GPS技术在隧道高程测量中的应用

在广东莲花山隧道工程中采用GPS技术，通过隧道两端洞口布设各自独立的光电三角高程网，运用附加参数、相邻点高程异常差、高程网的高程异常差等拟合法，统一两端洞口控制点的高程系统，避免了在隧道测区洞口两端已有水准点的未知高程系统差对拟合参数的影响。实践表明，在1．6km、2．9km、5．0km长的隧道中．获得的两端洞口的高程系统差精度满足隧道工程的高程控制要求，预示着GPS技术在山区高速公路长隧道的高程控制测量中具有广泛的应用前景。     

新建公路工程上跨铁路隧道的近接施工影响分析

新建项目上跨既有铁路隧道的情况越来越多,在上方公路工程施工过程中需要分析下方既有铁路隧道的附加位移、应力、轨道平顺度的影响。结合胜山～陆埠公路工程上跨大山脑高铁隧道,利用三维有限元软件进行数值模拟分析,针对上方公路工程施工对既有铁路隧道的影响进行分析,结果表明:上方公路工程施工对既有隧道的影响在安全范围之内,既有的高铁隧道衬砌结构能满足安全需要,本案例能够为将来类似工程的施工提供可靠的参考依据。     

隧道交叠段变形规律及支护应力研究

新建隧道下穿既有隧道时,交替开挖工序可能会对既有隧道产生不利影响,文中以某公路隧道交叠段为对象,对新建隧道开挖进行全过程数值模拟,分析开挖过程对既有隧道底板变形的影响,同时考虑交叠段隧道结构之间相互作用关系,分析新建隧道支护应力及围岩变形。结果表明,新建隧道开挖后,竖向位移最大值出现两主洞隧道拱顶部位,水平位移最大值出现主洞左、右边墙部位,主洞左、右边墙角部位可能出现局部拉裂破坏,既有隧道底板沉降最大值出现在新建隧道主洞顶部上方。     

开挖与回填过程中隧道受力和承载拱效应研究

为研究开挖和回填过程中既有隧道受力变化及其与承载拱之间的联系,设计模型试验,通过考察开挖与回填过程中既有隧道的位移、内力及围岩压力,得到隧道受力变化规律,并对隧道受力与承载拱之间的联系进行分析。结果表明: 1)既有隧道上方开挖过程中由于承载拱的存在,会使隧道经历无影响、弱影响、强影响3 个阶段,但既有隧道上方回填过程中不会产生承载拱,填方对隧道的影响基本呈线性增加,隧道处于持续受影响状态; 2)回填后的结构受力普遍大于相同覆土高度下开挖后的结构受力,且拱顶和仰拱相对其他部位受影响较大,易因内侧受拉出现裂纹; 3)承载拱的产生与否主要取决于一定埋深隧道围岩应力状态是否经历三向应力-二向应力转变的历程,隧洞开挖时围岩应力的转移和重分布导致了承载拱的产生。     

大断面隧道下穿松散地层的沉降监测及控制分析

基于云南省甸头超大断面隧道工程需下穿上方既有公路的松散地层区域工程建设实例,为保障隧道施工安全和上方公路的正常运营,结合现场地形地貌和地质条件,采用全方位地表沉降监测技术,实时反馈动态施工过程对上方既有公路造成的影响,并以此为据调整施工过程的进度、工艺等,进而控制隧道上部围岩横向变形差及变形速率。通过对监测数据的对比分析,地表沉降变形影响区域约为隧洞两倍直径范围,主要受影响区域约为一倍直径范围内;地表沉降全过程曲线一般可划分为三个阶段;给出了影响沉降变形的主要因素及相应措施,案例的监测研究结果和施工过程控制技术可为同类工程提供借鉴和参考。     

公路跨越既有铁路隧道的方案设计与研究

在既有隧道上方施作建（构）筑物,不仅会引起隧道局部地段的沉降或隆起变形,而且荷载的反复变化也会引起隧道衬砌开裂。因此,在结构设计及施工阶段,应采取合理的措施来避免或减小对下方既有隧道的影响。结合某公路延伸段跨越既有铁路隧道工程,提出了刚性板跨越、桥梁跨越、路基通过3种方案。对上述3种方案进行综合对比分析,发现刚性板方案具有经济性好、实施方便等优点。通过有限元数值模拟,验证了刚性板方案的可实施性。采用刚性板方案跨越既有隧道,在国内尚属首次。本工程的设计可为其他类似工程提供参考。     

公路隧道爆破振动波的传播规律研究

在隧道钻爆法施工时,爆破产生的振动波会给周围建筑结构带来一定损害,并引发一系列施工安全问题。结合阳曲1号隧道,研究施工爆破过程中振动波的传播规律,并与实测数据分析拟合,提出了爆破振动下地表振动速度和振动频率的衰减规律;认为隧道横向的振动衰减速度比隧道纵向的振动衰减速度略小;高层建筑振动速度随高程增加逐渐衰减,不存在振动高程放大现象。     

狮子洋隧道洞口列车振动流固耦合分析

根据车辆-轨道耦合模型，采用弹性地基梁板模型，得到列车轨下激振力。按广深港高速铁路狮子洋盾构隧道洞口资料，建立精细的三维数值模型，通过FLAC3D软件对列车荷载引发的隧道动力响应进行了数值模拟，分析了列车振动作用下狮子洋隧道洞口水-土耦合规律。结果表明:在列车振动荷载作用下，孔隙水压力增长区域位于隧道周边的一定范围，主要分布在隧道底部地层, 在左右两隧道之间的隧道下方地层，超孔隙水压力值最大；地层受振位移响应等值线呈倒钟状分布，隧道上方影响范围大，且衰减缓慢，隧道下方影响范围小，且衰减迅速；管片左侧近域地层位移响应最大，列车振动对相邻隧道附近地层的影响不明显，其位移值远远小于左侧的地层位移。     

基于PFC的岩溶空洞稳定性数值模拟分析

利用离散元软件PFC2D对岩溶隧道开挖前后的岩溶空洞进行了数值模拟,接触模型选用平行黏结模型,分析了岩溶空洞分别位于隧道上方、下方、右侧、斜上方45°、斜下方45°工况时由于隧道开挖而引起的地层变形对岩溶空洞稳定性的影响,直观地描述了岩溶空洞失稳破坏现象,分析结果表明:岩溶空洞位于隧道上方和下方时,空洞拱顶首先出现岩土体松动并塌落,拱底岩土体出现松动但在重力和上方塌落土体的作用下未发生移动;位于其他位置时,靠近隧道一侧的空洞围岩变形比远离隧道一侧的空洞围岩变形大;隧道与岩溶空洞间的围岩由于应力集中易产生过大变形和岩土体破坏,对空洞稳定性影响较大。研究岩溶空洞的稳定性及失稳破坏的演变过程,为岩溶隧道的设计和施工提供借鉴与参考。     

地铁盾构法隧道正交下穿施工对既有隧道影响分析

为了探讨新建隧道的施工对既有隧道产生的影响,以西安地铁某区间盾构隧道为背景,采用三维有限元数值计算方法,分析了新建盾构隧道正交下穿施工对地表及既有隧道结构的影响,得到了既有隧道管片位移、内力以及既有隧道上方地表沉降的变化规律。计算分析结果表明:正交下穿盾构隧道施工时,上方既有隧道与地表将会发生较大的不均匀沉降,同时既有隧道衬砌结构发生不均匀侧移和扭转,正交位置附近既有隧道结构下侧出现不同程度的拉应力,需要对正交区域内的地层进行加固。     

特大断面隧道钻爆法原位扩挖的爆破振动测试分析

福州市二环路金鸡山隧道原位扩建工程,采用钻爆法施工,通过爆破振动现场测试,重点分析赋存既有临空面的条件下,爆破振速的最大值及其主频的衰减规律。按萨道夫公式基本形式求出最大爆破振速传播与衰减的拟合式,得到Ⅳ级围岩K值明显小于相关规程建议的取值范围,说明既有临空面的存在能显著减小爆破振动效应。对爆破振速时程曲线进行傅立叶分析,认为爆破振动波在周边岩体的传播过程中,其高频成分衰减相当显著。基于此,建议在原位扩挖隧道的爆破施工中,适当减小掏槽眼的装药量,适当增大扩槽眼和辅助眼的装药量,以利用赋存既有临空面的有利条件,提高洞内破岩效率,减小洞外振动效应。     

大跨小间距隧道微振钻爆施工及中夹岩振动特性研究

为了减少隧道爆破产生的振动,研究大跨小间距隧道中夹岩的振动特性,依托贵阳市七冲村1号公路隧道工程,依据自由面减振原理对CD法进行优化,提出中夹岩侧上台阶“前后错落3部”同步爆破施工的CD法,并对中夹岩内部围岩的爆破振动进行测试,研究并揭示后行隧道掏槽孔、辅助孔及周边孔爆破时掌子面前后中夹岩内部围岩的振动速度传播规律。研究结果表明：利用增加自由面个数和面积对CD法进行优化,能够保证在施工进度不变的条件下,使5 m处围岩的振动速度小于5 cm·s^-1,有效地减小了爆破振动,实现微振爆破施工;在隧道爆破近区,爆破距离是影响振动速度的主导因素,质点最大振动速度由周边孔单段装药量决定;在隧道爆破中远区,装药量是影响振动速度的主导因素,质点最大振动速度由最大一段装药量决定;无论掏槽孔爆破还是辅助孔及周边孔爆破,掌子面前方中夹岩振动速度都稍大于掌子面后方中夹岩振动速度;掌子面前方岩体的场地系数K大于掌子面后方中夹岩的场地系数K;随着自由面数量的增加,场地系数K及衰减系数α都减小。     

隧道爆破施工地表特殊建筑物震速控制方案研究

重庆两江大桥渝中连接隧道途经民族路罗汉寺下方,采用钻爆法施工时可能危及寺中建筑物的安全。通过数值模拟分析,预估现有上下台阶爆破方案无法满足寺中罗汉堂的安全震动控制标准。针对这种情况提出上台阶机械开挖、下台阶爆破开挖的组合掘进方式,并根据计算确定该种掘进方法的使用范围。现场爆破震速实测验证表明,实测值与计算值间具有良好的吻合性,对地表震速的预估准确、可靠。     

地基爆破对下伏隧道影响的数值模拟分析

以福州某隧道工程为背景，运用Midas有限元软件模拟地基爆破对下伏既有隧道的影响，从二衬爆破振动速度、内力、最大主应力等角度分析其影响，并对其安全性进行了验算。研究结果表明:地基爆破引起下伏隧道振动速度最大值位于拱顶处，有向四周逐渐减小的趋势；隧道二衬截面混凝土最大主应力和安全系数最小值均位于车行横洞与右洞相交界处。     

发耳高瓦斯公路隧道开挖爆破技术

贵州水盘高速公路发耳隧道为煤与瓦斯突出隧道,高瓦斯工区瓦斯涌出量大,施工必须采取爆破开挖。通过总结非电(导爆管)爆破与电雷管爆破的区别,分析导爆管爆破和电雷管爆破在大断面隧道爆破中的适用性。依据发耳隧道现场爆破实践,从隧道成形、超/欠挖现象、堆碴抛投情况、循环周期和安全系数等方面对比高段别毫秒导管爆破和煤矿许用毫秒延期电雷管爆破的效果。结果表明:高段别毫秒导爆管爆破方式明显优越于煤矿许用毫秒延期电雷管爆破方式。为大断面隧道爆破开挖提供了理论参考,对提高施工安全以及取得较好的社会效益和经济效益有所裨益。     

基于能量法的连拱隧道钻爆施工对围岩损伤影响分析

以采用无导洞钻爆法施工的云南省武定至易门高速公路三台坡连拱隧道工程为依托，针对爆破施工对无导洞连拱隧道围岩造成损伤的问题，利用能量衰减公式推导隧道围岩振动速度衰减公式；采用FLAC^3D软件计算分析实际工程围岩振动速度以验证理论推导公式的准确性，并计算分析在爆破荷载作用下连拱隧道围岩、中墙的振动速度和振动位移的变化规律。研究结果表明：振动速度的理论计算结果和数值模拟结果之间的相对误差较小，说明基于理论推导得到的隧道围岩振动速度计算公式是可靠的；爆破过程中产生的能量以地震波的形式向外传播，当地震波传至地表仍未完全衰减时，未完全衰减的能量将以反射波的形式继续衰减；爆破施工过程中围岩振动速度和振动位移最大值均位于距掌子面6 m的已开挖区隧道拱顶围岩处，未支护情况下隧道拱顶8 m范围的围岩振动速度大于63.5 cm·s^-1，围岩处于损伤的状态，因此在爆破施工过程中应对已开挖区围岩进行预加固。     

铁路立体交叉隧道施工爆破震动响应研究

通过建立不同交叉角度、净距和围岩条件的实验工况,对交叉段新建隧道施工爆破地震波引起的既有隧道衬砌的峰值速度进行分析,探讨了不同因素作用下立体交叉隧道施工爆破的动力响应.研究结果表明：处于迎爆侧的拱底和墙脚之间区域影响最为显著;除净距是上下交叉隧道最显著的影响因素外,随着交叉角度的增加,拱底速度峰值呈增大趋势,并且增长率逐渐加快;岩体坚硬完整,爆破振动波传播衰减越慢,爆破地震波在传到既有隧道之前,出现峰值回升.     

新建后祠隧道爆破振动对既有隧道的影响研究

新建隧道爆破施工不可避免地对既有隧道的通行安全产生影响。依托福建厦蓉高速公路后祠隧道扩建工程，研究新建隧道爆破施工对既有隧道的影响规律。通过现场监测与数值模拟相结合，得出爆破振动沿既有隧道横断面和轴线方向的动力特性，指出振动响应受到不同外界因素（围岩级别、中夹岩厚度、开挖进尺、自由面条件）的显著影响。     

拟建明挖隧道对下部既有隧道稳定性影响分析

如何评价拟建隧道对既有隧道安全的影响,成了项目中的难题。以拟建重庆市两江大桥隧道工程为背景,对比了目前隧道结构设计与评价中经常采用的荷载结构法和地层结构的主要特点。根据两江大桥隧道与既有轨道隧道的空间关系特点,提出二次荷载-结构法,分析了拟建明挖隧道对下部既有隧道的影响。研究结果表明:上部明挖隧道施工前后,既有隧道衬砌受力变化较大,但上部明挖隧道修建后,既有隧道衬砌安全系数仍大于规范值,满足承载能力和正常使用要求。此法可为类似工程设计和研究提供参考。     

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。