玉溪至磨憨铁路地质与风险综合选线设计

研究目的:鉴于我国铁路特别是艰险山区铁路的大量修建,建设施工的风险也增大,而控制风险的源头在于设计。铁路设计经过多年的发展,更加注重工程的安全性、可靠性、低风险性、经济性。本文研究了玉溪至磨憨铁路前期工作选线设计,提出了各设计阶段的选线思路。研究结论:(1)玉溪至磨憨铁路地形起伏大,地质条件复杂,风险较高,通过大量的方案综合比选,使线路从热泉低温带穿过,活动断裂对工程的影响小,隧道风险大大降低,为以后的设计打下了坚实的基础;(2)不同的铁路项目,其选线的风险是不同的,应根据项目具体分析风险选线的原则,从设计过程分析,地质与风险综合选线在预可研阶段以宏观分析判断为主,应以区域地质资料结合现场调研情况拟定重大风险选线原则,从而指导选线设计,可研阶段要进一步查明地质条件并对重大地质风险进行验证,有必要进行地质专题研究,初步设计和施工图阶段要落实工程措施;(3)本文的研究可对其他高风险铁路工程选线设计提供一定的借鉴意义。     

BIM技术在高速铁路接触网工程中的应用研究

通过对建筑信息模型(BIM)技术在高速铁路接触网工程中应用的深入探讨和研究,在设计阶段建立接触网零部件三维族库BIM。通过参数化快速腕臂装配建模、线路模型布置,开展碰撞检查、仿真模拟,实现接触网最优设计;通过BIM工程量自动统计、出图功能,提高设计效率。施工安装阶段利用BIM技术,进行工程进度展示,设计交底、施工方案交底,指导施工并提高施工质量。基于BIM的接触网数据集成与传递,实现接触网BIM承载的建设管理过程信息无缝转移到运维阶段,为将来智能运维奠定基础。     

基于Bentley平台的铁路隧道BIM技术应用研究

以Bentley平台为技术支持,以京张高速铁路隧道工程为项目背景,以BIM技术在隧道设计中的应用为目的进行研究。叙述了BIM隧道建模过程及对铁路BIM标准的验证,通过使用BIM技术进行碰撞检测、正向设计、协同设计对设计流程的优化,总结了出现的问题及解决对策。研究认为:现阶段Bentley平台上BIM技术在铁路隧道设计中还不能满足出图和工程量计算的要求;在模型不同的设计阶段,由于精度要求的不同导致模型有时无法重复利用;模型的应用在设计、施工、运维间缺乏联系。解决以上问题需要根据隧道专业的需求进行有针对性的二次开发;提高BIM模型的重要性以替代二维出图;规范中对于BIM精度的要求应通过项目的验证不断优化;应制定统一的标准,规范BIM设计各阶段完成内容,构建多阶段、多专业的BIM平台。     

铁路山岭隧道BIM设计应用研究

以铁路山岭隧道为研究对象,通过广泛调研提出了铁路山岭隧道BIM设计技术路线,结合"武襄十"铁路王家庄隧道BIM设计实践,详细论述了铁路山岭隧道BIM设计流程。实践表明,利用BIM技术构建3D模型,可以直观、准确地再现隧道与地质构造、附属结构等的空间关系,避免了常规二维设计的差错漏碰现象;通过三维可视化模型输出二维图纸及进行隧道工程数量统计保证了二维图纸相互关系的正确性及工程数量的准确性。通过应用研究初步实现了BIM与GIS系统结合,并引入FLAC3D软件对BIM隧道模型结构受力进行了三维数值模拟分析。     

铁路矿山法隧道BIM建模标准研究

针对铁路矿山法隧道BIM模型使用需求,研究施工图设计模型的构件命名规则与代码规则,以及建模精度与信息粒度等模型创建要求,建立铁路矿山法隧道施工图设计模型,建模精度、构件信息粒度包含施工工序和传统的二维施工图设计信息。研究成果符合现行的铁路隧道设计规范与标准要求,并结合依托工程得到成功实践。     

IFC在铁路隧道中的应用研究

IFC标准是开放的建筑产品数据表达与交换的国际标准,支持建筑物全生命周期的数据交换与共享。根据铁路工程需要进行IFC Schema扩展,形成铁路IFC标准可为基于BIM的铁路工程建设管理服务。依托大瑞铁路高黎贡山隧道,基于Bentley平台开展铁路IFC标准在隧道项目的应用研究。完成了铁路隧道IFC标准到商用BIM软件平台的嵌入,能够将设计模型信息传递至施工模型,将施工模型信息传递至工程建设管理平台,实现了信息在相关阶段的传递和互用。     

基于实体结构分解的设计转施工模型研究

为解决铁路领域设计阶段模型传递给施工阶段存在的重复建模和模型与业务关联度不高的问题。提出一种标准化的模型转化方案，并探索基于该方案的模型与施工业务关联的方法。分析设计阶段和施工阶段的编码体系对应关系，提出实体结构分解的最佳方案。该方案将设计阶段模型按照施工业务的不同组成部分进行拆解，以保留模型的细节和关联信息。为实现模型转化，研究开发自动赋码和编码模板关联管理的软件工具，以减少工作量和人为赋码的错误。研究结果显示，采用该标准化模型转化方案的项目在质量管理方面、进度管理方面取得提升，并实现成本节约。本研究结论为该模型转化方案有效支持施工业务管理，提高项目管理的效率和质量，减少误差和重复工作，实现成本节约和整体绩效的提升。基于现有标准和规范体系，具有较好的可复制性，为不同建设领域基于BIM的全周期管理提供有益的参考，并展示铁路领域在设计与施工阶段实现模型转化的创新点。     

铁路站房信息专业辅助设计软件研发与应用

针对铁路信息专业设计工作量大、效率低、工程量统计易出差错、设计结果差异性大等问题,研发铁路站房信息专业辅助设计软件。该软件基于C/S架构,服务器负责设备数据、图形图块等资源的存储维护,客户端调用服务器资源实现具体业务功能,保证了设计成果的规范统一。在信息专业平面图设计阶段,该软件可实现设备快速布置,基于Dijkstra算法完成了设备线缆路径自动规划及工程量生成;在系统图设计阶段,软件内置各类信息子系统模型框架,可基于平面图设计数据实现系统图的自动生成和工程量统计。目前该软件已在包银铁路、汕汕高铁等项目进行测试,提高了设计效率和成果质量,有利于控制工程投资,为设计数据的扩展应用和其他专业的辅助设计研发提供了基础。     

长大复杂岩溶隧道综合施工地质技术探讨

隧道施工安全的前提之一是对隧道所在区域宏观岩层岩性、地质构造以及对工作面前方相对微观地质信息的掌握程度,并通过对地质信息的了解而采取正确的工程措施。通过对齐岳山隧道施工以来展开综合施工地质工作内容、项目、做法,以及对地质信息的综合分析判断和应用分析,在一定程度上确保了施工安全的实例介绍,为隧道施工阶段工程地质工作采取的方法、手段和分析提供一个系统的工作流程。     

基于BIM与GIS结合应用的地铁隧道安全预警预报技术

地铁隧道结构安全性评估是地铁建设的重要环节。针对南宁地铁2号线岩溶发育的工程地质条件,在GIS(地理信息系统)中展现和分析不良地质体的空间分布,进行隧道穿越区域的岩溶塌陷风险评价;针对不同岩溶地质灾害风险等级,根据施工信息和监测信息在BIM(建筑信息模型)平台上进行地铁隧道结构安全风险评估,进而采取不同防治措施,以及进行隧道安全预警预报。基于BIM与GIS结合应用的隧道结构安全风险评估,综合考虑了地铁隧道结构模型宏观地理环境,可为地铁隧道结构安全预警预报提供技术支持。     

京张高铁八达岭长城站结构安全智能监测技术

京张高铁八达岭长城站规模大、结构复杂、施工难度大。为实现车站及大跨过渡段的安全建设,八达岭长城站建立了结合人工智能技术的隧道围岩及结构安全智能监测系统,通过在围岩和结构中预埋传感器,监测地下车站和大跨过渡段的围岩,以及锚杆、锚索等支护结构的受力和变形,并进行自动化采集、实时传输和处理,实现隧道围岩及结构力学状态的可视化实时显示与预警。超大跨隧道结构安全智能监测系统确保了复杂围岩条件下长、大隧道及隧道群的施工期和运营期安全,体现了现场监测信息对施工与设计的指导意义,为类似工程的施工和监测提供了参考与借鉴。     

岩溶隧道安全设计、施工与管理

研究目的：渝怀线圆梁山隧道、宜万线马鹿箐隧道发生了重大工程灾害，造成了巨大的经济损失和人员伤亡。因此，如何有效地解决岩溶隧道的施工安全，已受到铁道部各级领导高度重视。本文主要介绍了岩溶隧道的安全设计、施工与管理的各环节，以期对今后岩溶隧道的安全修建提供借鉴。 研究方法：结合以往隧道施工中的经验与教训，对岩溶隧道风险等级进行划分，并对岩溶隧道的安全要素进行剖析，研究各安全要素的主要内容。 研究结论：为规避岩溶隧道风险，设计、施工和管理各环节都应进行风险辨识，制定相应的风险对策：设计阶段，应对岩溶隧道进行风险等级划分，并依此进行相应的必要设计；施工阶段，应加强安全培训，将施工原则、施工方法、风险辨识、逃生系统有效地贯穿于施工过程中；对复杂的岩溶隧道应进行超前预测预报专项化管理，对岩溶的治理应进行程序化、制度化和专项费用管理。     

京张高铁八达岭长城站智能建造技术

为实现深埋超大跨地下车站智能建造技术,京张高铁八达岭长城站从隧道智能化勘察、设计、施工、监测四方面展开一系列探索和研究。研发基于掌子面自动化素描系统的定量化超前地质预报技术,实现掌子面地质信息智能图像预报与围岩精准分级;应用BIM技术搭建多专业协作的统一平台,实现真正意义上的三维集成协同智能设计;构建实时人机定位管理系统,实现复杂地下车站人流-物流的高效协调和智能施工;采用隧道结构安全智能监测系统,对围岩和支护结构的力学状态进行全寿命周期的实时监测。隧道智能建造技术在八达岭长城站的成功应用,极大提高隧道机械化、信息化、智能化建设水平,提升隧道的施工水平和综合管理能力。     

基于地质信息的地铁隧道施工风险预警系统研究

针对地铁隧道工程施工事故多、风险大的特点,以武汉地铁矿山法区间隧道为例,对地铁隧道施工风险预警系统进行了研究与设计。以风险评估理论为基础,以模糊数学综合评判法为手段,通过对地质信息、施工信息和监测信息的获取与分析,对地铁施工的风险进行综合预测预报,并及时反馈,以减少隧道施工过程中的盲目性,降低隧道施工的风险。     

京张高速铁路明挖隧道基坑降水设计

针对京张高速铁路东花园隧道明挖基坑降水设计,通过勘察报告和现场降水试验得到降水区域水文地质参数,基于相关参数计算基坑涌水量,进而设计降水井数量、种类和深度。介绍了明挖隧道基坑自动化管井降水监测与分析管理系统,其可降低人工成本,实时监控并有效指导施工管理。经工程实践证明,明挖隧道基坑降水设计方案是可行有效的,能为类似明挖隧道基坑降水设计提供借鉴。     

基于GIS的运营隧道监测预警系统

基于GIS的运营隧道监测预警系统实现了市政工程施工对运营隧道影响的自动化监测,对运营隧道结构设施的竖向沉降、水平位移、裂缝、扁率和地下水位等项目的监测管理与及时预警,提高了运营隧道安全管理水平.通过实际应用,该系统具有自动化程度高、监测精度高、传输稳定性强等特点,可进一步深入研究并推广应用.     

装配式综合管廊在地铁车辆基地中的发展及应用探讨

装配式综合管廊在地铁车辆基地中的应用尚处于探索阶段,为了将装配式综合管廊与地铁车辆基地有效结合,提出一种适合于地铁车辆基地的装配式综合管廊解决方案。系统研究车辆基地发展装配式管廊的可行性,从目前车辆基地综合管廊建设和运营现状出发,提出了单仓和双仓两种管廊断面模式。通过应用BIM技术对管线进行碰撞检查和节点深化设计,并在管廊设计中考虑相关附属配套设施。工程实践证明,装配式综合管廊比现浇管廊土建成本减少4%,工期缩短45%,从安全、环保、质量、工期、场地、运维等多方面具有明显优势,应大力推广。下阶段应从标准化设计、施工方面对装配式管廊进行系统研究并争取尽快应用到实际项目中。     

软土地区盾构隧道若干设计关键问题解决方法研究

轨道交通的持续建设和地下空间大力度开发使得盾构隧道施工环境日益复杂,而软土地区土层特性使得施工难度和风险更高。结合实际工程针对软土盾构隧道设计提出以下技术措施:①基础补偿+洞内顶托的被动联合桩基托换技术;②基于BIM管片自动排版和选型技术;③洞外加固+混凝土箱体洞内临时封闭接收技术。从设计源头上解决了实际工程中的技术问题,显著提高施工准确度并降低了工程风险,为软土地区类似工程实践提供了可借鉴的经验。