基于CATIA的BIM技术在隧道设计中的应用

介绍了BIM技术的发展历程及CATIA+BIM技术理论,提出了CATIA+BIM技术应用于隧道设计建模的方法;以福州金鸡山隧道工程为例,采用CATIA+BIM技术,完成了设计阶段隧道模型的创建,完善了施工阶段和运维阶段部分功能的应用.结果表明:CATIA+BIM技术具有的"骨架+躯体"特点与隧道工程的线状特征相适应;CATIA+BIM技术应用于隧道建模可归纳为山体建模、路线骨架、构件躯体、参数驱动和属性附加等5个步骤;信息共享平台方便了设计部门、施工部门与运维部门间的协同交流.     

隧道进口区段的超前探水预测

在分析红外线超前探水机理的基础上,通过工程实例探测,得到了某隧道进口ZK50+282.5～ZK50+289与YK50+278～YK50+284区段的探测曲线,对开挖掌子面前方的含水层进行了预测,可为该类隧道的施工提供参考。     

暗挖隧道近距下穿既有区间隧道施工方案对比研究

以北京地铁17号线东大桥站下穿既有6号线区间线为背景,研究了新建双洞隧道下穿既有隧道时不同施工方案对既有隧道和新建隧道的影响。采用有限元软件MIDAS-GTS建立隧道施工模型,研究平顶直墙+管棚超前支护、拱顶直墙两种方案施工时既有隧道和新建隧道的变形和受力特征。结果表明:平顶直墙+管棚支护相较于拱顶直墙方案既有隧道沉降减小15%,最大压应力减小32%,最大拉应力减小53%,且在施工过程中既有隧道的位移和应力更小,平顶直墙+管棚支护是更适合的施工方案。     

燕子洞隧道特大涌水灾害处治措施的探讨

燕子洞隧道在右洞YK129+443位置发生特大涌水,导致隧道底部出现大幅隆起,隆起最大高度约0.70 m,隧道右线被迫封闭,停止运营。为此,提出了"以排为主"的处治原则,在主线隧道左、右线之间设置引水隧道,排放Ⅰ号岩溶区域的水,从而减轻岩溶水对主线隧道的侵害,并在引水隧道SK0+647处设置引水横洞,且隧道右洞YK129+443处设置集水井,并在集水井底部设置引水钻孔与引水隧道横洞相通,避免下次连续暴雨再次引发涌水灾害。实践证明处治效果良好,对类似工程有一定的借鉴意义。     

浅析突发性涌水坍方的处理措施

通过对古道岭隧道单线直线隧道ⅡDK116+507~ⅡDKL117+822突发性涌水坍方的处理措施的分析,总结了突发性涌水的一般处理措施。     

长大隧道施工关键控制技术

某公路隧道为双线隧道,隧道小角度斜穿背斜北西翼。属低中山地貌,地势较缓,局部有陡峻。隧道进口位于DK236+211,出口位于DK240+947,全长4736m,单面上坡,隧道进出口均位于曲线上。隧道上覆第四系全新统坡洪积(Q4al+pl)、坡残积(Q4dl+el)、坡崩积(Q4dl+col)土层,下伏侏罗系中统新田沟组(J2x)、中下统自流井组(J1-2z)、下统珍珠冲组(J1z)地层。     

大跨度绿泥石片岩隧道大变形机理与控制方法

依托宝鸡至汉中高速公路连城山隧道(双洞六车道),基于隧道变形和支护结构受力现场测试,分析了大跨度绿泥石片岩隧道大变形灾害特征和机理,总结了隧道大变形灾害综合控制方法,建立了大跨度绿泥石片岩隧道大变形分级标准,提出了各变形级别对应的支护参数。分析结果表明:大跨度绿泥石片岩隧道在开挖过程中以沉降变形为主,主要表现为拱部初期支护的整体沉降;在初期支护闭合后,主要表现为边墙的挤出变形和墙脚下沉引起的仰拱底鼓;大变形灾害主要表现为掌子面失稳垮塌、初期支护变形侵限破坏、锁脚锚管脱焊失效、二次衬砌开裂、边墙下沉以及仰拱回填隆起开裂;绿泥石片岩极其软弱、破碎及仰拱基底遇水软化,是造成隧道大变形灾害的根本原因;隧道开挖跨度大(最大开挖跨度为19.6 m)、断面扁平、拱脚地基承载力不足而缺乏有效约束,加剧了隧道支护变形侵限和失稳破坏;初期支护承载能力有限,围岩荷载不断传递至二次衬砌,是导致二次衬砌开裂的直接原因;围岩变形机制为拱部岩体黏聚力难以克服自重而产生不断向下的滑移和松动机制,以及墙脚和仰拱部位围岩低强度应力比引起的软岩塑性流动机制;通过采用“三台阶留核心土法+大预留+双层HK200b钢架分次支护+大直径锁脚锚管+围岩径向注浆+加深仰拱”的大变形灾害综合控制方法,同时对隧道大变形进行分级管理,有效避免了隧道大变形灾害的发生。      

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。     

段家坪隧道区域初始地应力场反演分析

为解决地应力释放导致隧道初期支护变形失稳难题,以隧道区域地质资料为基础,结合现场地应力实测数据,采用多元线性回归分析方法,进行了隧道工程区域初始地应力场的数值模拟反演计算分析,获得隧道围岩初始地应力场分布规律。研究结果表明:隧道测区段围岩处于高地应力状态,测点地应力反演值与实测值误差较小,反演结果合理、可靠。通过隧道围岩强度应力对比分析,隧道DK453+500m～DK454+400m段为高应力状态,地应力释放会导致隧道初期支护开裂变形,与现场实际情况相一致。     

南隈子隧道施工技术

南隈子隧道左线ZK35+980-ZK35+580,长600m,明洞82m,Ⅴ级围岩158m,Ⅳ级围岩180m,Ⅲ级围岩180m。隧址区地貌类型属重丘地貌,隧道位于步云山镇,隋屯村蛤蜊河附近,呈南北走向展布,属中隧道。隧道形式为小净距+分离式。隧道区未发现有区域性断裂通过。本隧道出入口段位Ⅴ级围岩,洞身为Ⅳ、Ⅲ级围岩,水质为淡水。洞口地下水影响较小,开挖高度内岩土体较稳定。隧道进、出口Ⅴ级围岩段以全风化片麻岩为主,岩体破碎,呈     

小岭头隧道渗漏水原因分析及防治技术研究

为深入分析晋阳高速小岭头隧道渗漏水的形成原因及防治技术,在了解该隧道的基本工程概况、渗漏水病害特征的基础上,分析了隧道渗漏水病害的形成原因,可知其渗漏水病害发生的主要原因是地质因素、设计因素、施工因素,采用"注浆+封堵裂缝+安设排水管"的防治方案可取得良好的效果。     

特长隧道群污染物窜流规律及新型通风方式研究

特长隧道群洞口多位于峡谷中, 上游隧道污染物易扩散至下游隧道造成二次污染并大大增加了下游隧道的通风负荷。 为了掌握特长隧道群毗邻隧道的污染物窜流问题及影响, 以浙江省景文高速公路工程叶麻尖特长隧道群为依托, 建立了流体力学分析模型, 以 CO 为示踪污染物, 分析了隧道洞内外温差、 峡谷风速、 进出口风速比等因素对窜流比的影响。 分析表明： 隧道出口污染气流与环境温差越大, 或者峡谷风风速越大, 或者隧道进出口风速比越小, 则窜流比越低; 在不利工况下, 叶麻尖隧道左、 右线隧道的上下游窜流比分别约为 67%和 73%。 最后, 针对叶麻尖特长隧道群提出了竖井送排风+互补风道分流+射流风机通风方案的新型绿色节能通风方案。     

隧道塌方处理方案与实践

介绍对沈海复线福建境内某隧道进口右洞YK75+182处发生坍塌、突泥原因进行了分析并制定切实的处理方案,采用小导管注浆及泵送混凝土处理隧道塌方实例,探讨了隧道塌方、突泥的处理措施,对同类隧道的施工提供一定的参考价值。     

旧堡隧道构造涌突水带施工技术研究

涌水、突水问题的处理一直是隧道施工中的主要技术难题。由于对变质岩混合岩化构造带的围岩变形规律、地下水赋存状态以及隧道开挖扰动对围岩和构造带的富水性影响规律认识不足,旧堡隧道DK29+377～DK29+425段工程施工一度受阻。介绍了旧堡隧道构造涌水带施工中遇到的问题,分析其产生的原因,总结出一套"探—泄—堵—排—堵"的处理隧道构造涌突水带的施工技术,希望对类似工程有一定借鉴意义。     

临地铁市政隧道改扩建关键技术研究

随着城市建设进程的推进,城市短隧道因规模不满足通行要求需进行改扩建的情况越来越多,由于此类工程处于城市核心区,周边环境复杂且施工技术要求高,其实施面临着较大的困难。以南京横江大道快速化改造工程中的临江路隧道改扩建工程为例,从基坑支护、邻近地铁保护、既有隧道拆除工艺等方面,研究了临地铁既有市政隧道的改扩建关键技术。提出了背贴防水卷材(搭接500mm)+2道聚硫双组份密封胶+2道遇水膨胀橡胶止水条+预埋注浆管注入聚氨酯等防水浆液+内侧不锈钢盖板的接缝防水措施;明确了工法桩基坑支护方式,给出了基坑降水方案及注意事项,并采用有限元计算方法对地铁影响进行校核;提出了既有隧道主体结构切除及抗拔桩原位利用的施工工艺。     

基坑对既有地铁隧道衬砌的影响及变形控制

基坑工程位于地铁隧道之侧,基坑开挖卸荷导致地铁隧道衬砌产生位移,水平位移朝向基坑内侧,而竖向位移主要表现为隆起,地铁隧道衬砌竖向隆起量要大于水平位移;地铁隧道衬砌位移随着基坑开挖逐渐增大。地铁隧道离基坑越远且地铁隧道埋深越深,地铁衬砌竖向隆起量及水平位移就越小。以枫亭隧道明挖基坑为工程实例,采用地连墙+4道横撑+2道竖向支撑的支护方式、盆式开挖方法、合理的地连墙嵌固深度等方式来控制地铁隧道衬砌的变形,并以"地铁隧道结构的绝对竖向位移及水平位移要≤20 mm"为控制标准,对基坑开挖进行了数值模拟,结果显示控制措施能保证地铁隧道正常运营安全。     

高速铁路隧道穿越黄河方案研究

大同至西安高速铁路穿越黄河地段,规划隧道全长20 949 m,为双洞单线隧道,拟采肜泥水加压盾构法和矿山法分别进行掘进施工.详细介绍了黄河地区的地质情况及及工程总体设计思路,具体阐述了盾构段、暗挖段、明挖段、工作井的结构设计,并重点交代了隧道拟采用的"站台+两侧救援通道+竖井"防火救援方案.虽然此方案最终因造价等原因未...     

岢临高速公路高填石路堤设计

介绍了山西省岢临高速公路K32+670—K32+980段中心填土高达45.2 m的高填石路基工程方案设计,将隧道弃渣"变废为宝",避免了大量隧道弃渣堆弃可能导致的安全隐患,既充分合理地利用了当地资源,节约了工程造价,也减少了大量的土地占用量,保护了生态环境。     

河道开挖对邻近既有隧道变形影响分析

河道开挖工程施工会导致邻近的既有地铁隧道变形,在一定程度上还会对轨道交通线路的结构和运营安全产生影响。因此,如何控制土体开挖卸载过程中地铁隧道的上浮和变形是各方关注的重点。围绕河道开挖对下方既有区间隧道变形的影响展开研究,采用MIDAS有限元数值分析方法进行数值模拟,动态分析了不同开挖过程对下方隧道结构变形的影响及产生原因,有助于动态监控后期施工。结果表明:实时监测结果与计算数值二者变形特征基本一致,变化规律基本相同,河道开挖引起的隧道水平变形最大值为+1.92mm,竖向变形最大值为+4.03mm,均小于安全控制指标值,有效保证了区间隧道运营和结构安全。     

公路特大型泥石流治理综合模式及应用

公路特大型泥石流是迄今尚未解决的公路病害,遵循公路泥石流防治的特殊性所开发的速流结构、底埋隧道、翼型墩汇流技术及糙桩技术是该类泥石流极其有效的防治技术[1,2].笔者根据这些单体技术构建了4类综合治理模式,即1)拦渣坝+速流结构,2)底埋隧道+速流结构,3)翼型墩汇流结构+底埋隧道,4)糙底群桩+速流结构,对每类综合模式的适用条件及关键技术进行了分析.从1999年以来实施了多个示范工程,显示出极其良好的治理效果,为同类型的特大型公路泥石流治理提供了重要技术借鉴.