超长距离小直径污水连通管道二次衬砌建造技术研究

超长距离小直径盾构污水联通管道采用二次衬砌施工工艺时,往往面临空间狭小、施工距离长、管道线形复杂、机械化程度低等难题。以上海竹园白龙港污水连通管管道工程为依托,在其内径仅4 m、单区间最大长度达2346.3 m、转弯半径250 m段数量4个,且具有连续双S曲线的盾构隧道内实施了二次衬砌。研究表明:模板台车和组合钢模板2种二次衬砌施工工艺的组合使用,能够针对性地解决不同转弯半径隧道二次衬砌的施工难题,安全高效,有效保证污水输送期间管道的结构稳定性、防水性、抗腐蚀性和抗冲磨性,可为类似工程施工提供借鉴。

新一代高精度地震技术的发展方向——超密度地震技术

地震技术已由常规三维经高精度三维发展到高密度三维,但仍不能满足地表、构造、储层“三复杂”勘探开发目标对地震资料精度的需求。为满足“三复杂”条件下地震成像的需求,依据高密度地震技术及计算机和物探装备的发展趋向,提出了“超密度地震技术”的新思路。通过野外小道距采集实验和小网格正演模拟实验,验证了超密度采集对近地表速度建模与静校正及深层高陡断裂成像的改善。考虑超高密度地震采集的仪器和装备需求及海量数据以及经济可行性,提出了“变道距+插值”的实施策略及相关仪器、存储、计算配套技术,分析认为10×10^(4)道级节点仪、海量数据存储与计算是实现“超密度地震技术”的基础,“小宽高”高密度地震采集技术、“小平滑面”RTM叠前深度偏移技术和压缩感知或五维插值技术是重要的关键技术。未来更高精度的地震技术应是炮道密度大于200×10^(4)道/km^(2)的超密度地震技术,为此,需要加快发展超大规模的节点仪单点采集装备、海量数据存储与计算装备及变道距数据插值技术等,并推进野外地震采集的实践。

超长距离小直径泥水平衡盾构高效运输技术研究及应用

小直径盾构在市政管线领域具有广阔的应用前景,在我国尚处于起步阶段。其中,超长距离小直径盾构的工效与国际先进水平具有明显差距,而运输是工效的关键制约因素。以某天然气主干管网超长越江隧道为例研究高效运输技术,分析研究运输的各个环节所占用的时间,通过创新技术压缩列车装卸车和行走时间,通过岔道会车和编组减少单环运输时间,并且辅以长距离运输安全管理和信息化管控技术应用成功,取得良好的工效。该技术对小直径盾构在我国的发展具有重要的推广和借鉴意义。

小直径超长距离隧道内现浇混凝土平台高效施工技术

以某小直径超长距离盾构隧道内现浇混凝土平台施工为例,从运输轨道、隧道内混凝土搅拌运输车、施工段划分、混凝土垂直运输、混凝土供应等方面开展深入研究和探索,提出了切实可行的小直径超长距离隧道内现浇混凝土平台高效施工技术。工程实例表明,该施工技术合理可行,操作性强,比原计划工期提前完成了现浇混凝土平台施工作业,可为今后类似工程提供指导和借鉴。

超小净距浅埋暗挖法综合管廊设计措施研究

以深圳地区某超小净距浅埋暗挖法施工的管廊项目为依托,建立三维数值力学模型,研究不同控制条件下土体与结构的变形和稳定性,探讨浅埋暗挖法近接工况下的关键设计施工措施。其内容主要包括地下水控制、地层预加固技术、超前管棚预支护和正台阶分部开挖工法等。

不利条件下盾构近距离下穿地铁出入口施工技术研究

富水砂层、超小半径、全曲线、大坡度等不利施工条件下,盾构近距离下穿既有地铁车站出入口面临孔隙水压大、土压平衡难以建立、掘进姿态控制要求严格、既有建筑物保护标准高、成型隧道易发生管片破损与渗漏等多方面问题。施工过程中要通盘考虑多方因素、加强技术指导,确保安全下穿。本文以某城市不利条件下盾构近距离下穿既有地铁车站出入口施工为例,提出了一系列具体技术措施。

广州地铁5号线文冲站局部明挖改暗挖方案设计

因避让"钉子户",广州地铁5号线文冲站不得不将原设计的明挖车站设计改为局部暗挖法下穿该"钉子户"。在设计方案变更过程中,存在隧道近距离下穿既有民房、左右线暗挖隧道之间的近距离施工影响、管廊与暗挖隧道的超小净距施工、站厅层的连接、周边环境控制等一系列技术难题。针对这些技术难题,通过计算分析、论证比较等,提出了有效且可行的解决方法和设计方案,并在施工中顺利实施,保护了周边环境,同时也确保了5号线的顺利开通。该工程的顺利实施,可为城市轨道交通类似工程的设计与施工提供参考和借鉴。

安塞油田坪北区小排距加密技术研究

从安塞油田坪北区的生产动态规律和数值模拟2个方面,研究了安塞油田坪北区剩余油分布规律,根据合理井网密度的分析与计算,认为坪北区目前的注采井距过大,油田井网有进一步加密调整的潜力。同时,从压力梯度、压力剖面等油藏监测资料的分析及生产动态资料的统计分析入手,论证了加密井的合理井排距的调整范围,并对小排距加密效果进行了模拟、预测和评价。其结果表明,安塞油田坪北区井网小排距加密调整是油田的有效稳产措施,具有提高产量和采油速度、缩短见效时间及提高采出程度的作用。

泄水洞超小净距下穿高速铁路隧道设计

研究目的:针对泄水洞超小间距(1.9 m)下穿高速铁路既有运营线隧道的沉降控制难题,以兰渝线龙凤隧道泄水洞下穿既有龙凤隧道设计为例,通过理论分析、数值计算和现场试验段施工等方法,达到泄水洞施工中严格控制既有隧道沉降、保障既有隧道和线路安全的目的。研究结论:(1)通过采取"倒人字坡"设计,能增加两隧间净岩柱厚度,同时不影响泄水洞的施工和使用功能;(2)通过采取长管棚加小导管注浆预加固岩溶破碎地层,以及喷早高强混凝土、全环型钢钢架加强支护、注浆回填钢拱架背后的空隙等措施,能很好地控制既有线沉降,保障运营安全;(3)现场试验段施工能较好地验证设计参数和施工工艺;(4)本设计可对其他类似下穿铁路运营线工程设计提供借鉴。

超小净距下穿高铁隧道减振爆破技术

依托沪昆客专贵州段小高山隧道泄水洞下穿铁路隧道正洞工程,针对泄水洞0.5m超小净距爆破开挖下穿既有铁路隧道,对施工进度、爆破振动、爆破损伤等影响因素深入分析,提出采用预设减振保护结构结合数模,现场实时监测爆破振动响应,设置允许合成振速10cm/s作为预警振速界限,实时调整爆破方案的减振精细爆破设计思路,并结合后期监测等进行施工。结果表明,减振精细爆破设计在下穿钻爆施工中,能有效保证0.5m超小净距下穿既有隧道的安全运行,该工程的成功实践,可为类似下穿隧道工程的爆破开挖控制提供参考。

湿陷性黄土地区超小净距隧道超前支护研究

为了研究湿陷性黄土地区超小净距隧道超前支护,现依托兰州南绕城高速公路柳泉3#隧道,采用GTS-NX有限元软件对超前管棚、水平旋喷支护及大管棚配合水平旋喷桩三种超前支护方案进行比选分析。计算结果表明,大管棚配合水平旋喷桩超前支护施工影响范围内地表竖向沉降量较小,初支无明显变形开裂、整体稳定性好,能够承受上方土体和交通荷载。该方案在现场工程应用中效果良好,依托工程隧道洞口超小净距段最小净距仅0.64 m,为国内已实施的湿陷性黄土地区最小净距隧道。

杭州紫之隧道地下立交分岔段设计施工关键技术

不同地表、地层及施工场地等条件,对地下立交的设计方案及施工工艺选择影响较大,施工难度及风险也不同。论文以杭州紫之隧道工程为依托,阐述采用钻爆法施工的地下立交隧道分岔段的设计、施工关键技术,对地下立交分岔段的支护参数、施工工序、小洞进大洞施工工艺以及超小净距隧道施工工艺进行了研究和总结,为类似立交分岔隧道建设提供参考。

近距离残采煤柱下巷道合理支护技术研究

为确定极近距离煤层旧空区-小煤柱群下回采巷道的合理支护方式,通过理论计算、工程类比及数值模拟的研究方法对煤柱下巷道的合理支护方式进行研究,研究表明:巷道采用Φ22mm×2 200mm的螺纹钢锚杆,顶板处间排距为800mm×800mm,两帮处间排距为950mm×800mm,锚索为Φ18.9mm×6 300mm的钢绞线,间排距为1 600mm×1 600mm时,巷道稳定性最好;通过现场工业试验,巷道顶底板变形量为31mm,两帮移近量为38mm,与数值模拟结果相近,说明所设计方案稳定,能保证巷道的安全使用。

大断面超小净距隧道掌子面滞后距离的研究

受城市既有建筑结构、山体地质环境以及地下交通网络的影响,地下隧道常呈现出大断面、小净距等特点,而其开挖时为避免左右隧道之间扰动过大,需要严格控制隧道施工时左右掌子面的间距。因此依托攀枝花金山隧道工程,利用MIDAS GTS/NX软件对左右隧道不同的掌子面滞后距离进行了模拟。通过对隧道施工引起的地表沉降、围岩变形的结果分析,得出掌子面滞后距离对隧道围岩变形的影响可忽略不计的结论。考虑隧道变形受掌子面开挖的影响范围为(0.5~2.0)D,建议隧道开挖时的掌子面滞后距离为2.5倍的洞室宽度。该研究成果可为大断面超小净距隧道的施工提供一定的参考。

四台矿掘进巷道压力区段特殊支护技术实践

在煤矿井下巷道掘进的过程中,往往由于地质条件、留设小煤柱、过上覆采空区煤柱、采掘交锋等影响出现巷道压力集中区段,造成巷道不同程度的压力显现。为确保巷道支护质量及安全生产,保证巷道的服务年限,为工作面回采创造有利条件,对四台矿14~#层402辅盘区5213巷和307盘区5723巷掘进期间巷道压力区段特殊支护技术进行研究,首次使用顶板分段支护技术及斜拉锚索锁具,有效地治理了巷道顶板裂隙、炸帮严重的现象,巷道压力显现得到了有效控制,为今后掘进巷道压力区段特殊支护工作提供了很好的参考依据。

超小净距地铁隧道近距离下穿地下过街通道设计施工技术研究

以青岛地铁1号线西镇站-青岛站区间超小净距隧道下穿青岛火车站地下过街通道为例,对下穿段设计方案、施工技术进行详细的分析讨论,得到以下认识和结论:超小净距下穿施工采用单洞双线方案、分离双洞方案、连拱隧道方案均是可行的,综合地层变形控制、工程投资、运营期防水效果等因素,采用分离双洞方案是合理可行的;复合地层隧道近接施工应以控制变形和爆破振速为目标,制定设计、施工方案。现场监测数据表明,过街通道最大位移约4mm,爆破振速未超限,满足地下过街通道保护要求。该研究成果可为后续类似工程提供借鉴和参考。

超浅埋超小净距花岗岩隧道中两种开挖工法的受力分析

结合某隧道工程,提出“三台阶法+钢管桩”开挖工法,通过建立力学模型,模拟计算常规CD法开挖与“三台阶法+钢管桩”开挖的受力情况,并对2种工法经济效益进行分析。结果表明:应用“三台阶法+钢管桩”不仅缩短工期,而且经济效益更高。

深埋超小净距隧道近接施工力学特性研究

为探究中岩柱厚度小于2 m深埋超小净距隧道先行洞未施作二次衬砌时的近接施工力学特性,通过数值模拟、现场试验等方法,研究超小净距隧道近接施工围岩变形和支护结构受力特征。结果表明:(1)先行洞未施作二次衬砌时开挖后行洞,近接施工影响显著,因后行洞施工引起的先行洞围岩变形约占其总变形量的43%;后行洞开挖使得先行洞初支变形和内力呈现明显的偏压效应,即靠近中岩柱侧收敛变形和结构内力增幅远大于外侧。(2)初支钢拱架受力大致可分4个阶段:先行洞开挖影响段、中期稳定段、后行洞近接开挖影响段以及后期稳定段。施工过程中先行洞左右拱脚和仰拱部位存在较大拉应力,应重点关注。(3)先行洞仅施作初支情况下开挖后行洞,将初支变形和内力作为必测项目,可动态掌握其变化规律,及时采取控制措施,保障施工安全,避免后行洞爆破对先行洞二次衬砌造成结构损伤。