隧道施工技术要点及其管控方法

前言 隧道工程属于地下结构物,是多种多样的,构筑地下结构的施工技术也是多种多样的,地质情况变化、大场地狭窄,工作面小,且工序集中,工序复杂,施工及监理工作环境恶劣等特点。然而,地下结构物竣工后,我们只能看到外观,而其内部及结构物背后的状态是隐蔽的,严格意义上说,地下工程就是一个隐蔽工程。隧道工程要达到“内实外美”就是说,要把隐蔽工程做到实处,不留后患,监理工作怎么开展才能保隧道工程的质量？针对隧道工程的特性,分析总结隧道监理工作要点及其管理方法,应以“报检”为核心的质量控制方法实现隧道的“内实外美”。     

盾构法隧道施工时高承台被动群桩的土拱效应

通过建立有限元模型模拟天津市地铁一号线盾构施工,有限元模型得到的土体沉降曲线与现场实测吻合,在此模型基础上进一步研究隧道开挖过程中被动群桩的土拱效应.隧道开挖时,3×3被动群桩中远离隧道的边排桩的桩间土一般形成了“反向土拱”;靠近隧道的边排桩的桩间土拱的形式主要取决于同一位置处桩与土体的相对位移.当桩的水平位移小于土体时,桩间土体形成了类似于边坡工程及堆载情况下的土拱;反之,桩间土体形成“反向土拱”.桩长增加,当桩、土水平位移接近时桩间土拱效应肖失;与地面堆载等典型的被动群桩不同,隧道开挖时当被动群桩的桩间距由4m减小至2m时土拱效应消失.     

碎石土堆积层地段隧道“零”进洞工法与工程实践

环保安全的隧道施工新方法日益受到人们的重视,介绍了衡阳至炎陵高速公路大面山隧道碎石土堆积层地段“零”进洞工法的原理、施工工艺和施工要点,总结了该工法在隧道洞口设计、施工中的环保意义和适用性。     

大断面隧道施工技术研究

隧道工程施工由于施工作业空间狭窄,施工作业面积较小,施工作业机械开展困难,因而工程施工难度较大。大断面隧道施工主要是指隧道净空断面积在20¹00 m2范围之间的隧道工程施工项目,大断面隧道由于隧道断面面积较大,因而工程施工规模也更大,施工技术相对较为复杂,施工工序繁琐,施工质量影响因素较多,因而对于施工项目管理也提出了更高的要求。因此,完善大断面隧道工程施工流程管理,提高隧道工程施工工艺水平,确保工程施工质量合格已经成为隧道工程施工管理的重要内容,这也是确保大断面隧道顺利建设竣工的关键措施。以大断面隧道工程施工中较为常用的新奥法施工工艺作为论述点,重点对新奥法在大断面隧道施工中施工工艺以及施工质量控制要点进行了论述。     

时速600 km磁浮列车驶入隧道时初始压缩波特征的数值模拟

为分析高速磁浮列车驶入隧道时产生的初始压缩波特征, 采用三维可压缩非定常流动的N-S方程和SST κ-ω湍流模型, 基于重叠网格法和有限体积法, 以国内正在研发的时速600 km高速磁浮列车头型为研究对象, 建立了高速磁浮列车驶入隧道的计算模型, 通过分析距隧道进口端内不同距离横截面上不同测点的压力及压力变化率, 得到了车头驶入隧道洞口初始压缩波的空间分布特性和传播特性, 以及不同速度对初始压缩波波动幅值的影响。研究结果表明: 初始压缩波在列车驶入隧道前开始形成, 形成初期具有三维特性, 在隧道截面同一高度上, 靠近车体一侧的初始压缩波压力要比远离车体一侧大; 在隧道截面同一侧, 靠近车体一侧高度越低, 初始压缩波压力越大, 而远离车体一侧初始压缩波压力与高度无关; 当列车驶入隧道一定距离后, 在列车头部前方约36 m处隧道内同一断面处压力相同, 初始压缩波由三维波变成一维平面波; 在列车流线型头部驶入隧道约0.15 m时, 位于隧道300 m测点处的初始压缩波的压力变化率达到最大值; 列车速度越高, 初始压缩波压力峰值越大, 位于隧道100 m处测点的初始压缩波的压力峰值与列车速度的2.5次方近似成正比, 压力变化率峰值与速度的3次方近似成正比。      

泡沫轻质土在云山隧道塌方处理中的应用

介绍了和榆高速公路云山隧道塌方的工程概况,在对塌方的空腔进行处治时,如回填混凝土,因混凝土自重大、风险高、同时填充不彻底。回填泡沫轻质土,就解决了混凝土之不足。泡沫轻质土这种新型材料处理过的隧道塌方,效果良好。     

压缩波惯性作用对其波形演变的影响

为了准确地评估隧道出口微压波,基于一维平面波方程和压缩波的特性,推导了压缩波在隧道内传播时压缩波压力梯度的理论公式.采用该理论公式,分析了传播距离,初始压缩波幅值以及初始压缩波波前长度等因素对隧道不同位置处压缩波压力波梯度的影响.结果表明:压缩波压力梯度随着传播距离的增加而増大,其变化幅度越来越大,当传播距离接近临界长度时,其压力梯度几乎发生突变;相同的传播距离下,压缩波压力梯度随初始压缩波幅值的增加而增加,随初始压缩波波前长度的增加而减小;当传播距离小于临界长度时,理论公式和数值计算结果的相对误差小于6%,数值计算结果与文献报道的实测结果吻合良好.      

地铁列车引起的大地振动传播规律研究

建立列车一轨道连续弹性双层梁平面模型,模拟地铁列车运行时引起的轨道结构振动,采用快速傅里叶变换法并结合Matlab软件编制程序,求出作用在隧道基底的荷载值,在此基础上,建立“隧道一土层”三维有限元模型,计算并分析了不同列车速度、不同隧道埋深等工况组合下地铁列车引起的大地振动传播规律。     

高速铁路隧道斜切式洞门研究

高速列车通过隧道时会在隧道内引起瞬变压力、在隧道出口形成微气压波．微气压波会对隧道出口的周边环境和周围建筑物造成危害,采用帽檐斜切式洞门可大大消减微气压波的影响．本文对斜切式洞门的结构型式、结构设计及斜切式洞门对微气压波的消减效果等进行了研究,可供类似工程参考．     

“临时框架式洞门”工法研究

隧道洞口段开挖进洞,应尽量减少坡面开挖痕迹,避免出现大填大挖现象.提出的“临时框架式洞门”工法进洞可以不开挖既有山体边坡和周边植被,能够直接进洞,从而实现“隧道零开挖进洞”,达到保护洞口环境和植被的目的.该工法在隧道洞口设计、施工中具有一定的环保意义和适用性.     

桩基施工对既有通车隧道扰动影响分析

邻近既有隧道桩基施工与列车荷载耦合作用产生的应力波会对既有通车隧道造成扰动影响,甚至会演变成严重的坍塌事故.结合邻近既有通车隧道的某码头打桩工程实际,分析耦合作用下既有通车隧道的动力响应;建立"桩-土-隧道"的三维有限元模型;并采用数值模拟方法找出既有通车隧道的不利振动和应力区域.研究结果表明:①隧道最不利的振动范围集中在隧道z方向的整个底部区域;②隧道最不利的应力范围主要集中在隧道z方向的右下区域;③隧道截面沿x、y方向所受的最大振速为4.6 mm/s,沿z方向所受的最大振速为4.4mm/s.通过确定既有运营隧道最不利振速以及拉应力的区域,为类似工程中通车隧道安全防护提供了技术支撑.     

隧道内浅支坑对初始压缩波波形变形影响初探

当高速列车进入隧道时，在列车的前部形成压缩波．压缩波以接近音速的速度在隧道内传播，并在隧道出口处部分向外释放出一种脉冲压力波，造成了新的环境问题．这种脉冲压力波的大小取决于到达隧道出口的压缩波的波前形状，作为降低脉冲压力波的减缓方法，研究了隧道内浅支坑对压缩波波前的减缓效果，建立了在设置有浅支坑的板式轨道隧道内传播的压缩波波前变形的基本方程，并与国外的计算结果进行比较，能较好的吻合．     

高海拔地区高速铁路隧道空气动力学特性

为了获得高海拔地区隧道空气动力学效应随海拔高度的变化规律,针对我国中西部及西南部艰险困难山区高海拔低温的气候特点,给出了高速列车进入隧道时产生压缩波的三维可压缩、粘性、非定常流场数值模拟方法,对高速列车进入低气压隧道时产生的气动效应进行研究.研究结果表明:隧道所处海拔高度的变化对隧道内压缩波及隧道出口微气压波的影响较大,随着海拔的升高,大气压的降低会导致隧道内压缩波及隧道出口微气压波的最大值及最小值呈线性降低,降低幅度分别为70%和71%,而大气压的变化对测点压力波形无影响;随着温度的降低,隧道内的压缩波及隧道出口微气压波的最大值及最小值均降低,降低幅度分别为34%和36%,基本呈线性效应;海拔高度的变化对隧道内及隧道外气动效应的影响比温度的大.针对我国高海拔地区的气候特点,根据旅客的舒适度准侧,提出了CRH380B型高寒列车在列车速度为350 km/h、气压为75.99 kPa及气体温度为250 K时的隧道净空断面积约为96 m2,可为下一步高海拔低温条件下高速铁路隧道净空断面积的设计提供参考.      

基于FLAC3D大断面浅埋偏压隧道开挖 方式数值分析

以V级软弱围岩杏花村偏压隧道工程为背景,应用有限差分软件FLAC3D对大断面偏压隧道进行开挖数值模拟,研究大断面浅埋偏压隧道中微台阶法与环形开挖预留核心土开挖的不同效果。结合杏花村三车道隧道施工实测数据,通过对比分析发现模拟结果与实际监测结果一致。FLAC3D准确模拟软弱围岩浅埋偏压隧道开挖,结果表明:在大断面偏压隧道开挖中,偏压侧位移较大,施工过程中,可采取在偏压侧设置挡土墙或加厚衬砌厚度的措施。通过对数值模拟中围岩应力状态、衬砌结构内力的比较,综合考虑后采取环形开挖预留核心土法进行大断面偏压隧道开挖,有较好的施工效果。     

严寒地区软塑粘土地层大断面浅埋隧道施工方案

东北隧道围岩大部分为粘性土,局部见砂层,部分地段含水量较高,围岩呈软可塑状态,自稳能力差。针对此特点,通过模型试验、室内理论分析和现场试验测试,系统研究比较了几种典型大断面隧道施工方案,选取了适合严寒地区大断面软塑粘土隧道施工的方法,并通过施工实践对隧道施工技术、施工工艺进行了深入研究和探讨,总结了一套严寒地区大断面浅埋软塑粘土隧道快速安全的施工技术。     

上海将建国内最大地震实验台

上海2008年将开建国内最大的地震实验台,整个实验室预计在2010年竣工,届时,桥梁等大型建筑的模型都可放置在实验台上,接受模拟地震波的检验。该实验室将落户嘉定,是教育部“985”二期平台项目,计划投资5000万元建设实验台。整个实验室的投资在1亿元左右。     

堰筑隧道结构设计关键技术探讨

分析堰筑隧道工程特点及典型案例,重点关注结构设计方面存在的问题,从减小堰筑隧道埋深的措施和高水头深埋大跨结构处理等角度,进行堰筑隧道结构断面形式比选,提出“折板拱 + 仰拱”的组合断面形式。以某堰筑隧道工程为例,对比分析隧道结构采用“折板拱 + 仰拱”组合断面形式的合理性。结论可为类似隧道结构断面设计提供参考。     

磁悬浮列车穿越隧道引起的压力波传播规律研究

在对Fluent软件进行二次开发的基础上，对磁悬浮列车穿越隧道引起的压力波进行了三维数值模拟，得出了隧道内的压力波时程曲线。并将隧道内的压力波动情况与列车的运行情况相结合，对压力波在隧道内的传播规律进行了详细的分析和解释，这对磁悬浮铁路隧道的设计提供了理论基础。     

隧道复合式衬砌整体防水材料的无损焊接施工技术

针对隧道复合式衬砌整体防水材料无损焊接技术进行分析,确保隧道工程竣工后,防水效果能够达到期望,从而为人们提供良好的服务。     

黑石岭公路隧道爆破振动监测与控制技术研究

按“新奥法”施工的河北张石高速黑石岭隧道全长7590m,为上、下行分离的双洞单行双车道,属于长大岩石高速公路隧道。工程开挖施工采用IDTS3850爆破振动仪对隧道爆破振动进行监测,通过对结果的回归分析,结合工程实际,提出爆破振动波衰减经验数学模型。同时,结合该隧道开挖爆破施工提出爆破振动控制技术措施,以确保隧道开挖洞室、初期支护、二衬、相邻隧道等已有工程的施工质量和安全。该研究对指导隧道工程开挖爆破施工和保证已有工程的安全具有重要作用。