矩形隧道掘进技术的发展历程和现状

正0引言矩形隧道掘进技术通常是指掘进断面形状为圆角矩形或复合圆形的隧道掘进技术,是异形断面隧道掘进技术的一种。相较于传统的圆形断面隧道掘进技术,矩形断面隧道掘进技术具有空间利用率高、覆土浅和施工成本相对低廉等特点。其有效使用面积相较于传统圆形盾构增大了20%以上,且在拥有同等使用面积的情况下矩形盾构能节35%以上的地下空间,大大减少隧道埋深。根据主要施工设备的不同,矩形隧道掘进技术可分为矩形顶管和矩形盾构。其中矩形顶管技术主要适用于短距离、浅覆土、单坡     

滚筒式矩形隧道掘进机工法

<正>水建设与东京都港区共同开发的滚筒式矩形断面隧道掘进机,首次运用于硬质地基的输水管工程。滚筒式矩形断面隧道掘进机工法是以硬质地基为对象构筑矩形断面隧道的技术,具有高效、经济等优点。掘进机掘削构造简单,设计了以前从未配置的形状刀头。与一般的矩形断面掘削机相比,其制造成本减少了30%     

浅埋大跨偏压隧道的破坏模式分析

为研究浅埋大跨偏压隧道破坏模式,利用有限元强度折减法对三心圆曲墙式断面隧道和马蹄形断面隧道在不同埋深、坡比工况下的塑性应变和安全系数进行研究,得到隧道的破坏模式及发展规律:无偏压条件下,随着埋深增加,三心圆曲墙式断面隧道最大塑性应变由拱肩向下转移到边墙附近,而对于马蹄形断面隧道,当埋深较浅时,在拱肩和边墙出现破裂面,随着埋深的增加拱肩的破裂面逐渐向边墙脚转移;当存在偏压时,三心圆曲墙式断面隧道浅埋侧先破坏,随着埋深的增加,最大塑性应变由浅埋侧拱肩移到浅埋侧边墙位置,对于马蹄形隧道,破裂面从浅埋侧拱肩和深埋侧边墙转移到墙角;在同一埋深条件下,三心曲墙式断面隧道安全系数高于马蹄形隧道安全系数。     

城市轨道交通类矩形盾构法隧道施工技术研究

通常盾构法隧道的断面形状均为圆形,其易于实现全断面切削和相对合理的结构受力体系,掩盖了空间利用率低、地下空间占用大的不足。矩形盾构法隧道在断面空间利用率和狭窄道路中的穿行能力上则存在较大优势,但因其结构受力和变形、盾构机推进控制、矩形管片拼装等难题,未能得到有效的发展。系统阐述了城市轨道交通类矩形盾构法隧道技术施工研究,通过分析类矩形盾构法施工上的重难点,分别从类矩形隧道全断面掘削、管片拼装、轴线控制和管控技术等相关技术方面进行研究和探索,为进一步开展矩形盾构法隧道的建设提供更可靠的依据和建议。     

大拱断面连拱隧道结构设计与优化

介绍了大拱断面连拱隧道的应用前景和结构设计思路,并提供相应的设计参数,通过结构计算分析结构的安全性和优化衬砌支护参数,并提出多种施工方案,从而为大拱断面连拱隧道设计施工提供一定的科学依据和指导。     

XM1200三臂拱架台车在大断面软弱围岩隧道施工中的应用

为提高大断面软弱围岩隧道微台阶、全断面法开挖初期支护拱架施工机械化水平,引进三臂拱架安装台车进行拱架安装。通过对三臂拱架安装台车参数和性能、施工工艺、与传统台车对比应用效果等多方面进行分析,主要结论如下： 1）三臂拱架安装台车抓举和连接拱架可在有效保证施工人员安全的前提下,缩短拱架安装时间; 2）钢拱架安装工艺流程更规范,有效提高拱架安装精度和质量; 3）三臂拱架安装台车和传统台架、改装机械设备应用效果相比,更适应大断面软弱围岩隧道微台阶、全断面法开挖初期支护拱架施工; 4）三臂拱架安装台车除可完成拱架安装施工外,还可辅助进行部分隧道高空作业施工。     

超大断面矩形盾构顶管设计关键技术

文章详细介绍了超大断面矩形盾构顶管(10.12 m×7.27 m)设计的关键技术研究:1)矩形断面开挖形式的研究与选型分析;2)超宽矩形薄壳体强度、刚度研究;3)顶推机构电液比例集成控制研究;4)矩形断面渣土改良技术研究。以上关键技术的研究解决,在施工现场得到了成功应用,为城市超大矩形断面交通隧道施工提出了一种全新工法。矩形隧道施工将会成为最经济、安全和快捷的工法。     

不对称连拱隧道施工工序优化数值模拟分析

为了研究不对称连拱隧道的施工与受力情况,以兰海高速孟家磨不对称连拱隧道为工程背景,通过对隧道施工过程进行数值模拟,以及对两种不同施工工序下围岩和支护结构的受力及变形情况进行对比分析,结果表明,先施工小断面隧道时的拱顶沉降、初期支护应力、中墙水平位移及应力、二次衬砌的应力基本都小于先施工大断面隧道时产生的位移及应力值,并且大断面隧道一侧的中隔墙与拱脚相接处的压应力比较大,先施工小断面隧道较为安全可靠,可为今后类似工程设计及施工提供参考和借鉴。     

断面形状对隧洞围岩位移和应力的影响分析

采用FLAC3D软件分析了圆形断面、矩形断面、直墙式断面和曲墙式断面形状隧道开挖在III级围岩中的位移和应力集中分布规律。圆形断面隧洞围岩位移最小,应力集中系数最小,塑性区厚度最小,应力集中系数最大点距洞面的距离最大,即支护结构受到的围岩压力最小;与圆形断面隧洞相比,曲墙式隧洞围岩位移、应力集中程度和塑性区仅次于圆形隧洞,曲墙式断面是合理的隧洞断面形式;矩形隧洞围岩位移、应力集中程度和塑性区最大;直墙式隧洞围岩位移、应力集中程度和塑性区仅比矩形隧道略小,与矩形一样,直墙式断面是不利的隧洞断面形式。     

不同断面形状的装配式波纹钢管隧道受力特性对比

为了明确装配式波纹钢管隧道(FCSPT)在不同断面情况下的受力特性，设计了3种断面形状(圆形、管拱形、半圆形)的跨度均为10.4 m的波纹钢管(明挖)隧道，并借助ABAQUS有限元软件建立二维平面应变模型，对不同断面形状的装配式波纹钢管隧道在覆土荷载作用下的变形、内力、应力以及管周土压力分布情况展开研究。研究结果表明：相同覆土情况下，半圆形波纹钢管隧道变形远远小于圆形及管拱形；3种断面隧道内力最大处有所不同，圆形隧道在仰拱及起拱线位置，管拱形隧道在拱腋及其下方曲率变化较大处，而半圆形隧道集中在拱脚位置；3种断面形状的波纹钢管隧道起拱线以上区域管周土压力分布非常接近，而圆形与管拱形隧道之间管周土压力的差别主要出现在起拱线以下的拱腋及仰拱区域。     

箍筋配置对混凝土曲线梁极限承载力的影响

以有限元分析软件AN SY S为主要工具,建立了分离式的有限元模型,对矩形截面混凝土曲线梁的极限承载力进行了研究,着重就曲线梁箍筋的配置情况对其极限承载力的影响进行了计算分析,并得出了相应的结论。     

图像处理技术在零件表面破损检测中的应用

破损面积检测是通过图像处理中的优化算法将破损影像独立出来,将破损部分的影像二值化为黑色,其它部分为白色,通过对黑色像素点的统计计算和单位转换,得到破损部分的面积,进而作出合格与否的判断。对破损最大线性长度的检测是利用“边界扫描法”,通过沿x轴和y轴方向的扫描,找到破损边界,再根据对2组平行线所围成的矩形对角线进行计算,来确定破损部分的最大线性长度。     

颗粒捕集器喷油助燃再生旋流式燃烧器流场特性分析

颗粒捕集器喷油助燃再生燃烧器内的流场分布对气流组织及油气混合有重要影响,而供风形式是燃烧器内流场特性的主要影响因素之一.为了在燃烧室内形成稳定持续的回流,促进油气混合进程,分别采用双矩形口切向供风和直片式轴向旋流器供风两种供气形式,设计等入口截面面积的两种供风系统结构,并在相同发动机排气和补气条件下对燃烧器冷流场进行仿真分析.分析结果表明,两种供风形式均能形成可回流到油气混合室端面的中心回流区,轴向旋流器供风时的中心回流区的长度、最大回流速度、突扩位置的重附着区长度分别比双矩形口切向供风时大8.11%,5.63%和9.59%,且轴向旋流器供风时的湍动能大于双矩形口切向供风.对比结果显示,利用轴向旋流器供风更有利于促进混合过程的进行,对气流的组织更合理.     

橡胶坝突然塌坝泄洪瞬时流态刍议

河道行洪断面与河道溃坝洪水传播过程关系密切,是确保行洪安全的最主要原因之一。该文运用三维紊流数值模拟方法对不同河道断面形式水流瞬间溃坝洪水演进过程进行了数值模拟,获得了水面形态、流动过程等水力特性,分析了溃坝洪水流动距离与时间的关系,提出了抛物线形河道断面溃坝洪水传播速度慢于矩形断面河道的结论,对河道行洪设计、管理和堤防防冲具有重要意义。     

钢筋混凝土下承式系杆拱桥设计与施工

贵州省开阳县东山大桥为一跨90m钢筋混凝土下承式系杆拱桥,净跨88m。拱肋矢跨比为1/5,其轴线为二次抛物线,为钢筋混凝土结构,系梁断面为矩形截面。截面内共设6束21φ~j15．2mm低松驰预应力钢绞线。每片拱肋有14根吊杆,每根吊杆采用φ7-73预应力钢丝束组成,并锚于拱肋和系梁上。结构计算分析在平面力系下进行,采用“桥梁平面杆系结构计算软件”对上部结构进行计算分析。     

钢筋混凝土偏心受压构件裂缝宽度计算研究

为研究裂缝宽度验算规范解在偏心距处于0.55 h(h为构件截面高度)附近时不连续的问题,通过开裂换算截面法得到矩形偏心受压构件内力臂及钢筋应力理论解。对比现行规范解发现,规范公式在双侧配筋、配筋率或偏心距较小时计算内力臂值存在较大误差,影响裂缝计算结果;而当偏心距等于0.55 h且配筋率小于0.3时,理论上会有裂缝超过限值的情况发生。     

排水沟渠在道路排水系统中的计算分析与应用

排水沟渠的成功应用可使排水系统水流顺畅、工作有效。该文采用实地调查及理论分析的方法,分析了排水沟渠的分类,给出了三角形边沟、带低洼区三角形边沟、矩形及梯形边沟、半圆形边沟及皿型边沟等排水沟渠的流量计算公式,讨论了其在曲线段的流态,提出了不同形式排水沟渠的适用条件,可对排水沟渠的设计起到较好的指导作用。     

品字型与直线型桩基力学特性对比分析

以某工程的陡坡岩堆路基治理为依托,运用有限元软件,对品字型支挡结构和直线型支挡结构分别建模分析。分析研究发现:品字型迎坡面桩基的拉应力明显大于背坡面桩基,直线型桩基的最大应力和最大位移均小于品字型桩基,但品字型桩基对滑坡体的加固效果要强于直线型桩基。从利用土体抗力和材料用量综合分析,品字型桩基的经济性优于直线型桩基。     

钢筋混凝土梁遗传算法优化设计

遗传算法是建立在自然遗传学机理基础上的参数搜索方法。通过介绍遗传算法在钢筋混凝土梁结构参数求解中的应用,利用遗传算法对钢筋混凝土梁进行优化,建立钢筋混凝土矩形截面梁的满足约束、造价最低优化模型及相应的适应度函数,采用二进制编码,通过执行遗传算法的选择、交叉和变异算子,实现对结构的优化设计,并分析了算例,成功求解了钢筋混凝土梁结构非线性优化设计模型。实例结果表明:该法可以节省时间,优化结果准确并可以降低造价。     

复杂环境下大截面矩形顶管施工管线保护技术

上海市轨道交通二号线东延伸段张江高科站的一号出入口采用矩形顶管法施工,该工程的始发井、接收井宽度小,且出洞口、进洞口区域存在重大市政管线、进洞口顶管离大口径雨水管线极近、施工难度很高.该文结合工程施工情况,详细介绍了进出洞阶段及顶管施工过程中管线保护技术,可为类似工程施工提供借鉴.