隧道仰拱全断面施工工艺

隧道仰拱施工是隧道混凝土施工的关键环节,仰拱全断面混凝土施工能促使隧道尽早封闭成环,减少力系转换,使结构尽早受力,为后续施工提供了安全保障。隧道仰拱全断面现浇适用于Ⅳ、Ⅴ级及Ⅲ级加宽带设置有仰拱的部位。结合十天高速甘肃段西秦岭隧道仰拱全断面施工,阐述了仰拱全断面施工工艺,为同类工程施工提供参考。     

大直径盾构隧道轨下结构设计方案比选研究

京张高铁清华园隧道为国内首次采用全预制轨下结构的盾构隧道。以该工程为背景,为得出适合大直径盾构隧道的轨下结构方案,选择轨下结构全现浇、中箱涵预制两侧现浇、全预制3个方案,通过论述分析和建立有限元模型计算,从工期、施工工序、对隧道结构的影响、结构受力和变形特征、施工环境和环保要求、工程造价等方面对方案优缺点进行分析、比选。研究结论:轨下结构全预制方案在工期、施工工效、施工质量、施工环境等方面具有明显优势;全预制轨下结构在受力和变形上能够满足高速铁路的运营要求;施工实践表明,全预制轨下结构有效解决了本工程工期短、距离长、要求高的工程难点问题。     

基于等同现浇整体结构原理的装配式下穿隧道结构设计研究

新型建筑工业化已成为我国工程建设领域研究和发展的一个重要方向。本文结合成都市某装配式混凝土结构下穿隧道示范段工程,采用构件预制化生产和现场装配式施工新型建造方式,以接缝强度、刚度、耐久性指标达到等同现浇整体结构为目标,提出装配式混凝土结构下穿隧道设计方法及构造措施。首先调研了国内外预制装配式下穿隧道的应用现状,重点研究了日本仙台预制地铁隧道和厦门疏港路预制下穿隧道案例;其次总结了装配式混凝土结构设计理论、结构拆分、连接设计、抗震设计方法,并用这些理论方法指导装配式下穿隧道设计;最后以等同现浇整体结构原理,进行了具体工程实例设计,以期为此类城市大断面下穿隧道的预制装配设计施工提供参考。     

装配式隧道仰拱拼装技术研究及装备研制

装配化施工是建筑行业的重要发展方向,本文以高速铁路隧道为研究对象,对装配式仰拱施工工艺进行研究。结合钻爆法隧道施工工艺,分析仰拱拼装对掌子面掘进的影响,提出仰拱拼装工艺及配套装备总体方案。针对施工过程中对施工质量、施工效率有重大影响的环节和因素,提出不同的解决方案与工艺措施。根据施工工艺,以满足各种施工工况为目的,考虑与现有施工装备的配合,完成仰拱拼装装备的研制。试验结果表明,该设备实现了仰拱拼装所需各项功能,能够快速有效地实现钻爆法隧道装配式仰拱拼装施工,对于隧道仰拱的装配化施工具有重要意义。     

装配式明洞隧道拱墙拼装台车设计与施工

根据国内外装配式隧道技术发展现状发现,全预制装配式铁路隧道在国内尚无工程案例,其在实体工程中的应用尚在研究阶段,可供借鉴的经验不多。基于以上背景,本文主要依托星火枢纽工程铁科试车线全预制装配式明洞隧道施工,介绍了全预制拼装明洞隧道拱墙结构、仰拱结构及轨下结构预制块划分,分析了装配式隧道拼装施工难点,针对隧道环向节段划分重量差异大的特点,提出了"龙门吊+拼装台车"拼装方案,并给出了"真园矫正机+节段拼装机"拼装台车设计原理和构造,总结形成了龙门吊辅助吊装、拼装台车对接拼装工艺,以期对类似工程施工提供借鉴和思考。     

敞开式TBM施工铁路隧道仰拱预制块关键设计参数研究

以敞开式TBM施工特长铁路隧道仰拱预制块结构为研究背景,基于荷载结构设计理论,采用有限元软件ANSYS构建二维平面分析模型,研究了仰拱预制块圆心角、中心水沟沟槽深度、宽度等参数对衬砌结构变形、受力特性的影响规律。研究结果表明:圆心角对仰拱预制块变形、内力影响较小,设计中应根据仰拱预制块拼装技术及轨道结构要求来确定;中心水沟沟槽底至仰拱预制块底部间距h对仰拱预制块变形、内力影响较大,设计中间距h应大于复合式衬砌厚度;扩大中心水沟宽度,可有效降低集中应力值,在满足轨上结构承载能力的前提下,设计中可适当扩大中心水沟宽度来增大隧道排水能力。     

TBM施工隧道仰拱预制块的受力分析

运用计算软件ANSYS,采用围岩—结构模式,对TBM施工隧道仰拱预制块进行模拟动态施工的受力计算研究。计算结果表明,围岩初始应力场对仰拱受力有明显影响,随着竖向压力的增大,仰拱中心的内、外侧应力均增大;随着水平压力的增大,仰拱中心内侧应力减小、外侧应力基本不变;减小复合衬砌结构中初期支护厚度以及变刚性接头为柔性接头均会改善仰拱受力。试验数据对受力计算结果的验证表明,计算所得仰拱内力分布及变化趋势与试验结果一致。     

城市轨道交通施工技术发展与展望

以城市轨道交通建设领域桥梁与隧道工程施工技术的发展情况为基础,介绍了城市轨道交通节段梁预制及架设、跨坐式单轨曲梁现浇、U型梁预制及架设,以及隧道浅埋暗挖、盾构法、拱盖法、过海地铁钻爆法施工等技术的应用情况。阐述了复杂环境条件下未来城市轨道交通建设在城市轨道交通隧道施工、装配式车站及围护结构施工、BIM(建筑信息模型)技术应用等领域需面对和解决的新问题。     

双线隧道仰拱整体式浇筑台车的研制及应用

分析了国内铁路隧道仰拱施工技术与设备存在的问题,针对铁路仰拱施工提出的新要求,介绍了云桂线高速铁路液压系统控制双线隧道仰拱整体式浇筑台车的研制及应用,并形成相应的施工工艺。采用自主研发的液压系统控制仰拱整体式浇筑台车,既能控制仰拱结构尺寸和弧线形状,大大改善了仰拱弧形段的施工质量,又做到了内实外美。通过在云桂线铁路革朗隧道中的施工应用实践证明,液压系统控制仰拱整体式浇筑台车在实际操作中切实可行,能有效加快施工进度,提高仰拱施工质量,具有广泛的推广应用价值。     

基于结构受力模式主动调整的高速铁路双线隧道预制装配式衬砌的设计选型

基于荷载-结构模型分析了不同围岩等级条件下整体衬砌内力特征,调整结构受力模式,从最大弯矩位置开始将衬砌结构分为7部分,分析了不同围岩等级及接头刚度条件下预制装配式衬砌结构的受力与变形特征。结果表明:与整体衬砌相比,各围岩等级下预制装配式衬砌的最大轴力和最大位移均不同程度增大,最大弯矩均不同程度减小,使隧道结构更加稳定;随着衬砌接头刚度逐渐增大,衬砌结构最大轴力和最大位移逐渐减小,最大弯矩先减小后增大;相对于整体衬砌,接头刚度小于45 MN·m/rad时预制装配式衬砌边墙、拱脚和仰拱安全系数略有下降,拱顶和拱肩安全系数大幅增加,因此接头刚度不宜大于45 MN·m/rad。