隧道BIM参数化建模及运行监测可视化应用研究

BIM技术的应用为隧道智慧管养决策提供了辅助支持,通过研究BIM技术在隧道参数化建模及运行监测数据可视化分析中的应用,以宁海县花山隧道为依托,基于隧道施工图纸、设备安装布置图等资料,采用Autodesk Revit软件建立隧道结构、气体检测、灯光控制、火灾、视频等各种传感器BIM模型,通过模型与实地检测器采集的相关数据关联汇聚,实现隧道运行状态实时监控,进一步打造智慧隧道,全面实现信息化,为工作人员进行隧道日常运行监测、设备养护、应急处置等工作提供三维可视化的辅助决策支持.     

暗挖地铁隧道下穿高速铁路隧道保护措施研究

以北京地铁12号线大钟寺站—蓟门桥站区间暗挖隧道下穿京张高速铁路隧道为工程背景,在高速铁路隧道保护设计的基础上,建立了暗挖隧道下穿京张隧道三维有限元数值模拟,总结了京张隧道竖向位移和横向位移随施工步变化特征.通过现场监测,对暗挖隧道拱顶沉降和结构收敛监测结果以及京张隧道竖向位移、横向位移、结构收敛及自动化监测等结果进行了详细分析.研究结果表明:京张隧道竖向位移变化过程为两阶段"S"型曲线;京张隧道中心前16m和后14m范围内是穿越施工显著影响区域;先行和后行隧道施工引起的京张隧道竖向位移分别占总竖向位移的68.3％和31.7％,先行隧道施工是铁路隧道保护关键阶段;数值计算和现场监测表明后施工隧道对铁路隧道竖向位移的空间位置变化作用明显;京张隧道横向不均匀沉降明显,最大值为1.267mm;综合现场监测结果,暗挖隧道和京张隧道相关位移不超过容许值的44％,可认为暗挖隧道设计参数和施工保护方案符合铁路隧道保护要求.     

基于移动三维激光扫描的盾构隧道监测技术

我国城市轨道交通飞速发展,主要采用盾构法施工建设。盾构隧道结构安全监测是城市轨道交通运营监测的主要工作之一。传统盾构隧道监测主要采用全站仪、水准仪、收敛仪等测量设备。传统监测手段存在效率低、周期长、成本高、成果类型单一等缺点。针对传统监测不足,文章引入移动三维激光扫描的新型盾构隧道监测技术,通过移动三维激光扫描技术快速获取隧道结构信息,从而实现隧道结构健康状态的快速、全面监测。工程实例表明,该技术具有监测速度快,成果类型丰富等优点,较传统方法更加符合轨道交通监测行业需求。     

隧道监控量测数据反分析技术研究

结合某隧道监测断面各施工阶段位移变化情况,应用MIDAS GTS软件建立三维模型,通过反分析计算确定了弹性模量E及侧压力系数K0的取值范围。通过对隧道各施工阶段的变形情况进行模拟,采用黄金分割法对隧道拱顶下沉和净空位移量测值进行了反分析计算,与实测值对比分析后说明计算结果准确可靠。     

隧道洞口临近边坡三维稳定性评价分析

结合现场探勘资料及隧道仰坡三维形态图,采用ABAQUS有限元模拟软件建立了某隧道洞口临近仰坡的三维有限元模型;结合强度折减技术,通过边坡工程地质、水文地质现状调查及边坡整体稳定性验算,得到了隧道仰坡的安全系数。并将计算结果与现有研究方法进行了对比验证。研究表明:基于边坡实际三维形态的ABAQUS分析边坡安全系数满足相关规程要求,但考虑到边坡岩土参数离散性及强降雨等不利因素,建议定时监测,并及时采取加固措施进行加固;进一步针对边坡现有情况提出较为合理的隧道仰坡加固措施建议方案,为隧道洞口临近仰坡及隧道安全提供保证。     

高速公路隧道围岩压力与位移的聚类分析

通过对某高速公路隧道监测断面围岩压力和位移监测资料的分析研究发现:隧道围岩接触压力、位移及时间等监测值之间有着明显的相关性;运用数据挖掘软件SPSS对隧道围岩的压力与位移监测值进行了聚类分析,可以找出二次衬砌施工的合理时机,提高隧道施工的安全性,从而达到指导隧道的设计与施工的目的。     

BIM技术在铁路隧道工程中的应用研究

针对铁路隧道施工的特点及管理需求,研究隧道施工阶段的BIM模型构建及应用思路和技术路线,提出了基于BIM的4D施工管理技术。将构建的隧道BIM模型与进度计划进行关联,形成4D施工信息模型,基于该模型实施4D施工模拟与优化、进度动态管理、安全评估与预警管理、质量监控与管理、信息化管理等功能,实现铁路隧道工程施工的数字化、可视化和集成化管理。最后通过实际项目进行BIM应用,证明了BIM技术在铁路项目隧道施工中的价值。     

地铁区间小净距上叠风道施工力学效应研究

依托重庆轨道交通四号线某区间小净距隧道小净距上叠风道施工过程,利用平面弹性复变函数理论将二维连通地铁小净距双洞隧道近似等效为一个椭圆单洞隧道,求解围岩压力;将计算结果与二维数值模拟进行对比,分析证明等效计算模型实际可行;建立三维施工数值模型计算风道施工力学效应。通过三维模拟,分别找到在施工过程中应力和位移的4个控制点并分析。结果表明:风道的开挖施工对被风道、区间隧道和风井三向类包围的岩土体有显著影响;推导的二维简化计算模型可用于类似连通小净距隧道的简化计算,尤其小净距隧道的联络通道段;对风道开挖的三维模拟结果可用于指导同类型风道上叠工程。     

基于三维激光扫描技术的隧道检测技术分析

在隧道工程建设中,地质环境特殊且施工条件复杂,待采集信息量较大,隧道信息获取的精准度直接关系着隧道施工能否安全顺利进行。基于三维激光扫描技术的隧道检测技术的应用,使得隧道信息获取与处理更为便捷、高效、可靠。就三维激光扫描技术原理出发对其在隧道检测技术中的应用进行简要分析和研究,仅供相关人员参考。     

盛洪卿隧道变形的现场监测和数值分析

通过对武九客运专线盛洪卿隧道施工现场监测资料的研究,结合数值分析论证了该隧道河侧采取回填反压变更设计的科学性,并探讨了隧道施工监测的新方法.指出隧道施工监测对于隧道施工质量的提高和运营安全有着重要的指导意义.     

公路工程地质中的地形三维可视化研究

运用VRML自动化技术处理公路建设中的多层地质体钻孔数据，构建地质构造真实结构三维模型，实现基于虚拟地理环境下的地质构造三维可视化，有助于解决具有断裂构造的地质体全景显示和动态交互的问题，该研究成果能够被用于公路建设中的地质工程地下构造分析，为辅助决策提供支持。     

乌鞘岭隧道F4～F7断层区段压力、应力实测与分析

乌鞘岭隧道是兰新线重点控制工程,是国内最长的单线铁路隧道。该隧道穿越四条区域性大断层,地应力高,围岩软弱、破碎,隧道变形大。针对高应力条件下的软岩隧道大变形特点,在F4~F7断层区段,开展了系统、全面监控量测。根据实测数据,深入分析了支护压力、支护应力的规律及特征,及时将信息反馈给设计与施工,为工程施工提供了主要的技术支持。     

某隧道地表塌陷治理及效果评价

为确切反映隧道施工塌陷地表稳定情况及塌陷治理效果,需对隧道上部地表及邻近建（构）筑物进行监测与分析。结合某隧道的水文、地质情况,地表塌陷事故发生后采取治理措施及监控量测成果,分析该施工隧道发生塌陷主要因为地形条件、复杂的水文与地质条件、降雨影响、施工工艺。最后,结合监测结果综合采取塌陷治理措施,实现良好地治理效果。     

高速公路隧道安全预警应用案例分析

针对高速公路隧道断面大、地质复杂多变、不可预见性因素多等特点,结合绍兴至诸暨高速隧道施工,对隧道地质风险等级进行划分,建立地质预报及监控量测等有效的安全预警机制,加强作业协调,及时数据处理,对隧道施工险情进行有效的预警,保证了隧道施工期的安全,可为类似工程安全预警提供借鉴.     

隧道防坍预防监控措施

针对洞口及明洞施工、洞身开挖阐述了隧道防坍预防监控措施，不仅从技术准备、施工调查方面作以阐述，同时对为隧道施工提供防塌信息所采用的地质预报及监控量测技术也作了介绍。     

海底隧道涌水量预测及应用研究

涌水量预测是海底隧道防排水设计和施工措施制定的依据.文中采用半无限空间的水文地质计算模型,结合某海底隧道具体水文地质和工程地质情况,选择9个典型剖面,分别采用经验解析法和数值模拟法计算隧道涌水量.对两种方法的适用性进行了评价比较,并阐述了适用条件.     

溶洞隧道的超前预报与治理措施分析

溶洞是修建隧道时经常遇到的病害,设计隧道时可以通过地勘资料尽量避开大的溶洞区域,以降低溶洞对隧道施工及后期运营的不利影响。为满足道路等级和线形的要求,以及通过大面积无法避免的溶洞地区时,修建的隧道一定需要穿越溶洞,以广乐高速中山顶隧道为依托工程,从超前地质预报、溶洞处理方案、施工监测三个方面进行探讨,通过几种技术手段的综合运用取得良好的经济和社会效益。     

复杂断面地铁隧道开挖优化及对建筑物的影响

基于FLAC3D,建立了复杂断面隧道和建筑物的三维数值模型,以沉降量和结构应力最小为优化目标, 对5种工法方案进行了优化,以确定最优工法.用最优工法开挖隧道,预测开挖引起的塑性破坏区,并提出有针 对性的预加固措施.在对塑性破坏区进行预加固的条件下,预测各开挖段地表和建筑物基础的沉降特征及最大 沉降量,对比分析地表沉降曲面与建筑物基础沉降曲面的差异,评价整个开挖过程中建筑物和隧道关键结构的 安全性.数值模拟结果与实测数据规律一致,为复杂断面地铁隧道开挖的环境控制提供了重要的技术支持.      

水平岩层公路隧道监控量测分析

公路隧道施工过程中遇到水平产状的岩层时处理不当极易出现围岩失稳、坍塌等事故,这些事故将对隧道施工人员、设备安全造成不利影响。以石塘隧道为工程背景,分析该隧道地表沉降、拱顶下沉及周边收敛、围岩内部位移、锚杆轴力、围岩与初期支护间压力监控量测结果,研究其变化规律。研究结果用以指导该隧道后续施工和设计方案优化,并可为类似水平岩层隧道设计、施工及监测提供借鉴。     

北京地铁浅埋暗挖区间隧道塌陷机理

结合北京典型地质条件和区间隧道的断面形式,将城市浅埋暗挖隧道分为超浅埋隧道和浅埋隧道两种,对于超浅埋隧道,隧道的破坏形式主要是整体下沉和塌陷,隧道的破裂角接近80°;对于浅埋隧道,破坏形式以滑裂破坏为主,规范给出的滑裂角为45°φ／2,但通过对北京地铁事故的调查研究发现,隧道滑裂角大于45°＋φ／2,因此应用土力学原理和Mohr—Coulomb破坏准则推导出新的地层滑裂角．结果表明,浅埋隧道的破裂角与隧道的覆跨比、矢跨比有关,且比45°＋φ／2大10°～15°．运用FLAC3D软件计算分析隧道破坏时塑性区分布情况和破坏过程,并与实际工程监测数据对比,发现新的滑裂角更接近实际工程的破坏情况．