回风的全风压通风系统；局部通风机安设在全风压进风巷中，并随联络巷密闭的跟进而前移。实践表明，采用长距离局部通风技术保证了巷道掘进时所需的风量，杜绝了掘进工作面瓦斯的积聚和超限现象，实现了快速和安全地掘进长距离巷道。

近接长距离并行地铁隧道的地震响应特性

基于FLAC3D软件计算平台,建立小间距、长距离并行地铁隧道的三维数值模型,研究双线隧道在强地震动作用下的地震反应特性,并与单体隧道的地震反应特性进行比较。结果表明:单体隧道与并行隧道的地震变形模式均为椭圆状,而并行的两隧道之间会产生明显的相互作用使其各自的地震反应增大;对于斜向并行和上下叠落的双线隧道,下层隧道的地震应力放大率及峰值加速度均明显大于上层的,且往往大于相应埋深的单体隧道,下层隧道更偏于危险;双线并行隧道的变形、水平应力及加速度均受埋深影响较大,地震变形和加速度均随着埋深的减小而增加,水平应力随着埋深的增加而增加。近接长距离并行地铁隧道地震响应与隧道净距及基岩输入地震动的特性有关。

长输管道盾构隧道地质勘察设计

介绍了盾构隧道管道穿越特大型河流地质勘察在方案设计、初步设计、施工图设计和施工印证勘察四个阶段中的勘察项目和方法,详细说明了盾构穿越断面所通过的崩塌性沙层、高水压区的含卵石砾层、软弱粉质粘土层、含有缺氧层和有害气体等特殊地层的勘察内容和要求。

外海孤岛长距离跨海输水通道方案比选

温州市大门大桥工程是大、小门岛港区连接温州大陆的跨海大桥,以该工程为背景,对孤岛长距离跨海输水通道建设方案进行了技术经济比较和探讨。研究表明,外海孤岛长距离跨海输水通道建设采用水管随桥敷设过桥的方案,具有投资节约、输送安全有保障、供水保证率高、施工简便、建设工期短、维护维修方便、占用海洋资源少、对环境影响小等优势。交通桥梁建设兼顾"路、水、电",对海洋深水岸线资源的开发将产生重要的作用和深远的意义。分析表明,过桥管线设计采用桥面两侧"管线专用区域"的布置方案总体满足规范要求,但需对过桥管线方案的安全及使用性能进行研究,以保证桥梁结构及管线的安全。

沭水东调小断面长距离引水隧洞通风技术研究

沭水东调引水隧洞为小断面长距离引水隧洞,采用钻爆法无轨运输方式施工.小断面长距离隧道隧洞施工中,为了方便出渣一般采用压入式通风,风管直径较小,对通风造成很大困难.以沭水东调引水隧洞及三号施工支洞为背景,对小断面隧洞需风量和风压进行计算,分析出小断面长距离隧洞施工中通风的影响因素,并且使用CFD软件对隧洞通风进行模拟,并得到通风管出口到掌子面不同距离时风流产生漩涡的大小和风速大小之间的关系,为施工通风提供提高通风效率的建议,对以后类似工程施工通风提供借鉴.

一种长距离跨海三角高程测量方法的改进研究

三角高程测量方法因其便捷性成为跨河(海)高程传递中应用较广泛的技术,按照《国家一、二等水准测量规范》规定,三角高程测量法的跨河(海)距离最大为3 500 m。本文基于三角高程测量的基本原理,在现有跨河(海)三角高程传递方法的基础上,提出了优化改进的方法,以实现更长距离(10 km以上)的高精度(国家二等水准精度)的跨河(海)高程传递。

海底隧道长距离全—强风化地层CRD施工方法研究

厦门翔安隧道陆域端存在800～1 000m的全风化土层和全—强风化的岩土互层地层,隧道埋深6～30 m,其中6～17 m占80%以上,属于浅埋-超浅埋隧道,全部位于地下水位以下,并受厦门地区强降雨的影响,隧道地下水非常丰富,土层遇水即崩解坍塌。隧道采用CRD工法进行施工,主要就上述地层该工法的施工步序、初支参数、施工步长、设备配置等应用结合工程实例进行了论述,并得出了类似地层的施工参数。

厦门轨道交通3号线超长跨海地铁隧道土建设计方案比选

依托厦门市轨道交通3号线跨海隧道工程,分析了超长跨海隧道的工程特点、功能需求,针对特点和需求,从地质选线、工法选择和结构设计等方面,阐述了超长跨海隧道的土建方案设计理念,重点对施工采用"盾构+矿山+盾构"的组合工法、海域区间通风排烟道方案、风井位置选择和隧道结构断面形式选择进行了介绍。并对大小洞组合方案、三洞组合方案和单大洞方案进行了方案比选,最终确定采用大小洞方案。最后,对海底盾构与矿山对接、海底超长地铁隧道防灾救援、高水压跨海隧道结构防排水措施等关键技术问题进行了初探并提出了进一步研究的建议。

10km以上跨海高程传递中测角精度的影响因素

针对精密三角高程测量法在10km以上的长距离角度观测时稳定性和可靠性不高的问题,本文分别分析了观测照准、潮汐变化、大气折光及天气变化等因素对测角误差的影响。研究结果表明:仪器望远镜的观测精度限制、涨潮落潮时的变化、大风环境与冷暖空气交替的天气状况,以及海面复杂环境导致的大气折光差等因素,是影响测角精度的主要原因。通过合理的场地布设、选择合适的观测环境、训练测量人员的观测稳定性、采用高精度的仪器设备,以及配合自动化处理软件等措施,能减少测角误差的影响。本文可作为10km以上长距离跨海高程传递在实际工程应用中的参考。