富水超大断面隧道开挖方法比选研究

韶新高速公路的松山隧道穿越富水区域,开挖过程中出现了明显的涌水现象。基于该隧道地质的资料,利用有限元软件FLAC 3D分别模拟全断面法和上下台阶法2种开挖方法。研究结果表明:当水压较小时,宜采用全断面开挖法;当水压力较大时,宜采用上下台阶法施工。研究结论对富水超大断面隧道开挖方法的选择具有一定的参考意义。

凤凰山特大断面黄土隧道五步单侧壁导坑法研究

为解决特大断面黄土隧道采用双侧壁导坑法施工进度慢、成本高的问题,以G30连霍高速公路清水驿至忠和段扩容改造工程凤凰山隧道为背景,提出五步单侧壁导坑法。通过数值模拟对比分析双侧壁导坑法、五步单侧壁导坑法、传统单侧壁导坑法和台阶法在施工过程中的围岩变形及钢拱架应力,并结合现场试验段监测数据验证特大断面凤凰山隧道采用五步单侧壁导坑法施工的可行性。结果表明:1)五步单侧壁导坑法拱顶沉降和水平收敛比传统单侧壁导坑法分别减小3.59 cm和1.31 cm,比双侧壁导坑法分别增大1.4 cm和0.59 cm;钢拱架应力除拱肩外均小于双侧壁导坑法,最大处减少了70 MPa,钢拱架应力最大值与钢材屈服强度的比值比双侧壁导坑法增大0.04,比单侧壁导坑法减小0.08。2)传统单侧壁导坑法的安全性小于五步单侧壁导坑法,改进后的五步单侧壁导坑法相比双侧壁导坑法能在控制围岩变形的同时加快施工进度,降低施工成本。3)五步单侧壁导坑法中隔壁的最优位置应结合具体工程情况进行单独优化计算,针对本工程而言,其最优位置为45%洞宽。

特大断面小净距公路隧道爆破动力响应研究

依托成都龙泉山一号隧道,运用等效荷载法进行数值模拟计算,对不同开挖步序、不同净距下隧道施工对既有隧道结构的动力响应特性进行了研究,结果表明:(1)由于缺少临空面,后行隧道开挖步序1对衬砌结构影响程度最大,而步序2和步序3对结构的影响较小;(2)不同开挖步序下,后行隧道结构的振速峰值较大处主要出现在迎爆侧的边墙、拱腰和拱脚位置,监测点振速最大值为5.665 cm·s^(-1);(3)先行隧道逆掘进方向的综合振速峰值总体持续衰减,而沿掘进方向,振速峰值上下波动,在一定范围内有升高的趋势;(4)不同步序下后行隧道结构的振速峰值出现在左拱腰、左侧仰拱和右拱肩处,监测点振速最大值为5.387 cm·s^(-1);(5)迎爆侧振速受净距影响敏感,而背爆侧振速峰值随净距变化不明显,变化幅度在2.5%以内;(6)同一净距条件下,先行隧道迎爆侧监测点X向的振动速度峰值最大,Y向次之,Z向最小;(7)隧道右边墙附近的结构固有频率可能处于14.25~18.0 Hz之间,结构对该频段的应力波响应敏感。

考虑土拱效应的超大断面隧道上覆土影响因素分析

超大断面隧道上覆荷载是隧道支护结构设计的关键参数。依托某超大断面隧道工程,建立数值模型分析不同覆土厚度与洞径之比下土层黏聚力、内摩擦角和剪胀角对隧道上覆土竖向应力的影响。结果表明:随着覆土厚度与洞径之比增加,土拱效应逐渐显现;各地层参数对隧道上覆土竖向应力的影响程度由大到小依次为内摩擦角、黏聚力、剪胀角。

截面旋转及朝向对建筑周边行人风环境的影响

基于风洞试验和风环境评估理论对方形、矩形、椭圆形等基本形体及其相应截面旋转形体的超高层建筑周边行人风环境进行研究,分析了不同朝向及不同旋转角度下建筑周边行人风环境的舒适性和安全性。结果表明:朝向变化对方形截面建筑行人风环境影响较小,对矩形及椭圆形等双轴不等长截面建筑影响较大,将短边垂直于主导风向可以显著改善建筑周边行人风环境;截面旋转改变了朝向变化对建筑行人风环境的影响规律,旋转建筑与基本截面建筑的行人风环境分布随朝向的增加呈现相反的变化趋势;截面旋转不利于方形截面建筑周边行人风环境分布;对于矩形和椭圆形截面建筑,截面旋转可以减小朝向的变化对行人风环境的影响。研究成果探明了截面旋转角度及朝向变化对基本形体超高层建筑周边行人风环境的影响规律。

山岭隧道超大断面盾构组装洞室关键施工技术

以渝湘高铁重庆到黔江段重庆长江隧道为例,针对该隧道洞室施工工艺复杂、施工难度大、危险性高、施工周期长的特点,提出了盾构组装洞室总体施工方案,即盾构组装洞室采用分部分层台阶法施工,对其施工工艺及施工方法进行详细论述,结果表明,该施工技术科学合理、安全可行。

超大断面扁平结构隧道施工参数优化研究

基于某超大断面扁平结构隧道的上下台阶法施工段,采用数值模拟方法研究在该工程地质条件下台阶长度和锚杆纵距2种施工参数改变带来的影响。利用数值模型对不同台阶长度(分别为30,40,50,60 m)和不同锚杆纵距(分别为1.0,1.5,2.0 m)情况进行研究,对隧洞周边岩体中塑性区、围岩应力和围岩变形情况的分布规律进行分析,结合数值结果和现场监测数据验证了施工现场采用台阶长度为50 m和锚杆纵距为1 m的施工参数较合理。该研究成果可为超大断面扁平结构隧道的开挖和支护施工参数的合理选取提供参考。

BIM技术在超高层型钢结构施工阶段的应用

本论文关注型钢结构施工阶段的BIM技术应用,探索其在超高层建筑施工中的优势。以厦门银行总行地块工程实例为基础,描述了BIM技术在超高层型钢结构施工阶段的应用,包括三维模型建立、碰撞检查、节点优化、工厂加工、可视化技术交底、安装等流程,为项目施工提供技术支持。通过BIM技术,提高了施工质量、效率、资源利用,促进了施工现场管理和绿色施工,累积成功经验为类似工程提供了借鉴和参考。

超大断面矩形顶管姿态控制关键技术研究

针对深圳某地铁站矩形顶管隧道工程的超大断面、浅覆土、密贴顶进等特点,对顶管姿态控制难点进行分析,并对该工程采用的姿态测量、铰接纠偏、多螺旋机出土、多刀盘模式控制、注浆纠偏等多种技术结合的纠偏控制方案进行介绍。根据该工程实践表明:①顶管姿态偏移主要源于顶管开挖面及隧道两侧水土压力不平衡;②矩形顶管姿态控制重点是水平姿态以及垂直姿态控制;③通过采用铰接油缸控制、注浆纠偏、多螺旋机出土、多刀盘转动模式控制等技术,可有效控制顶管姿态。

超大断面破碎软岩硐室围岩稳定性及控制技术研究

针对超大断面硐室围岩失稳问题,以锦丰金矿地下搅拌站超大断面硐室为研究对象,利用矿山地质钻孔数据库建立矿区岩石质量指标模型,并基于该模型选择搅拌站建设最优位置为150 m中段。通过实验室试验、现场调查及地应力测量确定围岩参数及应力分布特征,利用Phase2岩石力学软件对硐室开挖后的稳定性进行数值模拟分析,根据分析结果并结合工程类比法,提出管缝锚杆+挂网+湿喷混凝土+树脂锚杆+长锚索+壁后注浆+防底鼓反拱混凝土联合支护方案对围岩进行支护。采用数值模拟及现场应用效果监测方法对加固效果进行评价,结果表明:加固后的硐室最大变形量为31 mm,最大主应力为25 MPa,锚杆(索)均未发生破坏,混凝土衬砌所有单元的安全系数均大于1.2,支护结构处于合理有效的受力状态。采用该联合支护方式加固后的硐室处于稳定状态,支护效果良好,相关研究成果对类似工程具有重要借鉴意义。

智能衬砌台车在超大断面二衬施工中的应用

渝湘高铁重庆至黔江段重庆长江特长隧道是长江上游第一座高铁盾构隧道,超大断面盾构组装洞室为盾构机洞内组装施工场地,上部结构衬砌宽25 m×高11.64 m,厚90 cm,超大断面衬砌施工难度大,质量不易控制,为保证衬砌施工安全和质量,落实国铁集团“以工法定工装、以工装保工艺、以工艺保质量”理念,超大断面盾构组装洞室衬砌采用智能衬砌台车施工,台车为双门式桁架结构,配置自动布料逐层分仓带压浇筑系统、附着式+拱顶插入式振捣系统、液位压触式防脱空报警系统、台车定位系统、带模注浆系统及软搭接、可视化端头模等智能化系统和设备,实现了二衬混凝土分层逐窗自动布料浇筑、实时监控混凝土浇筑、掌握浇筑进程,提高了拱顶混凝土密实度,浇筑完成2 h后采用带模注浆一体机进行带模注浆作业,有效预防了拱顶脱空,可有效保障超大断面衬砌混凝土浇筑施工质量。

超大断面浅埋软弱围岩市政隧道施工分析

随着市政道路工程逐渐完善,隧道断面不断增大,常面临超大断面浅埋软弱围岩的施工工况,对隧道施工提出更高的要求。本文经过对常见施工方法的分析,结合某工程项目对隧道施工方法进行详细阐述,通过建立双侧壁导坑法模型以及交叉中隔壁法模型,对两种工法进行比对,关注围岩位移的监测,控制支护变形以及地面沉降等问题,选择最佳施工工法。

机车轮对动态检测系统过渡段设计与动态分析

机车轮对的磨损是影响机车运营稳定性的不利因素,该文设计的机车轮对动态检测线路是一种新型不驻车检测机车轮对磨损状态的专用轨道线路,显著提高轮对磨损状态的检测效率。检测线路轨道间距为1568 mm,宽于标准轨距1435 mm,此时轮对与轨道正常接触区域显著暴露,便于对轮对磨损状态进行检测。通过有限元方法模拟机车通过过渡线路的动态分析,验证该检测方法的可行性。模拟结果表明,从轨道强度、轨道变形及轮对搭载量3个方面综合评价,该机车轮对动态检测线路具有较强实用性,能够满足23 t轴重机车以36 km/h速度安全通过的要求,实现不驻车情况下对轮对磨损状态进行安全检测。

苏州中南中心底板大体积混凝土蓄水养护技术

苏州中南中心项目塔楼底板超厚、超大体积混凝土,在夏雨季进行浇筑,按照先浇筑先养护原则,采用挡水墙将底板面分为若干区域,分区域分阶段蓄水养护,具备良好的保温保湿效果,具有“密闭性、匀质性、统一性”的特点,同时可以抵抗恶劣天气的影响。

超大断面异型隧道台阶法施工工法优选研究

为保证超大断面异型隧道的施工安全,依托某超大断面异型隧道建设工程,利用FLAC3D软件对超大断面异型隧道采用四台阶九步法、三台阶七步法、三台阶五步法的位移、应力、安全系数进行了研究。研究结果表明:(1)四台阶九步法所引起的拱顶沉降与收敛值均最小,分别为3.563 mm、0.765 mm、1.715 mm、2.785 mm、2.060 mm,位移控制效果最佳且满足工程规定值;三台阶七步法次之,而三台阶五步法各项收敛值均最大;(2)四台阶九步法最大主应力和最小主应力均小于其他两种工况应力值,且应力分布较为均匀;(3)四台阶九步法最小安全系数最大,为3.98,满足规范要求;推荐该工程使用四台阶九步法进行施工。研究成果可为类似异型隧道施工工法选取提供参考。

排水沥青桥面铺装排水不利问题分析及优化对策

排水沥青路面因突出的环保效益,在高等级道路的建设中应用越来越广。总结分析了排水沥青在高架桥面铺装中应用的实际排水不利问题,在超高缓和段此类复杂平纵条件下,提出技术参数上控制缓和段长度和复合坡度,方法上采用标高等值线优化设计方法;在超宽桥面路段,提出适当加大横坡和增设内部空腔排水通道的优化对策;在大纵坡路段,推荐优先采用普通沥青并提出路面交界处的细节排水构造。针对桥梁伸缩缝阻水问题,提出交界处设置抗冲压梯形排水横管的优化方案。

分岔超大断面隧道变截面衬砌台车设计及施工技术

结合厦门海沧疏港通道工程B标段分岔超大断面隧道特性,针对分岔段隧道变截面二次衬砌施工,系统地介绍了本项目分岔超大断面变截面衬砌台车设计及施工技术,通过采用不同的设计及施工技术措施,缩短台车组装时间,提高衬砌台车的利用率,提升施工效率,降低施工成本。

超大跨度变断面隧道围岩力学动态响应与开挖步序优化数值模拟研究——以苏州七子山隧道为例

保证超大跨度变断面隧道的施工安全,同时兼顾施工便利性及施工效率,具有重要意义。依托苏州长江路南延工程-七子山隧道工程,针对连拱转大跨段开挖过程中拆除或保留临时支撑,以及超大跨度段的是否调整优化开挖步序这两种工况,采用FLAC3D开展数值模拟研究,从围岩位移和围岩应力两方面进行对比分析。研究结果表明:以上两种工况下,围岩位移和围岩应力均存在明显差异;在连拱转大跨段,开挖过程中保留临时支撑围岩所受扰动更小,围岩应力变化较小;在超大跨度段,开挖步序优化方法的拱顶最终沉降值减小了8.60%,仰拱最终隆起值减小了4.01%,左边墙和右边墙最终水平收敛值分别减小了9.42%和16.70%,且优化方法的各测点围岩应力变化相对较小。根据得到的对比分析结果对现场施工提出优化建议:对连拱转大跨段,随开挖过程保留临时支撑,同时为保证施工便利性,采用门式拱架作为临时支护手段;对超大跨度段,采用优化的开挖步序进行施工,可进一步降低围岩扰动,提高施工安全。

大断面偏压隧道超浅埋洞口施工关键技术

隧道暗挖施工的安全影响因素较多,特别是在隧道洞口地质环境条件较差时,生产安全事故控制难度更大。该文以文峰山1#隧道急倾斜地层四车道大断面洞口超浅埋段为例,通过采取地面注浆加固,施作洞门套拱和打超长管棚作为进洞条件;洞身开挖采用双侧壁导坑七步工法,首先完成超前小导管施工,后采用大型配套机械挖掘,减少扰动,控制台阶间作业面距离及左右导坑先后行的长度,以确保大倾角超浅埋段掌子面岩石的稳定性,实现小台阶快速成环,有效解决隧道进洞难的问题,达到早进洞的目标,对该隧道安全顺利完工提供了有力保障,对类似隧道项目的施工有重要的借鉴作用。

考虑Ⅰ型支柱的超大型冷却塔风洞试验与风振系数研究

超大型冷却塔结构的支柱截面构型和风振系数取值对其结构抗风稳定性尤为重要。依托安徽平山电厂二期国家最大火电机组超大型冷却塔示范工程,建立超大型冷却塔三维有限元精密化足尺模型,提出六种Ⅰ型支柱截面方案并探究其对结构模态、最小局部稳定因子和质量参与系数的影响,根据确定的截面方案建立冷却塔缩尺模型并开展刚体测压风洞试验,最终给出考虑Ⅰ型支柱的超大型冷却塔风振系数取值。研究表明不同支柱宽度最小局部稳定因子和前1000阶质量参与系数总和基本相同,Ⅰ型支柱宽度2m为超大型冷却塔支柱最优方案,单塔和最不利风向角下考虑Ⅰ型支柱的超大型冷却塔整体风振系数建议取值为1.77和1.95。研究结论可为此类超大型冷却塔支柱截面选型和结构抗风设计提供参考。