基于BIM技术的隧道工程信息平台设计与研究

隧道作为重要的交通基础设施,其质量和安全受地质、结构和施工等各类因素的影响。为解决当前隧道建设中信息杂乱、集成化不足、信息传递差的弊病,引入BIM技术建立隧道地质、土建结构、机电设备全BIM模型;以BIM模型为载体,将隧道建设全过程的海量信息汇集整合,实现各类数据的结构化存储、关联和可视化展示,形成BIM模型数据库;在此基础上,通过对构件进行编码及轻量化处理,研发出工程信息管理平台。平台在广东金门隧道工程的应用,不仅有效解决了隧道建设期的地质预警、施工进度、工程质量、资料管理等“痛点”问题,还为后期运营养护提供了精准详实的工程数字化信息,为安全运营奠定了隧道本体结构和设施设备风险预警和防控的优良基础。

隧道穿越泥石流沟防治设计的几个问题探讨

为保障隧道的建设及运营安全,就当前隧道穿越泥石流沟防治设计存在的几个问题开展针对性研究。首先,对隧道穿越泥石流沟的形式进行归纳总结,通过理论分析和工程类比,给出不同穿越形式对应的设计要点及防治措施。其次,研究排导槽的最佳水力断面问题,排导槽的断面型态系数M越小,水力条件越优,并在此基础上,以直墙弓形排导槽为例,推导出不同槽型的断面型态系数。再次,进一步分析排导槽积淤的主要原因,对当前排导槽防淤积验算公式进行分析和整理,提出基于槽宽验算、槽内泥深及流速验算等公式的排导槽防淤设计验算方法与流程。最后,结合典型工程实例,根据上述流程,设计出合理的隧道建设方案和排导槽形状及其尺寸参数。

隧道养护技术之关键问题

从2001年至2013年,我国（不包括港澳台地区）公路隧道年均增长740公里,截至2013年,我国公路隧道已建成11359座/9605.6公里,表明我国已有1.1万座公路隧道进入养护期.又据国家规划预测,未来其规模仍将持续增加.可以预见,我国公路隧道将面临长期、繁重的养护任务.

公路隧道养护标准化探讨

从公路隧道养护标准化角度看,今后需以养护信息标准化为核心,以养护作业流程标准化为基础,以养护检(监)测标准化、养护评价标准化和养护管理标准化为关键环节,有机构建标准化框架体系,最终从根本上解决我国公路隧道养护问题,提高隧道养护效率,进而保障隧道设施运行安全。

土钉墙+排桩在明挖隧道深基坑支护中的几个问题

就当前土钉墙+排桩在明挖隧道深基坑支护中的几个问题,开展了有针对性的研究。采用理论分析和数值计算方法,结合工程实例,深入探讨了土钉墙坡比i,排桩桩径-间距(D-S),以及设有内支撑时,桩-撑相对刚度等参数的选取原则。结果表明:(1)i越小,土钉墙越稳定,但排桩弯矩、水平位移越大。在土钉墙自身滑动稳定前提下,i宜取大值。(2)D-S越大,排桩水平位移越小,排桩混凝土、钢筋量越少,造价越低,但桩间土的防护越困难。在工程地质好、地下水位低的情况下取大桩径、大间距,反之取小值。(3)弱桩强撑的支护效果好,但对施工干扰大;强桩(非悬臂)弱撑造价低。选择桩-撑的相对刚度需从工程地质、周边环境要求、工期、造价等因素综合考虑,方能达到安全可靠,经济合理的目的。

基于地应力实测值的断层构造区域地应力场有限元回归反演分析

结合四川省长河坝水电站地下厂房硐室工程,考虑地形、地貌与断层等地质构造,建立了三维有限元模型,基于实测地应力值,采用多元线性回归分析方法对地应力场进行反演,以分析地下厂房区的地应力分布情况.结果表明:地下厂房硐室岩体地应力的实测值与有限元法所得反演值吻合较好,回归分析方法适用于对地应力场的反演;工程区域的水平地应力大于竖向地应力,并且地应力量值随着垂直埋深与水平埋深的增加而增大;断层附近的地应力出现了局部应力集中现象,须引起注意.

基于支护结构强度和变形综合优化的隧道支护理论与方法

针对新奥法在工程应用中的不足,分析了采用经典地压理论解决隧道工程支护问题的合理性与缺陷,提出了基于支护控制曲线、工程地质情况、监测数据的闭环式目标控制优化支护理论.通过有限元法分析不同应力释放率下支护结构应力与围岩变形的关系,利用支护应力与围岩变形控制条件确定目标控制位移,通过计算后续步段开挖对变形影响的修正控制位移,并结合实际工程的现场位移监测数据,最终确定合理的二次支护施作条件.通过工程实例,验证了该方法的正确性与实用性.

BIM技术在金门特长隧道中的应用研究

针对当前隧道建设中常见的瓶颈问题,对BIM技术在大型隧道工程设计、施工管理中的应用进行了实践探索与研究。建立隧道地质、土建结构、机电设备全专业BIM模型,并对模型构件进行轻量化处理,基于B/S架构,开发出隧道工程信息管理系统,为隧道工程提供了一种直观、便捷的管理方式。系统主要包含构件管理、不良地质管理、工程资料管理等功能模块。通过系统的部署应用,实现了隧道地质风险预测预警、设计方案优化校核、工程资料高效管理等目的,有效提升了公路隧道的信息化管理水平。

一种裂隙岩体力学参数的评价方法及应用

针对裂隙岩体的力学参数选取问题,提出了一种两阶段评价方法.通过裂隙岩体力学参数的三维空间分布情况,评价其各向同性与各向异性状态,对两类情况采用不同的计算模型处理;采用Kolmogorov-Smirnov(K-S)检验法对力学参数的概率分布模型进行假设检验,对检验合格的试验数据分布进行置信区间选取,在给定的置信区间内获取计算参数.在某地下硐室工程中运用该方法进行了开挖模拟计算,计算位移与实测位移吻合较好.

海底隧道管节接头防火试验

为了研究海底沉管隧道管节接头的防火构造与防火性能,采用自主设计建造的燃气式高温试验炉,以国际RABT标准温升曲线作为火灾边界输入,进行了多工况1∶1全尺寸构件明火试验,分析了管节接头在2种防火构造下的防火性能与温度分布。结果表明:作为一种包含钢剪力键的复合材料构件,管节接头的防火性能最终受制于耐温极限仅为100℃的Ω橡胶止水带;管节接头的防火效果取决于防火隔断的设计,采用外挂防火板与内置防火隔断的双层防护方案,即2cm厚外挂防火板+防火隔断(1cm厚防火板+1cm厚防火棉+3cm厚防火板+轻钢龙骨),可确保管节内Ω橡胶止水带的火灾历时温度低于其防火极限;当双层防护构造采用分离式铆固时,受明火火灾动力冲击影响大,外挂防火板首先开始破坏,进而导致管节接头整体防火失效。通过试验,推荐海底沉管隧道管节接头采用双层防护整体式铆固防火构造方案。

联合支护技术在复杂深基坑中的应用

以重庆市渝中区东水门大桥—千厮门大桥连接隧道为工程背景,介绍联合支护技术在复杂深基坑中的应用。针对该基坑呈不规则形状,并且周边环境差异较大的情况,分区段采用不同的围护结构,以充分发挥各围护结构的优点。着重介绍了悬臂桩板挡墙、排桩式锚杆挡墙两种对造价影响较大的围护结构的参数设计及优化,以期在安全可靠的前提下节省造价,可为同类基坑工程设计提供参考。

基于AHP-FCE的隧道照明灯具清洁效果评价方法研究

应用AHP-FCE模型,提出了一种隧道照明灯具清洁效果评价方法。以隧道照明灯具清洁前后的照度结果为基础,提取了照度提升率、照度清洁率和照度恢复率指标并构建隧道照明灯具清洁效果评价指标体系;结合层次分析法,完成各评价指标的权值划分;建立隧道照明灯具清洁效果模糊综合评价模型,最终实现清洁效果的评价。分析结果表明,提出的照明清洁效果评价方法能有效地对不同清洁方式下清洁结果的优劣进行判别,可为隧道照明系统管养的效果提供评价方法,同时可为降低隧道运营安全风险提供理论支持。