隧道断面自动成图的数学模型研究

以研制隧道爆破设计智能系统为背景,进行隧道断面自动成图的数学模型研究。按照隧道断面的形状,以隧道底板为x轴,垂直x轴的隧道中心线为y轴,设定直角坐标系。确定隧道断面参数输入方法并给出了算法步骤和算法流程,利用Visual C 编制系统,实现隧道断面轮廓线在输入隧道断面的特征参数后精确自动绘制。     

强震区极弱千枚岩区域引水隧洞施工技术

以高烈度地震区极弱千枚岩区域的涪江古城水电站引水隧洞的施工为例,运用隧道施工理论、系统优化等方法并充分结合现场实际情况,对施工方案进行了分析比较,提出了"短进尺、弱(不)爆破、快封闭、强支护、勤测量"的施工原则,确定了开挖施工工艺流程,进而提出了支护紧跟措施和方法。实践表明,研究出的开挖方法、作业顺序及支护结构与参数可以满足软弱千枚岩隧洞建设需要,能够保证隧洞围岩稳定和结构安全,可为类似工程提供一定参考。     

让压预应力锚索在软岩隧道大变形控制中的作用机制研究

为解决高地压、高流变条件下软岩隧道围岩及支护结构大变形控制难题，通过理论和数值分析，研究让压预应力锚索在隧道大变形控制中的作用机制。研究内容包括2个方面，一是研究新型让压锚垫板在低预紧力及低围压下的力学性能，满足支护结构先柔让压的要求； 二是让压结束后，预应力锚索在高预紧力条件下改善支护结构受力性能，实现后刚强支的作用。结果表明： 1）预应力锚索通过施加预紧力，增大洞壁径向阻力，提高围岩稳定性； 2）预应力锚索在让压结束后对支护结构的主要作用是减跨，由此提高支护结构刚度和承载能力； 3）围岩、支护结构和让压预应力锚索变形协调，力学上相互耦合，构成“先柔后刚”的支护体系。     

高地应力下特大异形断面隧洞塌方处理技术

针对高地应力下的锦屏二级水电站隧洞群施工中容易发生的塌方问题,对多洞交叉等难点地段塌方处理技术进行研究.通过对交叉口地段围岩地质、断面形状与几何尺寸及其变异、施工条件、多次施工扰动进行分析,结合隧洞施工理论及方法,得出对锦屏隧洞群施工过程塌方的影响因素主要有地质、断面条件、开挖方法和施工顺序等方面,提出了适合于锦屏特大异形断面"先固结塌方体、再低强度开挖,后加强支护"的总体处理方案,确定了塌方地段低强度开挖的控制爆破技术参数,给出了塌方地段开挖后的加强支护措施.实践表明,研究出的高地应力下施工塌方处理技术可满足工程实际需要.     

爆破设计智能系统在武广线上连溪隧道的应用

用开发的ZXTBS软件包应用于武广铁路上连溪隧道的爆破施工设计中.3次爆破试验表明,该系统输出的设计图表能直接用于爆破施工,而且爆破效果良好.     

隧道光面爆破质量与智能化控制方法

针对隧道爆破超欠挖控制极其困难的技术问题,以武隆至两江新区高速公路工程雪峰山隧道爆破施工为依托,运用爆破理论分析及现场试验等方法,对传统Ⅳ级围岩爆破方案及参数进行了现场测试及分析,分析了隧道光面爆破质量控制不利的原因,据此提出了围岩实时感知、爆破参数随围岩变化快速实时确定方法以及炮孔智能化布置方法。现场试验结果表明,按照智能化确定的爆破方案,获得了非常好的爆破效果,爆破后半边残孔率接近90%,去除预留变形和钢架安装变形误差后的平均线性超挖低于18 cm,可很好地满足雪峰山隧道施工质量要求,也可以为今后类似工程提供借鉴经验。     

锦屏高地应力下特大异形断面隧洞扩挖技术研究

以超埋深、高地应力条件下的锦屏二级水电站隧洞群施工为背景,对多洞交叉形成特大异形断面隧洞施工技术进行研究。在对交叉口地段围岩地质、断面形状与几何尺寸及其变异、施工条件、多次施工扰动进行分析的基础上,结合隧洞施工理论及方法,提出了适合于锦屏特大异形断面的"从上至下,主攻节点"的二次扩挖方法,给出了3#施工节点分五步开挖的施工顺序,确定了与隧洞围岩和断面条件及施工方法相适应的支护结构及参数,为锦屏二级水电站多洞交叉口困难地段施工提供了指导依据,从而为实现隧洞群工程顺利施工奠定了基础。     

基于结构特征曲线的软岩隧道钢拱架力学效应研究

针对传统锚喷支护难以适应软岩隧道大变形的问题,文章通过把钢拱架和喷射混凝土同时工作分为钢拱架单独工作和联合工作两个阶段,利用SAP2000有限元程序研究了实腹式型钢拱架和空间钢桁架拱的力学特征及其单独工作的力学效应;考虑材料非线性与几何非线性,研究了钢拱架在不同支撑条件下的极限承载力和极限变形能力。结果表明:(1)将钢拱架单独工作作为支护的一个阶段是可行的;(2)侧向支撑及拱脚的约束情况对实腹式型钢拱架的作用效应有决定性影响;(3)空间钢桁架拱的整体刚度大于实腹式钢架拱,受侧向支撑影响小;(4)提出了提高钢拱架承载能力和变形能力的方法,为喷射混凝土及其它支护措施的实施提供了更多的时间和空间选择。     

下穿铁路隧道爆破施工动力响应研究

针对新建公路隧道爆破施工下穿既有铁路隧道时，引起既有铁路隧道动力响应问题。运用有限元数值软件模拟分析了下穿公路隧道与既有铁路隧道中心位置不同时，既有铁路隧道的动力响应规律。研究结果表明:爆破施工至铁路隧道正下方中心时，既有铁路隧道底部最大振动速度为5.97 cm/s，小于规范允许值6.00 cm/s，数值模拟结果符合现场振动监测数据值；对既有铁路隧道的变形影响，从公路隧道开挖至近侧、中心、远侧、贯通，四个阶段最大变形值为4.86 mm，未超过规范允许值10.00 mm。     

锦屏二级电站引水隧洞群施工平台总体规划研究

针对锦屏二级水电站隧洞群建设海拔高、空间狭小、场地布设困难及其严重影响施工安全及进度等问题,在分析隧洞群和平台施工地段空间条件、围岩地质、隧洞断面情况、施工方法以及平台必须满足的功能要求的基础上,按照隧洞设计与施工方法,运用系统工程与运筹学理论,提出了平台规划的要求、特点、重点与难点,确定了平台规划的三大原则及七大目标,把平台规划为轨道交通、无轨交通、材料周转场及材料仓库"四个基本区"和另外"六个预留区",给出了各规划区规划方案及其施工主要工程量.实践表明,按规划方案建设后的1 560 m平台能够很好地满足施工要求,为实现隧洞群工程顺利完工奠定了良好的基础.