基于水平钻探的地形变观测平硐勘察方法研究

地质结构复杂的山区隧道勘察,常用垂直钻孔,难以满足地形变观测平硐勘察要求。论文以西昌某地壳地形变观测平硐工程勘察为例,提出一种基于水平钻探技术解决隧道勘察的中精细围岩分级和涌水量估算两大关键问题的方法。通过对水平钻探全孔岩心节理裂隙进行详细编录,统计节理裂隙线密度,再结合场区节理裂隙发育优势方位及间距,建立本工程场区岩体标准模型,对标准模型的统计分析最终得到一维岩心裂隙线密度与三维岩体体积节理数Jv的换算系数K,再根据规范计算得到隧道围岩的岩体完整性系数Kv及BQ值,精细划分隧道围岩类别。水平钻探在钻进过程中能准确判断隧道涌水位置并测量涌水量,为隧道涌水量计算提供准确的计算参数。

公路长隧道与横通道空间斜交结构施工力学研究

针对高速公路主隧道与车行横通道组成空间交叉结构,采用现场实测以及三维有限元数值模拟研究手段,进行了结构施工力学研究。结果表明,因横通道施工导致主隧道与横通道交叉部结构,特别是与横通道连接一侧结构处于十分不利的受力状况和变形特征,因此需要采取加固措施,以确保主隧道与横通道交叉部结构的安全。与无横通道情况相比,由于拱形支撑作用被切断,结构受力已不再是单一轴向受力,而产生了部分弯曲受力的复杂受力状况。归纳来看,交叉角越小,围岩应力集中程度越高,从设计角度考虑,交叉角应尽量大一些。研究结论对长大公路隧道设计、施工横通道,有一定参考价值。

长大隧道横通道受力分析

随着我国经济的发展,基础设施,尤其是以铁路、公路为代表的交通设施建设不断加速,出现大量长大山岭隧道工程。从地下工程运营避难、救援以及维修管理等角度出发,在两条主隧道一定长度位置处,需要设置联络横通道。本文采用三维有限元数值模拟主隧道与横通道组成不同交角的空间复杂受力交叉结构的施工过程,得出交叉角越小,围岩应力集中程度越高、横通道衬砌结构受力越大的结论。因此,需要对主隧道与横通道交叉部尤其是主隧道与横通道斜交的锐角一侧,给以特别的加强设计以保证结构安全。本文研究结果对地下工程中主隧道与横通道的一体化设计施工,有一定参考价值。

公路隧道与横通道交叉结构抗震性能研究

以我国西南高烈度地震区勒不果喇吉隧道为研究背景,采用改进的Newmark隐式积分方法和无限元静-动力统一人工边界,对主隧道与横通道组成的空间交叉结构进行了抗震性能研究.结果表明,横通道开挖后,主隧道与横通道交叉形成的空间结构处出现应力集中现象,在地震过程中,各部位安全系数呈交替变化状态,拱顶部位容易出现拉应力,是抗震的薄弱部位,需要采取加固措施,以确保地震作用下主隧道与横通道交叉结构的安全.研究结论对公路隧道横通道抗震设计、施工,有一定参考价值.

横通道设置对车隧气动多波峰的影响

为了研究横通道设置对压力波传播特性的影响,基于列车进入隧道所产生的压缩波在隧道与横通道交叉点的传播、反射理论,采用三维数值方法对设置横通道情况下的压力波传播特性进行了分析,对横通道设置不同位置时缓解微气压波的效果进行了比较.研究表明:首波压力梯度在列车进入隧道较短范围内(10 m)即达到峰值,横通道距隧道洞口距离增大,会使列车经过横通道所产生的2次波压力梯度峰值减弱,横通道距洞口距离由20 m调整为50 m,可使2次波峰值降低50%.

交叠隧道相互影响性研究

随着隧道邻近建筑物施工的增多,如何确保邻近建筑物与隧道结构物交叉段的安全成为施工中的难题。采用三维有限元方法,对具有横洞隧道下穿既有隧道进行模拟和分析。研究表明,当新建隧道下穿既有隧道时,二者相互"吸引",既有隧道沉降沿自身轴线呈"拱形"曲线分布,且受力增大,远离交叉段影响逐渐减小;横洞开挖对主洞的影响表现为交接处拱顶、拱腰受力增加,下沉量增加,周边收敛减少,出现应力集中现象。研究成果对具有横洞的交叉隧道的安全施工有一定的指导意义。

大直径盾构施工对地铁暗挖风道影响数值分析

在地铁建设中,盾构直接穿越车站暗挖风道施工越来越受到关注。以北京地铁14号线试验段工程的高家园站为背景,基于"土–结构"相互作用原理,采用三维有限元法,模拟了外径10 m的大直径土压平衡盾构穿越车站暗挖风道的施工过程,获得了风道的空间位移和应力,进而分析了大直径盾构施工对风道的变形和应力的影响。研究表明:大直径土压平衡盾构穿越暗挖风道的施工过程中,风道的变形主要集中在环梁上且最大变形发生在环梁的顶部,左、右环梁的变形主要是在盾构穿越风道前、后完成的;风道的最大应力也发生在环梁上,左、右环梁的应力在盾构穿越风道过程中发生急剧的变化;土仓压力的增大,对左环梁的变形和应力影响均较风道其他位置的大。在设计中,建议对暗挖风道的环梁部位进行加强处理;而在施工中,建议适时调整土仓压力,以保证风道的安全。

隧道斜交横通道施工对主隧道衬砌结构的影响研究

针对隧道斜交横通道施工对主隧道衬砌结构产生影响,以哈尔滨绕城高速天恒山公路隧道工程为依托,采用现场实测和三维有限元数值模拟的方法,对横通道施工阶段主隧道衬砌结构的变形规律和受力特性进行研究。研究结果表明:(1)横通道施工导致交叉口附近一定范围内的主隧道衬砌产生变形和应力集中,其影响范围在交叉口锐角一侧为1.82D(D为主隧道洞跨),在交叉口钝角一侧为1.32D;(2)衬砌变形以拱部下沉为主,在边墙部位产生外扩现象;(3)横通道的开挖破坏了主隧道原有的成拱效应,使交叉口处的衬砌产生应力集中;(4)随着横通道开挖深度的增加,主隧道衬砌结构的变形和应力逐渐减小,趋于稳定;(5)交叉口两侧的主隧道衬砌结构强度安全系数均大于设计值2.0;(6)交叉口锐角一侧的变形和应力集中程度大于钝角一侧,而安全系数小于钝角一侧。研究成果对类似工程的设计与施工具有借鉴作用。

祥和隧道平导软弱围岩变形控制探讨

新建广通至大理铁路祥和隧道全长10 220 m,属I级高风险隧道,于线路右侧设贯通平导。洞身穿越9条断层,岩性变化频繁,受构造影响,岩体破碎、岩质较软。平导在施工过程中常发生变形情况,特别是在侵入岩花岗斑岩、辉绿岩、断层角砾及炭质页岩段。文章通过对区域工程地质特点、软弱围岩变形影响因素等方面进行分析,提出了在平导加强超前地质预报、内轮廓由直墙调整为曲墙式、加强超前支护、引排地下水、提高围岩强度、加强初期支护、增大平导与正洞的净间距等措施。通过以上措施,保证了平导在软弱围岩地段的安全掘进。

川藏铁路主要地质灾害特征及地质选线探析

拟建川藏铁路横穿三山,跨越五水;沿线地形起伏大、构造活动强烈、地层岩性及气候复杂多变;大型崩滑体、高位危岩落石、泥石流、碎屑坡、水毁、雪崩、冰害及生长期高陡岩质边坡等山地灾害发育,其具有规模大、破坏力强、灾害发生频繁且难于治理等特点。在调查拟建川藏铁路沿线主要地质灾害及分析其特征的基础上,从地质角度研究其选线原则。研究认为:拟建川藏铁路高山峡谷地貌段选线首先应遵循线位服从桥位、桥位服从地质及线位服从车站、车站服从地质的两大总体选线原则;对于高山峡谷地貌段,铁路选线宜应先确定桥位,再以越岭的长隧方案或以傍山的长隧短打方案展线为宜,尽可能地绕避大型不良地质体;对于藏东南宽广的高山峡谷地貌段,铁路选线宜外移绕避大型滑坡、岩屑坡或展线于对岸避开泥石流,主要以路基或桥的方式、局部可辅以隧道绕避大型不良地质体通过为佳;而针对迫龙藏布峡谷段,铁路选线宜以傍山的长隧短打的方案通过为佳,尽可能减少线位露头以绕避地质灾害体。

特长深埋高速公路隧道平导通风技术研究

针对越岭隧道由于大型山脉的阻隔而不便修建竖斜井的困境,文章以跨越天山的某特长深埋公路隧道为研究背景,提出了高速公路隧道平导运营通风方案。并通过大量的风网解算及通风系统总造价的正交设计分析,研究了特长深埋公路隧道取消斜竖井、采用平导进行通风的设计方法,分析了该隧道近远期通风机理和通风方案。结果表明:影响通风系统总造价的因素排序为:独立通风段长度、排风量、排风道面积、送风道面积;甄选的近远期通风方案很好地解决了较低交通量条件下高速公路隧道的运营通风难题;通风道长度达数公里的条件下,前段污风不宜全部从排风道排出,要充分利用大断面主隧道排风,减少能耗。

铁路隧道横洞进主洞关键技术及施工方案优化

以全长922 m某隧道2号横洞为例,首先运用地质调查法、地震反射波法(TSP)、电磁波法(雷达)、超前钻探法等综合超前地质预报技术手段;对横洞进正洞交叉口段围岩情况进行预判与辨识。基于横洞进主洞原设计方案,对交叉口段初期支护受力进行建模和计算;并结合计算结果对支护方案进行了优化;通过对交叉口段围岩收敛变形监测数据分析,证明优化后方案可以满足对施工安全、施工质量以及硐室围岩变形控制的要求,确保了横洞进主洞施工的顺利实施,对类似地质条件下辅助硐室进主洞室的施工技术应用具有重要借鉴意义。

采用平导超前和无轨运输方式的长大瓦斯隧道施工六阶段通风技术

合理的通风设计是降低隧道长距离穿越煤系地层时所面临的严峻瓦斯灾害风险的重要措施。文章针对成贵高铁老房子隧道长距离穿越高瓦斯地层时的通风难题,设计出一套随施工进度变化可进行调整的先压入后巷道式的六阶段通风方案,并采用Fluent软件模拟分析,最后以实际监测结果进行验证。结果表明,第四阶段通风效果最差,为通风最不利工况,该阶段隧道内瓦斯浓度均未超过0.5%的限值,其它阶段隧道内风流中最大瓦斯浓度为0.08%,所有指标均满足规范的要求。由此可知,六阶段通风方案通风效果良好,可为类似工程设计和施工提供良好的借鉴作用。

东秦岭隧道平导快速施工机械设备配套模式

本文介绍了东秦岭隧道平导快速施工所采用的机械配套模式及其取得的良好效果 ,对长大隧道机械配套模式进行探讨 ,为类似工程提供经验和借鉴。

全断面隧道掘进机在矿井工程施工中的应用

简要介绍了TBM工法在煤矿矿山建设领域的优势及传统施工方法的缺点;分别以煤矿平硐和斜井工程为例,详细介绍并分析了盾构机和TBM两类产品的设计参数、应用难点及施工效果,并对其在矿井开拓工程领域的发展趋势进行了展望。

单列列车通过无辅助坑道长大铁路隧道时空气阻力计算方法研究

对单列列车通过无辅助坑道长大铁路隧道时的空气阻力计算方法进行探讨,建立基于非恒定流和车头车尾压差的空气阻力计算公式,在通过现场试验对此方法进行验证后进行大量工况的计算,分析隧道长度、阻塞比、列车速度和列车长度对列车空气阻力的影响。计算结果表明:影响隧道内列车空气阻力最主要的因素是列车速度,其次分别为阻塞比、隧道和列车长度。

圆梁山隧道平行导坑快速施工技术

圆梁山隧道通过地段岩溶发育、水量大、水压高、断层破碎带多,且含有煤层、瓦斯、石油和天燃气,地质条件非常复杂,施工难度极大。文章从开挖、支护、装碴、运输、通风等多个方面,介绍了本隧道的快速施工技术。

武隆隧道横洞工区机械设备的选型与配套

文章结合武隆隧道横洞工区的工程概况和施工总体方案要求 ,从开挖、支护、运输、衬砌、通风等工序和环节论述了施工机械设备的选型和配套原则 ,介绍了各施工工序的机械配套情况和施工效果 。

隧道施工技术方案及方法遴选之我见

针对目前隧道施工技术方案及方法选择中存在的问题,提出了:1)“长隧短打”应有所限制;2)隧道分部施工应全面考量,讲求科学;3)要客观定义、正确运用新奥法和矿山法等三个观点,并从理论到实践上作出了详细的阐述,对隧道与地下工程建设者更新观念,更加科学合理地选择施工方法,在技术创新上有所作为具有指导意义。

碎裂岩体双洞隧道车行横洞交叉过渡施工技术

以在建的雅康高速公路前碉3#碎裂岩体双洞隧道车行横洞交叉过渡施工为背景,运用现场踏勘、理论分析、优化验证方法等手段,对隧道工程条件和隧道空间结构进行了分析。提出了正洞与车行横洞交叉口拱顶塌腔预处理,门架及超前大管棚强加固的方法,确定了"先横洞,再过渡段,后正洞"的整体开挖与支护工序及其相应施工参数。实践表明,提出的碎裂岩体双洞隧道车行横洞交叉过渡施工方案及技术能够确保工程安全和进度,可以作为本工程的指导依据,也可为类似工程提供参考。