双线公路隧道下穿铁路隧道不同施工工法理论研究

针对新建隧道下穿既有铁路隧道施工安全性问题,基于有限元摩尔库伦原理对不同施工工法的三维隧道交叉模型进行模拟分析。对比分析CD法、CRD法和双侧壁导坑法的新建公路隧道下穿既有铁路隧道引起的公路隧道施工不同部位稳定性演变和运营铁路隧道沉降变化,以期为类似工程提供借鉴作用。研究结果表明:对于自身隧道开挖,双侧壁导坑法在控制拱顶沉降具有一定优势,但在水平收敛上CRD法效果最好,其次是双侧壁导坑法。不同工法对既有铁路隧道的沉降影响不同,采用双侧壁导坑法公路隧道施工对既有铁路隧道的沉降影响最小,且不建议在交叉隧道处采用CD法进行施工。     

提升框架式隧道下穿铁路编组场施工效率研究

随着公路与铁路空间交叉建设工程数量的增多,为保证公路建设中铁路线路正常运营,需建设下穿铁路框架式隧道或框架桥.为解决线路加固施工困难、破桩顶进施工质量和安全不易把控、施工时间滞后会延长线路慢行等关键问题,缓解运输和施工之间的矛盾,综合考虑铁路编组场运输组织尤为重要.以柳州市航二路延长线框架式隧道下穿柳南四、六场编组站工...     

长大隧道横通道受力分析

随着我国经济的发展,基础设施,尤其是以铁路、公路为代表的交通设施建设不断加速,出现大量长大山岭隧道工程.从地下工程运营避难、救援以及维修管理等角度出发,在两条主隧道一定长度位置处,需要设置联络横通道.本文采用三维有限元数值模拟主隧道与横通道组成不同交角的空间复杂受力交叉结构的施工过程,得出交叉角越小,围岩应力集中程度越高、横通道衬砌结构受力越大的结论.因此,需要对主隧道与横通道交叉部尤其是主隧道与横通道斜交的锐角一侧,给以特别的加强设计以保证结构安全.本文研究结果对地下工程中主隧道与横通道的一体化设计施工,有一定参考价值.     

超大断面马蹄形土压平衡盾构关键技术研究及应用——中国铁道学会科学技术奖特等奖(二十四)

为提高隧道断面利用率,同时使其具有良好的受力结构,公路、铁路隧道常采用马蹄形断面.目前国内外马蹄形隧道施工多采用矿山法施工,不仅施工速度慢、施工条件恶劣,人员安全也缺乏保障.因此,马蹄形盾构机的研制对公路和铁路隧道、双线地铁隧道、人防隧道等安全、高效、经济、环保施工具有重要意义. 与传统圆形盾构机相比,马蹄形隧道施工面...     

小净距三洞并行公铁隧道近接施工及爆破振动影响研究

依托甬舟公路孙家湾1号隧道与甬舟铁路牛皮岭下隧道并行段，通过数值计算，对三洞并行隧道中间铁路隧道先行情况下，公路隧道施工顺序、二衬施作时机及工法步距开展研究，并探究了公路隧道爆破对中间铁路隧道二衬的影响，对孙家湾1号隧道的安全净距及在不同工况下的振速进行研究。主要研究结论为：(1)塑性区集中在开挖范围中下部及公路右线与铁路隧道中夹岩处，中间铁路隧道受公路隧道开挖扰动影响左右拱腰产生较大水平变形；(2)小净距三洞并行隧道中间铁路隧道先行，宜采用公路左线-公路右线的开挖顺序，铁路隧道二衬施作完后再施工公路隧道，采用CD法施工，并设置公路左右线步距为50 m;(3)对不同围岩级别、开挖进尺、工法的9种工况爆破施工对中间铁路隧道二衬影响进行探究，得出各工况下振速传播路径、最大部位、振速数值是否满足要求，并对爆破施工提出针对性意见；(4)Ⅳ级围岩、采用CD法施工，孙家湾1号隧道爆破施工极限安全净距为11.5 m,净距小于11.5 m时建议采用机械开挖。     

琼州海峡跨海隧道关键技术研究

琼州海峡跨海通道是国家铁路网和高速公路网的重要组成部分,随着两岸经济社会快速发展,迫切需要建设一条固定式、全天候运营的跨海通道.通过收集海峡自然地理条件、工程水文地质条件、历次研究成果等资料,对公路、铁路隧道方案进行研究,建议公路与铁路隧道应独立设置,采用盾构法施工.琼州海峡建设条件复杂,隧道方案需要解决超大直径盾构、...     

东莞市城市快速轨道交通R2线立体交叉设计

针对建设空间狭小,同一地点多条铁路、公路交叉等原因形成的平面位置和高差等空间受限因素,开展东莞市城市快速轨道交通R2线交叉设计研究。在保持地面汽车交通正常通行、施工不影响地下城际铁路隧道的前提下,采用单双层门式框架墩、连续梁、U形梁等特殊结构,解决受限空间内复杂立体交叉的设计难题。该研究可为类似项目设计提供参考。     

不同方向地震荷载作用下公铁交叉隧道的振动加速度响应

以某公铁立体交叉隧道工程为依托,通过大型振动台试验研究铁路隧道正交下穿公路隧道时的地震响应。分析2个方向(x单向及xz双向)、3种地震烈度(Ⅶ—Ⅸ)、5种地震波加载幅值(0.10g～0.40g)组成的10种加载工况下的隧道振动加速度响应规律,并以地震波幅值0.20g作为振动加速度峰值突变分界点,采用连续小波变换方法分析隧道典型测点的频谱特性。结果表明:隧道的振动加速度响应具有明显的空间分布特征及叠加效应,上跨隧道仰拱处及下穿隧道拱顶处的地震响应更为强烈;x单向输入地震波时,振动加速度叠加效应以下穿隧道拱顶处为主,xz双向输入时以上跨隧道仰拱处为主,且各测点处的振动加速度峰值明显大于x单向;地震波幅值为0.20g～0.30g时,交叉段测点处的振动加速度响应发生突变,地震波幅值为0.30g～0.40g时,加载方向引起的振动加速度放大效应更为明显;Morlet小波在变换尺度为5～20时的中低频率响应更为强烈,随变换尺度的增大,其卓越频率由高频段逐渐向低频段迁移。     

交通荷载下叠合式公轨隧道的力学性状研究

为模拟交通荷载,引入并改进三车道元胞自动机得到汽车荷载作用位置的随机动态变化,同时利用汽车动力模型、列车-钢轨-隧道耦合动力学模型得到交通荷载量值随时间的动态变化。首先建立叠合式公轨隧道有限元静力模型并进行分析,随后将交通荷载导入公轨隧道有限元模型中,对公路隧道衬砌的动力响应进行分析,获得衬砌的水平应力时程曲线、最大应力响应值和振动加速度,并获得不同隧道布置形式下最大加速度分布曲线、最大应力分布曲线。为减小公路隧道底板拉应力,对2种隧道之间的垫层布置形式进行了措施优化,最后对垫层与动力响应的关系进行研究。研究结果表明：静力条件时铁路隧道造成公路隧道下部刚度差异,不同铁路隧道布置形式会分别加剧或减小公路隧道底板拉应力;动力条件时动力响应值在2种交通荷载共同作用时达到最大值,其中最大拉应力为2.77 MPa,与静力分析相比增加了7.36%,且公路隧道最大振动加速度由列车荷载控制;不同的铁路隧道布置形式下公路隧道的最大振动加速度和拉应力大小及发生位置有所不同,铁路隧道分开、合并布置时,最大振动加速度分别出现在两侧隧洞跨中和公路隧道中墙处,前者最大拉应力值约为后者的1.5倍,且其最大拉应力出现...     

新木厂子一号隧道出口危岩整治设计

研究目的:以襄渝线增建二线新木厂子一号隧道工程为背景,针对隧道洞口存在危岩落石、并横跨公路的桥隧相连复杂工程,提出可靠、安全、有效的设计方案. 研究结论:结合本工程的地形地质特点,设计方案中将公路防护、边坡整治、桥台基础布局优化、隧道控制爆破以及洞口接长棚洞等措施综合考虑,确保了210国道行车及行人的安全,消除了今后铁路运营安全的隐患.对于类似工程的设计,应重视以下3点:(1) 精心勘察.勘测阶段详细测量出公路、桥台与洞口的位置关系,道路等级、是否存在危岩落石情况以及危岩落石分布等资料;若公路上方岩体呈倒悬状,应详细测出倒悬断面,并于断面上标注节理发育情况.(2) 设计方案应确保公路运营及行人安全.(3) 设计方案应考虑铁路开通运营后危岩落石对铁路运营安全的影响.     

不对称双连拱偏压铁路隧道修建技术研究

研究目的:在我国30多年双连拱隧道工程实践史中,大多数都是在公路隧道中应用,隧道断面多为等跨对称结构,大跨不对称双连拱铁路隧道的工程实践在国内还几乎为空白,对此进行深入研究。本文以新建兰渝线新作坊隧道为工程背景,采用ANSYS有限元软件分别模拟了在V级围岩地形偏压条件下不对称双连拱隧道两种不同工序的施工过程,以获取不对称双连拱隧道的受力、变形特征、施工工法、支护体系。研究结论:通过对隧道结构体系关键部位在开挖过程中的受力和变形分析,得出:(1)开挖过程中左、右洞室及中隔墙顶部关键点的应力和变形随施工步变化的规律;(2)"中导洞+右洞+左洞"的三台阶施工工法更加适合该隧道施工;(3)大跨不对称双连拱隧道采用不均衡支护体系;(4)为有效解决中隔墙顶部渗漏水的问题,在其顶部V型区域设置小导管并进行注浆,对中隔墙顶部岩体进行加固提高其抗渗性能。计算结果为该隧道的设计提供了可靠的依据,同时为该类隧道的设计提供了参考。     

山区软岩大跨大断面四线铁路车站隧道二衬施工技术研究

对大跨大断面隧道,特别是在浅埋且围岩地质条件较差的情况下,为保证隧道衬砌施工过程中的安全,尽可能采用整体衬砌。以位于贵昆线六盘水至沾益段增建二线工程上的乌蒙山二号隧道出口四线车站隧道为例,结合现场实际施工,对山区软岩大跨大断面四线隧道整体二次衬砌进行了研究,所得成果可为今后类似工程提供参考。     

青云山隧道一号斜井正洞施工通风技术

研究目的:通风技术是隧道施工的重点之一,它直接影响到隧道的施工进度及施工成本.近年来,随着我国高速铁路及客运专线建设的快速发展,我国的铁路隧道越修越多,越修越长,通风技术成为了隧道工程技术人员在施工中必须处理的难题.本文以青云山隧道一号斜井正洞施工通风技术为例,详细阐述了该隧道施工中采用的压入式通风技术.研究结论:随着我国隧道通风设备的发展,高风压、大风量通风机和高强度、大直径柔性风管的出现,特长隧道采用压入式通风技术已经成为可能;该种通风方式简单、方便、快捷,通过合理使用,能够用较少的投入,确保良好的施工环境,保证施工进度,降低施工成本.     

金温铁路泽雅隧道地质风险管理对策分析

金温线铁路泽雅隧道全长12 030 m,是金温线铁路上最长的隧道和重点控制性工程之一。隧道地处浙南地区,浙南地区山高坡陡谷深,雨量充沛,隧址地质条件复杂,岩性变化大,隧道施工中地质风险极大。结合泽雅隧道工程实例,对浙江南部地区铁路隧道施工地质风险管理进行了分析和论述,以期能指导泽雅隧道施工,并为同类隧道施工提供技术借鉴。     

广昆铁路秀宁隧道不良地质段综合施工技术

秀宁隧道为双线大断面铁路隧道,全长13 187 m,是在建广昆铁路的控制性工程。隧址地段的工程和水文地质条件极为复杂,施工非常困难。主要不良地质有隧道出口滑坡、富水断层破碎带、富水岩溶、高地温、高地应力、放射性、煤层瓦斯及有害气体、软岩大变形、岩爆等。结合秀宁隧道隧址地层的地质条件,从隧道掘进、施工通风、安全生产等方面介绍秀宁隧道的主要施工方法和对策;另外对超前地质预报及工程难点与对策也作了说明。秀宁隧道的施工实践对类似地区长大隧道的施工有较好的参考价值。     

京张高铁隧道隐蔽工程施工质量控制及效果评价方法研究

铁路隐蔽工程的施工质量好坏直接关系到铁路建设工程质量,为了保证铁路隧道隐蔽工程施工质量与效果,有必要研究隐蔽工程质量控制及效果评价方法。依托京张高铁新八达岭隧道工程,对隧道建设施工过程中初期支护、仰拱及拱墙衬砌等隐蔽工程的施工质量控制现状进行阐述,提出通过施工信息化手段让隐蔽工程"去隐蔽化"是控制隐蔽工程质量的关键,针对较为重要的隧道爆破开挖和锚杆支护的施工质量效果评价进行探讨。其中,隧道爆破超欠挖质量控制通过三维激光扫描技术的点云模型达到可视化效果;锚杆支护的施工质量评价则基于现行铁路隧道工程施工质量验收标准,通过制定各评定项目的权重,对锚杆支护施工质量进行量化,该方法在保证成果数据的时效性和真实性的前提下,对隧道工程施工过程中的安全风险起到了有效预防作用。     

拉脊山隧道土模法处理连续塌方技术

研究目的:在隧道开挖施工中,由于地质条件的复杂性,特别是随着国家高速铁路和高速公路的快速发展,穿越高山多采用隧道形式,这就进一步涉足了以往施工技术的禁区,往往穿越超地质复杂地区,从而为施工带来了较大的难度。如何快速有效地通过这些地质复杂区和断裂带,是我们需要不断研究的课题。研究结论:本文所述拉脊山隧道施工中,研究采用"土模法"通过塌方段,较好地解决了隧道连续塌方的施工安全和进度问题。土模法处理塌方的关键在于尽快回填土方、封闭形成土模,稳固后的土模顶面必须保证超过开挖线以上,同时做好管道预埋。一般混凝土护拱厚度达到1.0 m以上即可。文章重点阐述的施工原理、具体步骤和注意事项,在类似隧道施工中具有重要的借鉴意义。     

铁路隧道防灾救援系统电气设计

以向莆铁路青云山隧道、武广客运专线浏阳河隧道、广深港客运专线狮子洋隧道为工程背景,通过分析长大山岭隧道和水下隧道防灾救援用电设施容量、分布特点、负荷等级,提出了铁路隧道防灾救援系统电气设计方案,包括防灾电源接引、供电方案、防灾应急照明、消防报警联动控制以及隧道特定环境下满足防火要求的主要电气设备材料选型。力求对我国铁路隧道防灾救援系统电气技术发展起到抛砖引玉的作用。     

长大隧道快速施工技术

研究目的:在现代铁路、公路工程中,长大隧道工程频频出现,而长大隧道往往是一个项目乃至一条线的重点控制工程,加快长大隧道施工是实现工期目标的关键,很有必要研究成熟的,可供类似工程借鉴的快速施工技术。研究结果:采用当今世界先进的隧道施工技术、合理地配备设备、科学的施工管理方法,提高长大隧道施工速度是完全可行的。