京张高铁隧道衬砌混凝土智能式养护成套技术实践

通过分析隧道衬砌养护期裂缝的形成机理,找到养护期衬砌裂缝控制的3个要素:湿养天数、环境相对湿度、衬砌内部与表面温度差和衬砌表面与隧道内环境温度差,进而提出混凝土养护期控制要求,包括养护时间、养护湿度控制方法、养护期温度控制要求及结构强度控制要求等。2016年开工建设的京张高铁八达岭隧道,采用添加粉煤灰和石粉的现浇高性能混凝土二次衬砌。现浇混凝土衬砌养护使用养护台车结合自粘式节水养护膜进行养护,同时采用充气式帆布气囊对养护中的隧道衬砌进行保温,取得了良好效果。结合京张高铁八达岭隧道衬砌智能式养护经验,介绍包括智能式养护设备、自粘式节水养护膜及保温充气式帆布气囊等智能式养护成套技术的使用情况。     

京张高铁八达岭铁路隧道衬砌极限状态设计方法研究

由于荷载和材料参数的随机性,采用相同安全系数设计的隧道结构可靠性并不一致.基于概率理论的极限状态设计方法可消除上述问题,并可定量地描述隧道结构的可靠性,是未来隧道结构设计方法的发展方向.理解极限状态法在设计理念、设计参数、计算公式及评价标准等方面与传统方法的区别是正确应用该方法的前提.以京张高铁八达岭铁路隧道衬砌结构设...     

从铁路隧道工程施工质量验收标准谈施工质量控制

国家铁路局发布了2018版铁路隧道工程施工质量系列验收标准,从验收单元划分、验收程序和组织、验收内容和要求等方面进行了全面修订,突出了混凝土、锚杆等原材料的进场检验,加强了初期支护、二次衬砌等隐蔽工程的质量检查,做实了关键工序的质量把控,为铁路隧道工程建设划出了"质量红线"。本文从2018版铁路隧道工程施工质量验收标准主要修订内容、技术特点入手,浅谈铁路隧道施工质量控制,以期对使用者有所帮助。     

京张高铁八达岭长城站耐久性设计方法及措施

为了提高隧道及地下工程的耐久性,降低地下工程运营期维修养护的成本,采用系统分析法研究地下工程的耐久性机理,提出地下工程结构耐久性的计算模型及其定量化设计方法。隧道结构的耐久性取决于初期支护和二衬承载力的衰减,初期支护承载力的衰减将引起二衬荷载的增大,隧道结构耐久性的安全系数可采用二衬承载力与其荷载的比例来表示,当二衬荷载增长曲线与其承载力衰减曲线相交时,隧道结构达到承载力极限状态,此时也即为隧道耐久性的设计使用年限。八达岭长城站支护体系设计中,采用围岩长期自承载的设计理念,利用长寿命初期支护加固围岩,形成持久的围岩自承载拱,长期承担全部围岩荷载,二衬作为安全储备。同时,增加锚杆注浆保护层的厚度和密实度、设置居中定位器来提高锚杆的耐久性,采用分段高压注浆来提高锚索的耐久性,采用中低热水泥、Ⅰ级粉煤灰、多级配整形骨料、控制入模温度、优化配合比、进行保湿保温养护等措施提高二衬混凝土的耐久性,形成长寿命支护结构体系。     

京张高铁清华园隧道复合地层盾构机械配置研究

依据清华园隧道盾构区间的隧道参数和工程地质条件,分析盾构机刀盘和刀具对卵石土、砂、粉质黏土互层的适应性。从地层渗透系数、颗粒级配、地下水压、周边环境影响、隧道规模等方面进行综合考虑,选取泥水平衡盾构作为最终选型。考虑到刀盘跨度较大和中途换刀对盾构稳定性的影响,结合渣土特性和既有工程经验,决定采用辐条面板式刀盘,并确定了开口率和开口尺寸;此外,还给出了以切削型为主且可常压更换的刀具配置方案。最后简要介绍了常压换刀的技术流程和泥水环流系统的设计方案,总结了卵石土、砂、粉质黏土互层的盾构机械配置方案。     

京张高铁正盘台隧道施工通风方案研究

正盘台隧道施工过程受工期紧张、大规模涌水、文物保护、生态保护等因素影响,需要设置泄水洞、支洞、横通道等辅助坑道,施工工作面增加较多,对隧道的施工通风提出更高的要求。根据现有辅助坑道条件,结合施工组织各阶段特点,通过理论计算及现场施工组织配合,研究和制定出正盘台隧道符合现场实际条件的施工通风最佳方案,实现隧道施工人员工作环境的极大改善。     

京张高铁八达岭长城站超大跨隧道变形控制标准研究

为了确保超大跨隧道开挖过程围岩稳定和施工安全,合理确定各开挖步序的变形控制标准,采用理论分析、数值模拟实验和现场监测等方法,建立隧道变形与围岩应变相互关系的计算模型,提出基于围岩极限应变的隧道总变形控制标准,制定超大跨隧道分步变形控制标准和分级管理方法。研究结果表明:隧道围岩总变形控制标准取决于隧道围岩的极限应变;Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级围岩32.7 m跨度的隧道,其拱顶总沉降控制标准分别为40,90 mm和180 mm;超大跨隧道施工过程中成跨阶段的变形约占总变形的95%,成墙阶段的变形约占总变形的5%。     

新建两并行盾构隧道下穿高铁隧道模型试验研究

为研究新建盾构隧道下穿施工对既有高铁隧道的不良影响,采用离心模型试验模拟两并行盾构隧道下穿高铁隧道开挖施工。研究了两并行盾构隧道下穿施工时既有高铁隧道结构内力、拱顶变形、拱底变形和地面沉降的变化规律,同时考虑高铁隧道沉降缝对其结构的影响。模拟研究表明：后行盾构隧道开挖引起的不利影响小于先行盾构隧道开挖引起的不利影响;对于无沉降缝的既有隧道,仰拱和拱顶纵向沉降分别呈U形和反U形;考虑沉降缝时,既有隧道拱顶、地面沉降值增加了100%以上,既有隧道最大纵向弯曲应变、剪应力减小了60%;沉降缝的存在不会改变高铁隧道的横向弯曲应变和变形趋势,但是在数值上会有所降低。     

京张高铁八达岭长城站大跨深埋三连拱围岩压力计算方法研究

大跨度深埋三连拱隧道具有开挖跨度大、施工工序复杂、各洞室协同受力等特点,支护结构设计需要进行荷载-结构模型验算,而荷载如何确定尚无成熟的计算方法。依托京张高铁八达岭长城站三连拱隧道工程,基于普氏平衡拱基本假定并借鉴深埋双连拱隧道荷载计算方法,推导出深埋三连拱情况下围岩压力计算解析解。研究表明:三连拱隧道围岩压力由拱部松散土压力和中隔墙共同承担;中隔墙的主动支撑作用非常重要,这与双连拱隧道的受力变化规律吻合;该计算方法适用于具备一定强度的接近松散体围岩;通过解析法计算结果与现场监测数据对比分析,水平与竖向围岩压力最大相对误差分别为9.75%和10%,验证解析法计算结果的合理性。     

京张高铁八达岭长城站大跨度深埋三连拱隧道设计及施工方法研究

目前三连拱隧道衬砌荷载尚无成熟的计算方法且类似工程施工经验相对较少,以京张高铁八达岭长城站为例,研究在V级围岩地质条件下,大跨度深埋三连拱隧道设计计算方法及合理的施工工序。依据普氏平衡拱理论并借鉴双连拱隧道围岩荷载计算方法,提出深埋三连拱隧道围岩荷载模型,通过建立有限元模型,分析三连拱隧道的合理施工工序。研究表明:三连拱隧道围岩压力可以看作拱部松散土压力及中隔墙所承受的压力之和;三连拱施工工序推荐采用先侧洞后中洞的工序,对于施工过程中保持围岩及支护结构体系的稳定较为有利;通过右洞围岩压力计算结果与现场检测结果对比分析,围岩压力最大相对误差在10%以内,全施工阶段监测情况一切正常,验证了解析法计算结果的合理性及施工工序的优越性。     

京张高铁清河站站房绿色设计研究

京张高铁清河站是全国首个采用《绿色铁路客站评价标准》进行评价、并获得三星级设计标识的铁路客站项目,在绿色建筑设计方面具有一定的前瞻性和实践性。首先介绍了清河站的设计概况与特点,阐述了铁路站房绿色设计发展的现状及研究的必要性,然后从土地利用集约化、土建装修一体化、智能遮阳百叶选取、光导管使用等方面,对清河站围护结构的节能率、自然采光、气流组织等进行模拟分析,对清河站的绿色设计及创新进行重点研究,最后总结了铁路站房绿色设计的特点、优劣势及星级评价关键技术。     

京张高铁GIS地理信息系统构建研究

为更好地服务于智能京张高铁建设,发挥空间地理信息的基础支撑作用,为京张高铁各业务信息系统提供规范的铁路地理信息数据和空间信息服务,实现铁路空间信息资源共享共用。面向铁路应用需求,运用面向对象的空间数据管理、服务式GIS、地图缓存及更新等关键技术,采用一张图+N服务的空间信息应用模式,完成铁路、地方多源空间信息的融合,提供京张高铁GIS门户、在线地图、数据管理等服务。京张高铁地理信息平台集成了国家基础地理信息数据、铁路专业公用地理信息数据,形成了面向铁路多业务、多模式的铁路地理信息平台标准体系框架。     

京张高铁八达岭景区设站研究

京张高铁经八达岭景区设地下站,地下站埋深较深,且经过全国重点风景名胜区八达岭景区,涉及工程结构安全、铁路运营安全、旅游安全、文物安全,以及对景区景观、环境的影响等方面的问题,使得八达岭地下站成为各方关注的焦点。通过对八达岭地下站涉及的相关问题进行综合分析,认为在八达岭景区设站是必要的。通过方案比选,滚天沟地下站方案在技术上是可行的,车站设于滚天沟广场地下,游客乘降方便,有利于改善八达岭景区的交通拥堵状况,运输方式低碳、环保、安全、快捷,是相对较优的方案。最终选定在八达岭长城景区设置埋深102 m的地下车站作为实施方案。     

解析“精品工程 智能京张”对新时代中国铁路建设的深远影响

京张高铁既是2022年冬奥会的交通保障线,也是中国智能铁路的1.0版和高速铁路的2.0版,是一条集中国铁路设计、建设、制造与管理先进技术之大成的智能高速铁路。同时,京张高铁开启了中国铁路建设智能新时代,提出用工匠精神打造精品工程的新时代工程建设新要求,践行了站城融合的设计新理念,打出了铁路建设史上第一张文化名片;实现了绿色畅通的建设新目标。     

京张高铁大直径泥水盾构施工泥浆环保处理措施研究

在城市建筑物密集区,采用泥水盾构进行隧道施工往往面临泥浆无处排放的难题。以新建京张高铁清华园隧道为背景,通过对地质状况的分析和研究,采用了泥浆环保综合处理的方法:(1)以泥水分离设备为核心,对泥浆进行总体处理;(2)处理后合格的泥浆通过制、调浆系统的补充和调整进行再利用;(3)处理后不合格的弃浆则通过压滤设备、离心设备和化学药品进行环保处理;(4)对泥浆处理设备进行噪声控制。研究表明,通过上述措施,实现了废弃泥浆的无污染处理,使盾构施工对于环境的影响降低到最小程度。     

京张高铁八达岭隧道下穿长城爆破振动影响的预测与分析

京张高铁八达岭隧道两次下穿世界文化遗产八达岭长城,隧道拟采用钻爆法开挖。为避免长城在爆破振动下发生破坏,在八达岭隧道大跨过渡段布置微振检测系统,用以验证爆破控制技术的效果。同时,收集和整理实测数据,按萨道夫斯基公式及Ricker公式进行回归分析,确定爆破振动的相关参数,从而得出适合八达岭长城地区地质条件的质点峰值速度和拐角频率的预测公式。误差分析验证了预测公式具有较好的适用性,可以为隧道下一步穿越长城核心区爆破参数的确定和安全性控制提供理论依据。