考虑施工过程的浅埋软弱隧道管棚变形预测及参数敏感性分析

目前的隧道管棚计算方法和理论解析存在计算繁杂,计算参数的选择对分析结果的正确性影响较大且无法获得精确的理论解或简化的计算公式等问题。文章基于Winkler弹性地基梁理论,考虑隧道施工过程中围岩扰动特性、支护未封闭不完全承载特性、地层反力系数差异特性及荷载分布不均匀特性,建立了管棚超前预支护变形理论计算模型,并通过求解24阶方程组获得超前管棚预支护理论解析。结果表明:1)解析解与数值解和现场实测值吻合度较高,解析解可用于管棚变形预测;2)管棚直径、开挖进尺、地层反力系数均存在最优参数取值,环向间距与管棚变形呈正比例关系,管棚长度并非越长越好,只需满足管棚远端超前掌子面前方2倍台阶高度即可;3)实际施工过程中,通过调整管棚参数来控制隧道拱顶沉降效果从优到劣的顺序为:开挖进尺、注浆改善地层力学性质、环向间距、直径、长度。     

双洞公路隧道洞口废气污染影响的数值模拟

以双洞单向公路隧道洞口段气流为对象,采用k-ε双方程紊流模型及组分传输方程组,借助流体计算软件,从不同自然风条件、洞外段设置挡风壁和两隧道洞口不同相对位置(横向间距5～50 m)三个角度,数值模拟了出口废气的扩散情况,并相应得出对另一隧道入口污染的影响程度.研究结果表明,邻近隧道入口受出口废气污染的影响程度随不利风向的自然风速的减小以及两隧道洞口间距的增大而减小;洞外段合理的尺寸与形状的挡壁能有效减少甚至消除出口污染物扩散对其入口的影响.从而推出结论:对于特定隧道,洞口处的常年自然风的风向和风速大小与隧道通风效果息息相关;对于特定地形和特定自然风,可以通过选择适当的洞口间距来改善隧道的通风效果;如两洞口间距很近,则于洞口外两洞间设置挡风壁可有效提高两隧道的运营与防灾通风效果、降低废气污染程度.     

穿洞河大桥高墩合理尺寸的计算探讨

大桥桥墩的设计是全桥设计至关重要的一环。文章结合穿洞河大桥桥墩设计计算实例,介绍高墩合理尺寸的计算公式及推算过程,并通过对比分析得出较为经济合理的桥墩截面尺寸构造形式。     

基于蚁群算法的隧道照明参数设计

隧道照明设计需考虑灯具间距、布置高度、布置形式、布置角度、灯具配光曲线等诸多因素,诸多参数的引入造成常规求解方法的困难,论文基于蚁群算法的基本原理,提出了基于蚁群算法的隧道照明参数设计方法,分析了相应的计算流程,并结合贵州凉风坳隧道,利用该算法计算了隧道照明参数配置,并与DIALux照明设计软件的设计进行了对比分析,得到相应结论并为合理选择隧道照明参数设计方法提供参考。     

极小净距交叠隧道下行双线施工间距优化研究

针对极小净距交叠隧道受力复杂、爆破不易控制及支护困难等特点,文章以青岛地铁枣李区间隧道交叠段为研究对象,对下行隧道五种不同开挖间距进行数值模拟,分析了下行双线不同间距下地表及拱顶沉降分布特征。结合数值计算及理论分析对不同开挖间距下的围岩稳定性及施工经济性进行研究。结果表明:随着两平行隧道交错开挖间距的增大,隧道上方地表沉降、拱顶沉降和塑性区体积逐渐减小,但与此同时施工工期将会延长,工程支出相应增加,最终通过多指标综合判别确定出隧道左、右线交错开挖间距在25~35 m时较为合理。研究成果确保了极小净距交叠隧道施工的安全稳定及经济可行性,可为同类工程建设提供理论依据和实践经验。     

隧道管棚设计参数的确定

管棚作为超前预支护辅助措施,广泛应用于隧道和地下工程建设领域。分析并确定隧道管棚的设计参数,为管棚施工、设计提供参考。     

关于盾构隧道管片尺寸的解析

目前盾构隧道管片尺寸设计普遍采用AutoCAD等辅助设计软件作图的方法来完成,设计时或采取某些近似处理或过程比较麻烦,其结果也不便于校核。文章根据解析几何知识并结合管片构造特点推导了管片尺寸相关的解析公式。分析表明,采用该方法既可得到管片尺寸的精确解,也能通过程序计算提高设计效率,且便于校核作图结果。     

地震区隧道洞门极限状态设计方法研究

目前在进行隧道洞门结构设计时,考虑到设计和校核的方便,将极限状态方程转化为取用分项系数的实用设计表达式。但在需要考虑地震荷载的影响时,尚没有直接用于设计的有效表达式。为此,文章通过对大量隧道洞门标准图的计算校核,提出了在普通隧道洞门设计表达式基础上修正分项系数的原则,从而满足地震区洞门设计使用要求。研究结果表明:(1)通过计算确定洞门结构的稳定性目标可靠指标最小,为结构的薄弱点;(2)利用极限状态法计算并结合相关行业规范确定隧道洞门结构的目标可靠指标;(3)通过大量洞门标准图的计算确定了一般洞门结构通用的荷载作用和结构抗力的分项系数;(4)在需要考虑地震作用时,可对一般洞门结构设计表达式的土压力分项系数作1.9/1.6倍增大调整来替代水平地震力和土的内摩擦角改变的影响。     

上海市道路隧道结构设计标准综述

通过调研和总结上海已建15座盾构隧道的设计资料,对现有隧道存在的病害进行了归类分析,提出了隧道病害的预防与治理措施;对明挖段的围护设计选型、结构工程规模和盾构隧道几何设计参数进行了统计分析,提出了明挖接线段围护结构选型及插入比的建议,明确了明挖结构的计算模型和计算参数;对已建盾构隧道的埋深、最小曲线半径、最小线间距、最大坡度等几何参数进行了详细分析,总结出了工作井平面尺寸的确定方法和盾构进出洞的关键技术。     

港珠澳大通道拱北隧道暗挖段变形缝合理设置间距研究

变形缝的设置是为了解决地基不均匀沉降和混凝土收缩可能带来的结构物破坏问题,但其增加了隧道防水的难度。尽管目前隧道界有尽量少设变形缝的呼声,但是对于变形缝的设置间距,缺乏定量分析方法。文章依托港珠澳大通道拱北隧道工程实例,结合隧道实际的地质情况和结构型式,通过数值计算,从定量的角度分析变形缝的合理设置间距。研究结果表明:(1)如果不考虑底部管幕对地基的增强作用,即使设置22 m间距的变形缝也不能满足结构安全性要求;(2)考虑底部管幕作用时,提出的变形缝间距88 m是可行的;(3)考虑隧道全周管幕对地基的增强作用时,从纵向应力和竖向位移考虑,暗挖段可不设置变形缝。但考虑隧道运营后可能出现的地基不均匀沉降等复杂情况,从安全、经济的角度出发,并考虑施工方便,拱北隧道暗挖段变形缝间距可按不超过88 m设置。