敞开式TBM隧洞通风系统布置及除尘效果研究

为了研究敞开式TBM施工通风布置方案并提高通风除尘效果,以引汉济渭秦岭输水隧洞TBM工程为依托,利用数值计算软件FLUENT对不同送风风速,不同送风管位置下的洞内除尘效果进行了计算研究,并将模拟计算与现场实测结果对比,优化了施工通风系统布置。研究结果表明:粉尘质量浓度从拱架作业区至主控室逐渐增大,随着到掌子面的距离增加,粉尘浓度降低;送风风速越大,洞内粉尘危险浓度区域越广,敞开式TBM内人员集中作业区的粉尘质量浓度越小;送风管距掌子面越远,人员集中作业区粉尘浓度越高,送风管布置在距掌子面15 m时,作业区粉尘浓度最低。优化方案将送风风管和除尘风管分别布置在距掌子面15 m和25 m,送风风速和除尘风速为40 m/s和15 m/s时,作业区粉尘质量浓度可控制在2 mg/m^3规范限值以下。

公路隧道火灾自然排烟模拟及人员疏散优化建议

对隧道火灾排烟技术进行了分析,得出了火灾条件下各类隧道最佳排烟方案。针对某城市公路隧道选择自然排烟方式进行数值模拟,确定了不同的火源功率下自然排烟开口面积要求,找出了二者的定量关系式,研究对比了火灾烟气蔓延长度及烟层厚度的变化规律,并就隧道人员安全疏散给出了建议。

隧道明挖段变形缝间距的优化

合理的变形缝间距对隧道结构的安全性和防水性能有重要影响.通过对规范的调研,总结了隧道变形缝间距设置的要点,分析变形缝间距的影响因素:地质状况、截面型式、温度,以及结构轴向和横向安全性、允许沉降等控制指标.提出了变形缝间距设置的思路和计算方法,使传统依靠经验取值向定量计算转变,变形缝设置更加科学.以拱北隧道明挖段为例,通过理论分析和数值计算,确定变形缝间距可优化段.结果表明:当变形缝间距为80m和120m时,均能满足结构轴向安全性、沉降条件.初步将变形缝间距设置为100m,对地质突变处进一步分析,发现隧道结构横向安全性也满足条件.综合考虑,将拱北隧道明挖段变形缝间距从原来的22m设置为100m.该优化方法减少了变形缝的数量,提高了隧道的防水性能,具有一定的工程应用价值.

高速铁路浅埋偏压隧道安全进洞方案研究

针对傍山浅埋偏压、局部出露地表隧道工程合理施工方案的选取问题,结合现场工程地质及施工环境条件,提出“先在出露地表侧预设钢格栅混凝土护拱,随后反压回填土石,采用暗挖法进洞”的护拱暗挖技术方案,并与放坡明挖、支挡明挖方案进行对比分析。研究结果表明,明挖施工方案虽技术成熟,但用于此类隧道面临着靠山侧高陡边坡开挖及防护工程量大、生态环境扰动范围广、施工及运营风险高等问题;护拱暗挖进洞方案开挖及防护工程量小、环境保护效果好、安全风险低,可保障傍山浅埋、局部出露地表隧道的安全快速进洞。研究成果可为类似条件下的隧道工程建设提供参考。

考虑采光照明的短明洞群设计

短明洞群"明适应"与"暗适应"的连续变化不利于行车安全,本文结合喀什—伊尔克什坦口岸公路短明洞群,分析了影响短明洞群行车安全的因素,然后以改善短明洞群采光照明为目的,提出了该工程短明洞群的优化设计方案,从而为其他工程设计人员从事类似工程提供一定的参考依据。

杭州至黄山铁路桐庐隧道方案比选

桐庐隧道方案的合理选择对杭黄铁路的社会经济效益、施工及运营期的安全非常重要。文中从与地方规划协调性、隧道工程地质条件及施工风险、工程实施难度、安全、工程投资等方面,对杭州至黄山铁路桐庐隧道方案进行了比选,提出明挖方案工程地质条件较好、工程投资省,予以推荐。

浅谈高填方软地基大偏压明洞结构设计

结合工程示例,探讨了高填方、软地基础和大偏压明洞的结构布置、基础选型和结构计算分析,供相关工程技术人员参考。

长距离引水隧洞TBM施工方案设计

隧道掘进机在国内长隧道引水工程中应用广泛。其中敞开式TBM因其施工安全、高效、快速以及自动化程度高等优点,成为隧道施工的首选。以新疆北疆某引水隧道为研究背景,详细介绍敞开式TBM掘进施工工艺特点及隧道一洞双机的施工方案。该工程2台TBM在后续的掘进过程中,均表现出安全、高效、快速的开挖状态,为国内同类工程提供了参考。

城市高速铁路明挖隧道装配式结构设计方案研究

明挖装配式工法修建城市高速铁路隧道具有缩短工期、减少现场人力投入、改善施工质量、提升环境友好性等诸多优势,是未来城市隧道的一个发展方向。通过对雄忻高铁雄安隧道周边规划条件、项目实施环境调研,分析装配式结构工效,证明了采用装配式结构可有效控制总体工期;结合本次装配式实施段落的工程条件,从工期、经济性、拼装效率以及台车适用性等方面综合比选,推荐使用吊装法施工。通过建立隧道工程“荷载-结构”整体计算模型以及装配式构件局部接头模型,对隧道整体内力及装配构件接头变形进行分析。结果表明:装配式隧道结构内力、接头局部变形满足设计要求;采用预应力连接措施可有助于控制构件接头变形,验证了装配明挖结构设计方案的合理性。

铁路运营隧道接长明洞方案研究

以既有陇海线天水至兰州段上行线鸡儿架隧道接长明洞工程为例,针对运营铁路隧道增建明洞存在的施工难度大、施工场地受限、工作量集中、工期紧、行车安全等突出性难题,从施工技术和改善运营条件出发,选取了最优方案,并通过各施工工序的紧密衔接,最大限度减少了隧道接长明洞工程对运营的干扰,降低施工风险,节省工程造价,为此类工程提供了一种全新的设计思路。

大直径地铁盾构隧道下穿高铁明挖隧道方案研究

天津某地铁盾构区间超深埋隧道下穿京津城际线解放路明挖隧道,工程处于软土地层,地质条件差,工程风险大。为探究盾构下穿对高铁明挖隧道的影响,首先对高铁明挖隧道现状进行调查,对外径6.6 m双线盾构依次下穿高铁明挖隧道4种方案的优缺点进行比选分析,并运用有限元数值模拟手段对优选方案进行分析计算。结果表明:(1)高铁明挖隧道现状良好,最大不均匀沉降为0.7 mm;(2)盾构下穿绕避高铁明挖隧道地连墙方案可行性及安全性均优于其他方案,该方案对高铁既有结构不会造成直接破坏,模拟计算结果能够满足相关规范要求(沉降<2 mm),方案安全可行。

泥石流堆积区高速公路设计方案比选

泥石流灾害是一种对公路工程破坏力极强的地质灾害。泥石流堆积区高出周围环境,高速公路处理方案多样。通过对跨越工程、穿越工程和拦挡坝等措施的工程合理性和经济性等方面所作的详细比较可知,穿越工程中的明洞渡槽对于泥石流堆积区高速公路建设和运营更加合理。

桩-墙叠合全预制装配明挖地铁隧道建造方案及工程应用

明挖法施工的装配式地铁隧道基坑围护桩通常为现场浇注混凝土桩,且只作为基坑开挖阶段的挡土结构,不将其作为侧墙永久结构的一部分,这种结构设计方法偏于保守,导致资源浪费。为此,提出桩-墙叠合全预制装配明挖地铁隧道建造方案,其主要特点是:基坑围护桩和隧道结构均采用预制结构且叠合布置,围护桩既是基坑开挖期间的临时挡土结构,同时也是隧道侧墙永久结构的一部分。以济南市济阳有轨电车明挖区间隧道工程为背景,开展围护桩和隧道侧墙叠合方案的比选。基于不同叠合方案结构受力分析和叠合施工方便性的综合考虑,提出在围护桩和隧道侧墙四角点进行叠合连接的措施;详细讨论了“桩-墙叠合方案、基坑预制围护桩布置、隧道主体结构装配分块、桩-墙叠合连接方法”;最后结合本工程试验段的施工,阐述了桩-墙叠合明挖隧道装配施工的关键工序及解决措施。

明挖隧道长距离下穿繁忙铁路站场的分区施工方案

以安康北环线隧道工程下穿安康东站为依托,提出了分区加固、放坡开挖、垂直回填的综合施工方案,并通过数值模拟验证了该方案的可行性。分区加固减少了站场内受影响的股道数量,满足站场的最低运营要求;1∶1坡率放坡开挖,辅以坡脚挡墙等措施,减少了基坑开挖的影响范围;在施工分区端头设置加筋土挡墙,完成基坑垂直回填后可以尽早恢复铁路运营;选用级配碎石并注浆,保障了回填密实度,解决了铁路下方由于高度受限无法采用大型压实机具的问题。通过现场监测,下穿施工过程中铁路股道变形满足规范要求,站场的基本作业得到了保障。

兰新第二双线防风明洞预制方案研究

兰新铁路第二双线穿过著名的百里风区、三十里风区,其风力强劲,且出现大风的频率高。为确保列车安全,在这两大风区的核心区设置防风明洞。该区段位于戈壁荒漠地区,自然环境恶劣,建筑材料与施工用水相当缺乏,全部现浇施工的成本和难度较大,而且还存在外部模板难以固定、施工速度慢、施工质量难以保证等缺点。结合明洞荷载特点、结构特点以及施工等因素,对防风明洞采用预制拼装结构的可行性进行了探讨和研究。

围护桩和隧道主体结构整体预制装配方案及力学性能研究

为提高装配率和施工效率、降低工程造价,依托济南市济阳有轨电车工程银河路站—新元学校站区间隧道工程,提出了明挖地铁隧道基坑围护结构和隧道主体结构采用整体预制装配结构的方案。综合考虑构件制作、运输、装配方便性及受力合理性,对不同装配方案进行比选,确定的装配方案如下:基坑围护结构采用预制围护桩,隧道主体结构分为上、下两块预制构件,接头形式为榫槽形式,每环隧道衬砌宽度2 m;在预制围护桩和隧道侧墙之间预留间隙,便于装配施工,预制围护桩在隧道顶、底板位置与隧道结构进行连接,从而形成桩-墙叠合整体受力结构。对预制围护桩与隧道侧墙的连接、每环结构上/下块的连接、纵向相邻衬砌环之间的连接、结构关键部位的防水等给出了解决措施。采用ABAQUS有限元软件建立了可以考虑预应力对结构整体力学特性影响的计算模型,详细讨论了不同预应力组合下的装配式隧道结构整体力学性能。上述成果为整体预制装配地铁隧道结构设计提供了技术支撑。

浅埋隧道盖挖法与地表注浆固结暗挖法施工方案比选

浅埋隧道一般采用明挖法施工,但根据地形及施工环境限制,亦有采用明洞暗挖的施工方法。明洞暗挖的主要方法一般有地表固结法、盖挖法和冷冻法等,各类方法因地制宜,合理选用。某客专凤凰山隧道浅埋偏压段,采取了明洞暗挖形式过渡,经过对两种明洞暗挖措施工工艺、施工安全、组织安排、设备投入、工程费用的比选,将原设计的反压回填地表注浆固结暗挖法优化为盖挖法施工,加快了施工进度,缩短了施工工期。实践表明盖挖法施工该类型隧道明洞暗挖段切实可行、经济高效,对今后类似工程具有一定的借鉴价值。

鄂北工程宝林隧洞TBM设备选型及应用研究

鄂北地区水资源配置工程宝林隧洞长13.84 km,中段10.56 km采用1台直径4 m敞开式全断面岩石掘进机施工,刷新了国内开敞式最小洞径TBM新纪录。结合具体的工程地质条件,系统介绍了宝林隧洞工程施工方案选取及TBM选型方法,分析比较开敞式和护盾式TBM的适用性,探讨合理选择TBM机型的依据,并总结TBM在鄂北工程应用中取得的经验,以供类似工程TBM选型参考。

卧佛山隧道明洞施工方案

结合卧佛山隧道的实际情况,主要对明洞段基坑工程的开挖和仰拱施工方法进行了介绍,归纳总结了衬砌模筑施工要点,并对明洞防排水施工及洞顶回填应注意的事项进行了阐述,为今后类似工程施工提供了参考借鉴。

敞开式TBM穿越长大断裂带施工技术研究

天山胜利隧道穿越博-阿区域长大断裂,敞开式岩石掘进机(TBM)施工面临着长距离穿越破碎围岩、突涌水、软岩挤压大变形等工程地质问题。为保障TBM安全、高效掘进,TBM始发掘进前,通过超长距离水平定向钻探测断裂带位置及地质特征。针对隧道施工重难点,对设备进行专项配置和改造,并结合工程实践,提出刀盘扩挖、应急喷射混凝土、钢筋排-钢拱架联合支护、TBM超前地质预报、掘进参数控制、塌腔回填、钻孔排水、注浆加固等一系列针对性技术措施,成功应用于博-阿断裂带的掘进过程,较好地保证了TBM在破碎围岩、富水、高地应力软岩等不良地质段落中的安全、高效掘进,节约工期57 d,达到了预期效果。研究成果可为类似的敞开式TBM穿越长大断裂带施工提供一定技术参考。