大断面瓦斯隧道风筒布置对瓦斯浓度的影响研究

为优化超大断面瓦斯隧道掌子面的风筒布置,改善掌子面通风状况,文章以新凉风垭隧道为例,计算其需风量和选择风机型号,利用FLUENT软件建立流体力学分析模型,研究了压人式通风下超大断面隧道瓦斯浓度和风速的变化规律以及风筒位置对隧道沿程风流流场及瓦斯浓度的影响情况,最终确定了风筒最佳的安装位置。结果表明:超大断面瓦斯浓度和风速大小在同一断面分布极为不均匀;瓦斯隧道回流区影响范围与风筒到掌子面的距离呈正相关;随着风筒布置距离的增大,瓦斯浓度趋于稳定的位置随之增大;该工程隧道风筒出风口最佳布置位置距离掌子面约为2.5 S~(1/2)(30 m),相比其它较小断面隧道风筒距离大于15~20 m左右,瓦斯浓度最低位置在距离掌子面2 m左右区域;隧道断面的瓦斯浓度随L匕的递增呈"下降—上升—平衡"的趋势。     

公路隧道群洞口污染物扩散特性与窜流机制研究

随着多条隧道洞口近接的公路隧道群数量不断增多,隧道洞口间污染物集聚及交叉影响问题日益突出,然而现有研究中参数范围较小,尚缺乏隧道污染物窜流机制的系统分析。采用CFD模拟结合比尺模型试验研究了公路隧道群洞口污染物扩散过程,分析了20～320 m间距下隧道洞口的污染物扩散流场特征和窜流比变化规律,结合上游射流、下游抽吸影响范围,构建了污染物窜流模型,并得到了可用于工程计算的窜流比经验公式。结果表明：（1）隧道污染物扩散受到上游隧道洞口射流发展和下游隧道抽吸的共同作用。上游隧道污染物扩散符合三维壁面射流理论,开口段各断面的风速、污染物浓度扩展范围及衰减率相近,在分布上满足相似性。下游汇流段长度较短,抽吸未改变上游射流形态。（2）隧道污染物窜流受结构参数L/D（隧道洞口间距/隧道水力直径）和运营参数vup/vdown（上下游风速比）的共同影响,两者对窜流的作用相互独立。随L/D增大,窜流比φs与窜流浓度比φc同步减小;随vup/vdown的增大,φs先保持不变后逐步减小,而φc则先增大后趋于稳定,且该规律并不受隧道断面形式影响。（3）研究构建的窜流比经验公式,与已有研究吻合良好,且适用范围更广...     

浅埋黄土隧道土石分界高度对初期支护结构安全性的影响分析

为获得浅埋黄土隧道土石分界高度对初期支护结构安全性的影响,文章以临县隧道为工程背景,采用数值模拟的方法研究了浅埋土石分界高度及土石分界面位置对隧道初期支护结构安全性的影响。结果表明:土石分界致使隧道初期支护结构安全系数发生突变,分界面倾斜时安全系数分布不对称。同一种埋深条件下,随着土石分界面位置的下移,土石分界面以上部分偏压减弱,分界面以下的部分偏压增强。同一界面深度条件下,隧道初期支护结构左右断面偏压情况随着埋深增加而增大。当土石分界面分别位于隧道上导坑和中下导坑、分界面倾角为10°时,可通过增加20%隧道左侧荷载或减小20%右侧抗力系数来进行荷载计算。     

公路隧道运营通风横通道周围流场特性研究

为研究公路隧道巷道式运营通风横通道周围的流场特性,以贵州凉风坳隧道为研究背景,利用流体力学研究软件Fluent建立隧道三维模型并进行了数值仿真计算。通过在隧道两边等风速条件下,对隧道内人行横通道以及车行横通道附近的流场特点研究,分析了运营通风横通道周围流场分布的具体特点。模拟结果表明:车行横通道与人行横通道两边流场分布基本相同;横通道内风速相对较小,约为隧道内风速的10%;不同风速下,横通道附近的速度分布和总压分布整体走势一致;两边流场相对稳定,不会进行风流和污染物的串流。     

寒区隧道不同排水系统结构形式下保温层作用效果及适用性研究

以哈牡高速铁路鲜丰隧道为例,探究施作保温措施后洞内环境温度以及隧道围岩温度等变量综合影响下的隧道温度场。基于不同的围岩初始温度以及洞内温度,提出相应的寒区隧道排水系统结构形式选择建议,以保障寒区隧道排水系统的安全与稳定。研究表明,同一条件下,设置保温层后排水系统各测点的温度值均有不同程度的提高;设置保温层后,对衬砌背后水管保温效果较好,而对侧边水沟及纵向水管保温作用效果有限;排水系统结构形式的主要区别体现在中心（深埋）水沟内的温度;根据洞内环境温度以及隧道围岩温度,可将寒区隧道排水系统结构形式选择划分为3个区域,分别为A区（无保温）、B区（中心水沟-保温）以及C区（中心深埋水沟-保温）。     

基于围岩径向位移释放率的超大断面隧道下穿施工围岩稳定性研究

依托黄黄铁路新建刘元隧道工程，采用数值模拟结合现场实测的方法，以围岩径向位移释放率指标分析采用全断面和微台阶两种工法下穿施工的围岩稳定性规律。结果表明，新建隧道下穿防空洞段采用微台阶法施工，在控制围岩径向位移释放率、塑性区分布及稳定安全系数等方面较全断面法优势突出；微台阶法下围岩径向位移释放率及围岩稳定安全系数分别为46.13%、2.13，全断面法下围岩径向位移释放率及稳定安全系数分别为78.08%、1.99；当台阶长度为3 m时，隧道下穿施工围岩稳定性相对较好。监测数据表明，采用微台阶法下穿施工，洞内变形满足规定要求，且变形值与模拟结果数值吻合较好，进一步验证模拟结果的可靠性。     

近距离桩基施工对既有盾构隧道的振动影响分析

为分析预制桩打桩施工中冲击荷载作用下邻近既有盾构隧道的动力响应，依托成都轨道交通18号线倪家桥站—火车南站区间隧道工程，引入无限元静-动力统一人工边界，结合实际工程地质条件构建“桩-土-隧”三维动力有限元-无限元耦合模型进行数值试验，对比土工离心试验结果，验证了数值模型的有效性。基于此，研究了不同打桩参数对邻近既有隧道振动的影响规律，提出针对类似工程打桩施工引起的隧道峰值振动界限值。研究结果表明：（1）衬砌最大振动速度的分布位置反映振源与隧道的相对方位。隧道受打桩影响最不利的振动位置一般出现在隧道近桩侧1/4圆弧或者1/2圆弧上；（2）振动速度随打桩深度的增加而增大，当打桩深度超过隧道底部时，打桩深度增加对隧道振动的影响不再显著；（3）当在隧道上覆土柱范围内进行打桩施工时，桩隧水平间距对隧道振动的影响小于打桩深度的影响。     

通风和光环境耦合作用下公路隧道交通流影响分析

建立隧道通风模拟程序和隧道光环境仿真模型，探究多系统集成作用对隧道内司机驾驶行为的影响。隧道通风模拟以隧道一维污染物浓度分布函数为基础，通过MATLAB软件建立隧道污染物分布有限元数值求解程序，得到隧道污染物浓度分布情况。选定CO和烟尘作为典型污染物，探究污染物对司驾行为的影响机理和量化评价标准。以驾驶员健康状态作为CO浓度评判标准进行定性分析，以能见度和司机反应时间作为烟尘影响的评判标准。隧道光环境模型利用Unity3D平台建立隧道内部场景，借助VR设备开展虚拟驾驶试验，分析不同光环境下的司驾行为模式。研究揭示了隧道光环境对于司驾行为模式的影响范式，模拟结果可作为隧道通风和照明系统合理布置与节能运行的参考依据。     

地铁列车运行区间隧道热负荷分析

对地铁运行产热的因素作了详细的阐述。根据列车的运行状态，对产热量进行定量分析，拟合了单列列车在1000m区间隧道运行中，在不同时速运行条件下，单次列车通过区间得热量。对列车动态环境下的热量分配进行了线性回归，表明留在区间隧道内热量较小，大部分热量随着活塞风的传递作用进入前方站台和前方区间隧道，列车运行速度对热量分配具有...     

上软下硬地层PBA法导洞开挖方案优化研究

以大连地区劳动园地铁站工程为例,在上软下硬复合地层条件下,为了确定地铁车站PBA法导洞施工的合理开挖顺序和开挖进尺,引入屈服接近度（YAI）。分析不同施工顺序和开挖进尺下导洞围岩的屈服接近度（YAI）,确定导洞的最优施工方案。结果表明,在此地质条件下,导洞开挖进尺宜选用1.5m,导洞开挖顺序选择A1—A2—B1—B2—C1—C2,即先上后下、先边后中的施工顺序,导洞施工对地面的扰动最小。开挖数值模拟结果与现场监测结果吻合较好,验证了模拟过程的可行性。这一方案可为该工程的后续施工以及类似地质条件下采用PBA法施工的地铁车站提供依据。     

山岭隧道爆破效果神经网络评价模型及爆破参数优化决策方法研究

针对山岭隧道爆破开挖普遍存在的超欠挖过大、渣体块度不适等问题，分析了造成这些问题的主要因素，确定了隧道爆破开挖效果评价指标体系，建立了以爆破块度和超欠挖量为预测目标的隧道爆破效果神经网络评价模型，提出了基于深度学习的隧道爆破渣体块度实例分割算法，形成了山岭隧道爆破参数优化决策方法，进而开展了工程应用与验证。结果表明：（1）基于深度学习的隧道爆破渣体块度实例分割算法检测出的块体大小与真实值误差小于6.9%（置信度为95%），实现了隧道渣体块度样本数据的快速获取；（2）经148组工程实践样本数据训练后的隧道爆破效果神经网络评价模型能够较为准确地预测出爆破渣体块度与超挖量；（3）爆破参数优化后试验断面的平均线超挖量均在10%左右，较原方案降低了50%以上；实测得到的渣体块度与超挖值与模型预测结果一致性良好，偏差小于20%。     

连拱隧道先行洞室支护体系施工力学性态研究

结合连拱隧道工程实践,对隧道施工中先行洞室支护体系应力进行相关监测,分析不同开挖工序下应力变化规律。研究结果表明:先行洞室上台阶及仰拱开挖引起了支护应力较大变化及重分布,为支护稳定的控制点;隧道开挖对支护应力的纵向影响距离大致为隧道跨度的2倍,约为20～25 m;开挖效应消失后,左右拱圈45°处应力的时间效应较其它位置要明显;封闭支护结构是改善结构受力的有效途径,应及时施作仰拱和形成封闭环。该研究结论可为类似条件下连拱隧道设计施工和现场监测提供借鉴与参考。     

地铁隧道穿西安地裂缝的研究进展及“先盾后扩”法的应用展望

西安地裂缝是一种几乎覆盖整个市域范围的黄土地区典型地质灾害，其蠕变活动严重危害地铁隧道安全，是地铁建设面临的一个重大技术难题。结合西安地铁十几年的地裂缝防治经验，从地裂缝分布及活动特征、地铁面临的危害、设防理念与措施、设防参数、设防结构营运情况等方面进行了系统性梳理，着重分析了常规“暗挖+盾构空推”工法存在的问题，并提出了一种“先盾后扩”新型建造技术。主要结论如下：（1）地铁隧道穿地裂缝段的常规建造工法涉及竖井及横通道开挖、CRD法人工作业、盾构空推等一系列复杂流程，设防必要性及现有建造技术复杂性之间的矛盾严重制约了西安地铁建设进程；（2）给出了“先盾后扩”新工法的建造流程、需解决的问题及工程应用前景；（3）“先盾后扩”法通过结构及工法优化，确保了盾构作业的连续性，避免盾构洞内始发及接收，进而在同等设防参数条件下减小设防断面，是实现地铁隧道便捷、低成本穿地裂缝段的一次重要探索与尝试。     

隧道通风设计中火灾释热量的取用

1 引言 隧道通风设计中,一般均简单的按隧道内通行车辆的种类来确定相应的火灾规模、释热量（汽车释热量）。但试验证实,在隧道封闭环境内火灾工况下,所产生的释热量还受到火灾现场环境条件、隧道断面大小、通风方式等影响。所以在实际工程设计中还须考虑相应的释热量增大系数。国外对此旱已开展了多样的试验研究,并取得了一些有价值的数据,它有助于对隧道通风设计中火灾释热量的合理取用,及通风、消防系统科学的有针对性的设计。     

铁路隧道结构设计参数对二次衬砌裂缝影响规律研究

对玉磨铁路安定隧道二次衬砌裂缝的分布进行统计分析，并提出一种更接近实际荷载情况的模拟方法，对二次衬砌的裂缝发展规律和控制因素进行研究。采用正交试验研究四因素（混凝土强度等级、衬砌厚度、钢筋直径、保护层厚度）三水平条件下衬砌裂缝情况。结果表明：现场衬砌裂缝分布情况统计显示裂缝主要分布于拱脚和拱腰位置，拱顶次之，拱肩裂缝较少，纵向裂缝比例达到63%，环向裂缝和斜向裂缝占比分别为18%和19%；衬砌各部位损伤出现的顺序为拱脚、拱顶、拱腰、拱肩，而裂缝发展程度一般为拱脚>拱腰>拱顶>拱肩；二次衬砌结构参数对拱脚裂缝宽度的影响程度为混凝土强度等级>保护层厚度>衬砌厚度>钢筋直径；随着因素水平的提升，混凝土强度等级、衬砌厚度、钢筋直径的影响程度逐渐减小，衬砌厚度影响趋势则相反。     

上海崇明越江通道长江隧道工程综述（一）——长江隧道工程设计

介绍了上海长江隧桥（崇明越江通道）工程的建设背景、规模和上海长江隧道建设的自然条件;阐述了工程总体设计方案,以及超大直径盾构隧道管片结构、大深度高水压管片防水、长距离隧道通风系统和防灾体系等关键技术方案;描述了两台Ф15430泥水加压复合盾构机的性能特点;叙述了隧道总体施工方案和盾构隧道施工正面稳定、大直径隧道抗浮、长距离施工测量、内部结构同步施工、成淡交替土层环境条件下连接通道施工等长大越江隧道关键施工技术方案和风险预案措施。     

基于重型载货汽车动态数据的区域公路货运量统计修正方法

为提高公路货运量统计的准确性，以重型载货汽车动态数据为基础，选取货车活跃数指标构建与公路货运量的回归模型并进行比较分析，选取平均相对误差最低的线性回归模型作为全国公路货运量的预测模型。基于华北、华东、中南三个区域共17个省（市）数据建立区域重型载货汽车活跃数与区域公路货运量之间的线性回归模型，判断以“车籍注册地”为原则统计的公路货运量与货车实际运行数据的区别。结果表明上海、北京、天津三地货车异地运营率较高，浙江、山东、江苏、湖南等地货车异地运营率较低。     

变截面连续梁桥主梁的有效宽度研究

有效宽度是薄壁梁桥应力设计计算中的一个主要问题。文章以一座在建的三跨（29．3＋50＋29．3）m连续梁桥为研究对象，利用有限元分析软件建立实体模型，研究不同荷载工况下变截面连续梁有效宽度的分布规律，并与现行规范的有效宽度进行对比分析，其结果可为变截面连续薄壁梁的设计和施工提供指导。     

硬岩掘进机高压水砂前混破岩影响因素试验研究

将前混合磨料水射流破岩技术应用于硬岩掘进机（TBM）上，有望解决隧道施工过程中遇到高强度岩石时，传统滚刀破岩效率低、成本高的难题，但前混合磨料水射流破岩受多种因素影响，系统复杂，在TBM破岩掘进领域的应用还不够成熟。基于此，利用高压水、砂破岩试验装置，开展了固定状态下喷头定时、移动状态下喷头定速的对比试验，研究不同静水压、射距、喷嘴的运动状态对磨料平均消耗量以及破岩坑槽深度和宽度的影响，针对破岩宽度效果，各因素影响大小依次为移动状态、射距、静水压；针对破岩深度，各因素影响大小依次为移动状态、静水压、射距。通过探究前混合磨料水射流技术的破岩最佳参数，为TBM的新型破岩技术研究提供依据。     

钢壳混凝土沉管隧道管节结构热量传递规律试验研究

为了解钢壳混凝土组合结构的耐火性能，进而为其结构设计、防火保护提供依据，利用自主研发的多功能大型耐火试验炉，在不同防火保护方案下，进行局部全尺寸构件耐火试验，研究钢壳混凝土沉管隧道管节结构在火灾高温下的热量传递规律。结果表明，火灾中防火板对管节结构有明显保护作用，无防火板保护情况下构件竖向位置出现明显的混凝土脱空现象；防火板背火面测点温度值均随炉膛温度变化呈现规律性变化，但两者并不完全同步，防火板背火面测点温度变化滞后于炉膛温度变化；火灾高温下管节结构的温度影响深度达到距离底板上表面约550 mm，混凝土断面热量传递高度约400 mm。