环氧涂层填充型钢绞线锚具的有限元建模与锚固性能分析

为解决环氧涂层填充型钢绞线锚具设计中锚板与夹片锥角相匹配的问题,利用ANSYS软件对其锚具进行了有限元建模和分析,计算了在锚板与夹片锥角相同以及锚板锥角小于夹片锥角10′情形下锚具的应力、变形及压力,分析了对锚固性能的影响。结果显示,锚板与夹片锥角相同时,夹片根部的Mises应力、径向应力及锚板与夹片之间的压力值都很高,产生切口效应,锚固效率小于95%,达不到锚固性能要求;当锚板锥角比夹片锥角小10′时,锚具应力、变形及压力减小了很多,未出现切口效应,锚固效率大大超过95%,完全符合锚固性能要求。此外,分析了夹片与锚板间摩擦系数对锚板受力及锚固性能的影响,可为锚具的设计和制造提供参考。     

公路隧道施工监控量测方法对比研究

监控量测是新奥法的三大要素之一。在公路隧道施工过程中,传统的监控量测方法在实际操作中存在许多局限,进行非接触式量测更具有可行性,值得推广。该文依托延崇高速公路隧道施工现场的监控量测工作,采用专用于变形监测的精密测量机器人TM50,对比了对边量测以及手动、自动和人工辅助瞄准多测回三维坐标量测4种不同监测方法的量测精度和速度。结果表明:人工辅助瞄准多测回三维坐标量测是上述4种公路隧道施工监控量测方法中精度最高、速度较快的方法,能够确保量测精度达到相关规范要求。     

全站仪非接触隧道变形量测方法在老营庄隧道湿陷性黄土地质段的应用

全站仪非接触隧道变形量测方法是一种快速、及时和有效的监控量测方法,它可用于隧道施工围岩变形监测。本文介绍了这种方法在老营庄湿陷性黄土隧道的监控量测应用。针对湿陷性黄土开挖后变形大,变形快的特点,采用全站仪量测可快速监测,对现场施工干扰小,结果可直接指导隧道现场施工,及时服务现场动态施工。     

组合式测点装置在龙泉山隧道施工监控中的应用

在隧道施工监控技术现状分析基础上,根据不同变形阶段对监测方法及精度要求,针对隧道分步开挖法,提出采用“隧道位移变形监测专用多功能组合式测点装置”开展隧道施工监控量测。介绍了组合式隧道监测新方法的原理及数据分析。通过龙泉山隧道工程监测实践表明:该监测方法解决了常规监测中分步开挖数据采集不连续的问题,监测精度满足规范要求。     

秀山大桥锚体及锚固系统设计

舟山市秀山大桥为主跨926m的三跨连续弹性支承体系悬索桥,其官山侧和秀山侧均采用重力式锚碇、分布传力式锚固系统。锚体设计采用前、后趾分离的三角造型,左、右幅支墩采用不同的基底标高,前锚室与支墩之间设置弧形加劲板进行连接,锚块过锚固系统后锚面位置后横向进行回缩,前锚室顶板分段采用预制空心板和钢壳作为底模其上整体浇注混凝土的结构形式;锚固系统将锚固板、定位桁架、定位支架等构件进行标准化设计、模块化分组,采用螺栓连接的方式现场组拼成型;利用ANSYS软件对锚体及锚固系统进行实体有限元分析,结果表明:混凝土最大拉应力控制在4.194MPa,剪力键最大滑移量控制在0.38mm。     

大断面黄土隧道施工工法研究

以墩梁隧道为背景采用高精度全站仪和反光模片进行隧道施工现场监控量测,通过量测数据分析,比较了双侧壁导坑、单侧壁导坑和三台阶开挖施工工法在大断面黄土隧道中的适用性及优缺点,得出了不同施工工法在大断面黄土隧道开挖施工中控制变形的关键技术措施,以期为类似隧道工程施工提供借鉴。     

隧道进口段山体古滑坡复活的治理

针对古田隧道在施工过程中发生的山体古滑坡复活情况,通过对隧道地表情况、围岩地质、构造等方面进行分析,找出了其形成原因,采取了锚固桩、锚索桩、微型锚筋桩和洞内加强支护等综合治理措施,成功地治理了山体滑坡。文中阐述了微型锚筋桩施工工艺和监控量测方法。     

大跨度隧道无尺量测技术应用

主要介绍大跨度、长大隧道利用全站仪配合反射片无尺量测进行变形监测的技术。     

上寨隧道出口段监测及地质预报综合技术探讨

采用“以地质法为基础、以HSP声波反射法为主要手段、配合地质雷达”的综合物探技术，实施上寨隧道出口段施工地质超前预报，并通过隧道围岩变形监控量测，为安全施工提供了技术保障。     

SAA技术在成兰铁路隧道监控量测中的应用

通过SAA技术在成兰铁路茂县隧道斜井大变形地段的成功应用,对SAA工作原理、SAA技术用于隧道工程监控量测的测点布设、监测数据表达方式、误差及自动监测预警等进行了全面解析和介绍。SAA监控量测技术对比传统的隧道监控量测技术具有高度自动化、信息化及实时性的特点,该技术的成功应用是隧道围岩量测技术的一次重大突破,对强化隧道监控量测过程管理,降低施工安全风险起到积极作用。     

雪山隧道照明监控策略分析

雪山隧道全长12.9 km,在隧道界属于长隧道,且连接台北及宜兰两地之重要孔道,仅30 min开车路程即可到达,有效地繁荣宜兰当地观光产业,因此每逢假日皆可吸引大批游客进入宜兰,故隧道照明设计系以安全为主要诉求。隧道照明系依CIE设计准则进行规划,以消除用路人进入隧道时之黑洞效应及长时间行驶于隧道内之闪烁效应,为了随时应付隧道外日夜气候变化及隧道内交通与环境状况,合理及快速调变照明程度是一件重要之工作,因此发展1套合适之隧道照明监控策略是有其必要性。此监控系统,除了依据设置于洞外之辉度计,量测洞口周遭辉度情形外,相关交通讯息、隧道环境状况及事故事件等因素皆是影响到隧道照明之需求,故良好的隧道监控设施架构,将有助于隧道照明控制是否顺畅之表现,且在符合隧道安全考量下与节约用电达到一平衡点,以获得最佳控制流程。     

无尺量测技术在西秦岭隧道TBM施工中的应用及数据分析

现场量测是监视围岩稳定、判断支护衬砌设计和施工方法是否正确的重要手段,也是保证新奥法安全施工,提高经济效益的重要条件。兰渝铁路西秦岭隧道为大断面单线隧道,采用传统的围岩量测方法进行围岩变形观测难度较大,为解决围岩变形量测点位置较高、人员靠近困难的问题,在施工中采用了无尺量测技术。结合无尺量测技术在西秦岭隧道TBM施工中的应用情况,介绍利用全站仪进行无尺量测的原理及量测数据的分析。无尺量测技术解决了量测对施工的干扰,同时操作简便、工作效率高,被隧道施工广泛应用,本文介绍为类似工程施工提供借鉴和参考。     

卵砾石层潜盾隧道变形抑制措施及施工与监测回馈——以机场捷运CU02A标工程为例

台湾目前机场捷运、台电输配电地下管道、科学园区地下污水管道等多项工程采用卵砾石层潜盾隧道,惟既有文献显示,土层潜盾隧道钻掘引致地盘行为已多所研究,台北捷运已发展隧道钻掘引致地表沉陷槽预估公式,而卵砾石层潜盾隧道之相关研究较少。基于卵砾石层潜盾隧道在建工程及未来应用日渐增多,显示其研究之重要性。以机场捷运计画桃园国际机场路段CU02A标工程为例,以其潜盾隧道遭遇卵砾石层及已穿越路段之防护及变形抑制措施,包含一般路段之背填灌浆及预铸环片,以及高风险区段(如穿越滑行道等)之机上灌浆、加强背填灌浆、二次灌浆及预铸环片等,藉由施工一般监测及自动化监测结果,分别探讨一般及高风险区段隧道钻掘对地盘变形行为影响,并经由其结果之交叉比对,探讨变形抑制措施效果,以期回馈潜盾设计施工参考。最后,亦藉由既有施工与监测资料,尝试印证设计阶段之设计考量,阐述设计理念与施工实务之结合与回馈。     

潜盾隧道近接既有桥墩之施工监测与分析成果

探讨潜盾施工对既有桥墩之影响性及评估桥墩保护工法之成效,系都会区推动地下捷运及电缆洞道等隧道工程安全分析之重要课题。为此,以二维有限元素软件PLAXIS为数值分析工具,幷以高雄某地区之潜盾隧道环片外缘与沿线既有桥墩净距1.4～3.0 m且为复合地盘之工程实例,进行一系列分析且与监测资料相互比对。在桥墩之保护工法方面,该工程配合工址之施工特性采用微型桩于不同施作位置、间距等情形下之既有桥墩保护措施。综合数值分析与监测资料比对结果显示两者之变形趋势相似。数值分析成果亦显示潜盾隧道施工过程对于微型桩壁体、桥墩或基桩之变形,土壤漏失率之影响显著高于微型桩间距、角度及位置等因素,综合本工程实例之相关成果应可供未来类似工程之参考。     

山岳隧道涌水评估及施工回馈分析

以曾文越域引水隧道工程为例,透过三维水文地质模式评估隧道施工期间之涌水。依据区域地质图及细部设计阶段地质图建构三维水文地质模型,并透过现地试验结果、水位观测结果、隧道内量水堰及隧道洞口总出水量等量测结果进行水文地质参数率定。所建议之分析模式除可用于评估后续施工所可能遭遇之涌水灾害外,亦可评估隧道开挖对邻近水文环境之影响,并将评估成果回馈至隧道设计及施工。     

预铸混凝土环片循环载荷试验与分析

藉由预铸混凝土环片试体内装设钢筋计,除可了解环片制造过程中,混凝土蒸汽及水中养生过程,钢筋应变随环片温度变化的情形外,还可透过环片循环载重抗弯试验过程,了解钢筋应力及应变变化情形。将环片预铸过程所使用的钢筋与混凝土样品,分别进行拉力及压力试验,获得应力与应变之组合律,再利用材料及钢筋混凝土力学理论,进行环片循环载重抗弯试验成果分析,分析结果与实测结果及理论解进行比对,可评估传统监测仪器预置于钢筋混凝土环片内之适用情形,不但可以确认环片钢筋设计用量之适当性,而且还可以作为来日隧道近接施工阶段,监测环片内应力之变化及有限元素数值模拟分析结果比对的基础。     

雪山隧道营运中长期监测成果分析与评估

由于雪山隧道规模庞大且地质条件特殊,加上长达15年的施工期间,曾发生多次施工困难及大量涌水事件,导致其结构安全课题一直备受关注。为确认隧道之长期稳定,乃于完工后设置长期监测系统作为评估之用。长期监测工作自2009年开始,于2011年3月完成第一阶段工作,监测系统之项目包含控制点测量、内空变位监测、裂缝扩展监测、孔隙水压力量测及水量量测5大项。本文将整理现阶段之监测成果,并予分析评估,以作为未来隧道营运及维护管理之依据。     

岩石隧道受震反应之工程影响因子研究

地震发生频繁区域之岩石隧道受震破坏案例已发生多起,其相关研究课题已日渐受重视,惟土层隧道耐震设计已有规范遵循,岩石隧道者者尚缺乏深入探讨。研究采经岩石隧道震后破坏案例及解析解等验证正确性之动态数值分析模式,探讨岩石隧道受震工程影响因子,包括衬砌刚度、衬砌与岩盘互制、围岩加劲及围岩弱化等。由分析结果知,衬砌劲度越大,震波引致最大应力增量正规化值愈大,即震波引致应力增量值愈大,因此隧道衬砌耐震设计不能全以提高劲度为主要方法;隧道衬砌与岩盘互制作用研究结果显示,采用匀滑开挖、防水膜及衬砌与岩盘填补增加滑动性材料等,可减少衬砌受震引致轴向应力增量,达到减震效果;岩石隧道混凝土衬砌外侧之再加厚衬砌与辅助工法等加劲措施,经采用等值劲度模拟分析结果显示,采用如一次支撑及辅助工法提高围岩劲度,将增加衬砌轴向应力,但减少剪应力及挠曲应力;加大加劲范围可减少衬砌轴向应力,但将增加剪应力及挠曲应力;开挖引致的松动区减少围岩劲度,将减少衬砌轴向应力,但增加剪应力及挠曲应力。     

ADECO-RS工法在隧道洞口浅覆段施工的应用与对策

近年来,随着环境保育观念的提升,减少地表开挖的理念,已逐渐落实在隧道设计及施工实务上。以往,隧道洞口浅覆段采用明挖法,已逐渐被暗挖法直接穿越所取代。即使在地质、地形或环境条件上不尽理想之区段,基于整体路线考量,亦有非采用不可之情形。本文以台湾北部正施工中的双线双车道公路隧道为例,探讨ADECO-RS工法在隧道洞口浅覆进洞的应用与对策。由于该案例位处山凹处,属谷部地形,不仅覆盖极薄,开挖过程中更遭遇到废煤矿碴与多雨的气候,使得降雨所汇集的地表水,不断入渗至隧道内,开挖面自立性极差。几乎非原设计之NATM工法足以因应。但经采取ADECO-RS工法之管幂加劲、土心加固及拱盖培厚等超前约束与加固理念后,勉为通过,其处理经验与心得,希供后续类似案例之参考。