杭温高铁梧坞超大断面隧道上穿高速公路隧道爆破施工影响分区

依托新建杭温高速铁路梧坞隧道垂直上穿既有义东高速公路西甑山隧道工程,建立超大断面近接交叉隧道爆破施工三维数值模型,研究新建隧道不同爆破开挖距离下既有隧道振速分布规律。结合爆破振速分区标准,划分新建隧道爆破开挖影响区和既有隧道纵向影响范围。根据既有隧道实测振速判定其结构安全状态。结果表明:新建隧道爆破施工过程中对既有隧道左拱肩、拱顶产生强影响,左拱肩最大振速可达5.6 cm/s;新建隧道从洞口开挖至0.8D~2.0D、2.9D~3.9D(D为既有隧道跨度)时,先后对既有隧道左线、右线产生强影响,新建隧道开挖至2.5D时对既有隧道右线纵向-0.3D~0.3D范围产生强影响;既有隧道左右线现场实测振速大多数在2.5 cm/s以内,新建隧道爆破施工对既有隧道影响较小。

邻近水库软弱围岩小净距隧道开挖方案优化研究

以义东高速公路防军隧道为依托,对邻近水库软弱围岩小净距隧道开挖方案进行优化比选。运用有限元软件Midas·GTS·NX建立开挖方案优化前后2种方案的隧道模型,结合数值模拟结果和现场监测数据对隧道围岩应力、位移和塑性区分布进行分析对比。研究结果表明:从力学角度出发,2种方案对围岩稳定性的控制效果相差不大。围岩条件较好时,留核心土法开挖对保证施工安全、降低施工成本、缩短工期均能起到较好效果。综合考虑施工地质条件及工法特点,采用变更后的留核心土法更加符合工程实际。

并行近接隧道中减振孔的爆破振动控制效果研究

新建隧道爆破作业对邻近既有隧道影响显著,鉴于减振孔的泛用性,常选其作为减振手段,但在近接隧道中的降振效果亟待探明。建立了能够表征各减振孔参数效应的爆破动力学模型,并与现场监测数据对比验证了模型的正确性。进而探究了减振孔参数对减振率的影响规律,提出描述减振率与减振孔参数间的关系式,论证了近接隧道爆破中减振孔的爆破振动控制效果。结果表明:(1)分别布设减振孔1~3排,平均减振率从40.58%增至71.99%;(2)分别布设减振孔距爆源距离0.75 m~1.5 m,平均减振率从53.93%降至40.21%,改变上述参数对减振效益影响明显;(3)建立了减振孔参数与减振率的拟合关系式,揭示了减振孔参数对爆破振动影响显著程度;(4)揭示了减振孔对近接隧道爆破振动的影响规律,距爆破临空面5 m以内振速高、衰减快,减振孔减振效益好,单排减振孔对中心断面各部位的减振率达到26%~38%。

机动车辆荷载对空间交叉隧道结构动力影响

为研究机动车辆荷载作用下空间交叉隧道结构动力响应特性,以杭温高铁梧坞隧道与义东高速西甑山公路隧道交叉段为工程背景,建立了交叉隧道三维动力计算模型,利用ABAQUS子程序模拟机动车辆在公路隧道内行驶,得到行车公路隧道、相邻侧公路隧道、上跨高铁隧道在机动车辆荷载作用下的加速度、位移、应力动力响应特性,并通过计算行车过程中监测截面每一时刻的安全系数分析了各隧道衬砌结构安全度变化规律。结果表明:机动车辆荷载对行车隧道自身影响较大,影响主要集中在行车位置下方区域,车辆通过时拱顶处安全度降低最为显著;对于上跨高铁隧道和相邻公路隧道,行车公路隧道内的机动车辆荷载对其影响整体较小,且其影响程度与近接距离密切相关;相邻侧公路隧道响应主要集中在与行车隧道的相邻一侧,右方隧道行车时其仰拱中心的安全度降低最明显;上跨高铁隧道响应主要集中在隧道仰拱位置,下方隧道行车时其左拱脚处的安全度降低最多。研究结果可为空间交叉隧道、城市地铁等地下工程的日常运营监测提供依据,并为类似空间交叉隧道工程的设计优化提供参考。

交通建设工程安全积分管理场景应用探索

新《安全生产法》的实施标志着“全员安全生产责任制”时代来临,对于安全责任划分更加明确,生产经营单位每个部门、岗位、员工都不同程度直接和间接影响着安全生产。但目前,在高速公路建设项目中三违现象时有发生,存在全员安全责任落实难、隐患排查不全面等安全管理工作中的痛点、难点问题。针对此类问题,本文提出了安全积分制的场景应用探索,阐述了安全积分制的使用功能和在义东高速项目的应用实践及取得的成效,总结出了安全积分制在高速公路建设安全管理中的应用推广价值。

基于ANSYS的小箱梁腹板局部受力分析及结构优化

为研究PC小箱梁常见腹板纵向裂缝成因及防控问题,采用有限元软件ANSYS建立原小箱梁有限元模型,分析预应力管道局部定位偏差、腹板厚度减薄两类施工偏差对腹板局部应力的影响,提出优化方案并做同等工况对比论证。研究表明:预应力管道局部定位偏差导致腹板产生沿预应力管道的受拉应力,腹板厚度不足将进一步提高拉应力水平,双因素共同作用下腹板易产生沿预应力管道方向的纵向开裂现象;优化小箱梁通过增大箱梁截面尺寸及壁厚,很大程度减小由施工偏差引起的受拉应力,提升腹板抗裂能力。

混凝土工字梁缩尺模型抗剪试验研究

开展3根RC工字梁与4根PC工字梁的抗剪试验,研究钢筋布置、腹板厚度以及预应力布置对试验梁破坏形态及抗剪承载能力的影响,通过与各国规范对比,推荐抗剪承载能力计算方法。结果表明:在临界剪跨比1.0的情况下,剪切破坏表现为斜压破坏或剪压破坏;不同工字梁的荷载-挠度曲线发展规律相似,施加预应力可提高试验梁刚度与抗裂水平;设置弯起普通钢筋或预应力钢束可提高试验梁抗剪能力;对比各国规范抗剪承载能力计算结果表明,美国规范计算值与试验数据最为接近,我国规范与欧洲规范偏保守;试验及分析结果可为腹板设计提供参考。

交通建设工程项目安全智控指数应用探索

通过在建项目现场实施的各类物联网信息化和安全管理信息化终端进行安全管理数据的采集,将指数体系内置于信息化系统,利用系统大数据进行统计分析,得出量化指数。按照风险分级标准,结合各级风险的颜色标识,形成一张可视化的风险分布图。通过该风险图可对在建项目的风险控制情况进行预判,为下一步安全管理提供决策依据。

“目标牵引OS3C安全循环管理”理论创新与实践应用

笔者根据多年交通建设安全管理经验并基于“PDCA”管理模型基本特征,创新性提出“目标牵引OS3C安全循环管理模型”。该模型的突出特点为:用“目标O”牵引全程,以“谋划S”明确标准,以“检查C”管控阶段,以“施工C”见证结果,用“总结C”提升高度并承前启后。该模型实践运用于浙江义东高速公路东阳段安全管理,以目标引领,抓好事前谋划,强化施工过程检查和事后总结提升,并以此为循环不断提高项目施工安全管理水平和保障能力。

大断面小净距隧道爆破施工合理间距及减振措施

小净距隧道在爆破施工过程中存在多次扰动问题,一方面隧道周边岩土体在多次爆破扰动下发生劣化,降低围岩承载能力,另一方面爆破振动会直接对既有隧道结构产生不同程度的影响甚至损坏,如衬砌结构开裂、剥落等。因此,合理设计隧道间距以及采取必要的减振措施对于提升隧道整体安全性能以及延长隧道服役性能至关重要。为研究不同围岩级别下隧道的合理间距,以义东高速西甑山公路隧道小净距段为工程依托,采用ANSYS LS-DYNA有限元动力分析程序建立小净距隧道爆破施工三维数值模型,重点研究Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ级围岩后行洞爆破施工下相邻先行洞振动响应规律,建立围岩级别、振速以及隧道间距内在关系式,结合衬砌结构振速限值划分合理间距,并探究减振孔在小净距隧道爆破施工中的应用,现场选取试验段开展先行洞振动监测并评价降振效果。研究表明:先行洞迎爆侧边墙位置振速值最大,以此为基础划分Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ级围岩下隧道合理间距分别为5.8,8.2,11.1 m,当间距小于该值时应加强监测并采取相应减振、加固措施;后行洞设置减振孔后,振速计算值、监测值相比未设置的减振率分别提高18.7%,32.6%,二者相差不大表明减振孔降振效果明显;实际监测振速最大值为3.49 cm/s,远小于7 cm/s的限值,先行洞二次衬砌振速值满足安全控制要求。