浅覆土小间距矩形顶管施工地表变形控制技术

为研究顶管施工过程中的地表变形规律,探索地表变形的的控制技术,最大限度地保证顶管施工过程的安全,依托某总部地下停车场项目,针对国内首例采用结构分割转换工法（CC工法）实施的矩形顶管工程施工地表变形影响因素进行分析,主要包括覆土厚度、施工过程地层损失、隧道小间距施工对相邻隧道土体作用等。研究分析表明： 1）通过采取控制掘进速度、控制土舱压力、控制注浆量、控制出渣量、控制顶进姿态等地表沉降控制技术措施,有效地控制了地表变形; 2）在顶推过程的各个阶段,地表变形呈现不同的特点,当出现变形过大时,通过调整土舱压力、补充注浆等控制措施,使地表变形逐渐趋于稳定变化状态; 3）通过对施工过程地表变形监测数据整理分析,进一步验证了采取地表变形控制措施的有效性和必要性。     

列车循环动荷载下地铁四孔交叠隧道长期沉降及控制分析

以南京地铁5号线下穿3号线为例,采用ABAQUS软件建立四孔交叠隧道的三维有限元模型,计算列车动荷载作用下的土体动应力,并结合经验模型预测交叠隧道的长期沉降量.结果 显示,交叠隧道最大沉降量达16.3 mm,曲率半径为13589 m,相对变曲为1/1100,均超出规范要求,须采取沉降控制措施.现场拟在5号线隧道施工期采用壁后注浆加固措施.结果 显示,采用地层加固措施后运营期交叠隧道的最大沉降量降低至10.4 mm,曲率半径增大至18750 m,相对变曲减小至1/2575,均满足规范要求.地层加固措施可有效控制隧道交叠区沉降的发展,保障隧道结构长期服役性能.     

溶洞地层内矿山法隧道下穿高速公路研究

为解决城市浅埋地铁隧道下穿岩溶地层高速公路路基时导致的路基变形问题,以某市地铁矿山法隧道下穿高速公路路基为例,采用理论设计与施工监测相结合的方法,从岩溶处理、地下水控制及隧道支护等方面进行研究。研究结果表明:针对该路段灰岩溶洞分布不规则、裂隙水分布复杂的地质条件,对溶洞和地下水进行分区处理,得到了良好的效果;采用溶洞和地下水优先处理及双向大管棚超前支护后进行隧道施工的方法,可使高速公路路基的沉降得到有效控制,满足高速公路路基的沉降控制标准。     

一种基于BIM技术的隧道参数化建模方法

通过阐述建筑信息模型(BIM)的概念,指出参数化建模在工程设计领域中的应用理念和发展趋势,以及参数驱动模型生成的技术特点。目前BIM技术的应用往往是先进行专业设计再针对设计成果建立信息模型,这样的逆向设计流程不但没有提高设计效率,反而徒增设计工作量。它本质上是一种现有交付条件主导下设计工作的辅助和补充,其作用在于设计过程中的反向回馈。探索BIM正向设计以提升模型附加值,针对隧道工程,将传统的设计思路与信息模型的全新表达方式相结合。为了提高设计效率,解决复杂工程模型的标准化、规范化的问题,采用参数驱动三维模型生成的方法,验证参数化设计在LOD200级信息模型建立过程中的可行性和必要性。通过设定应用场景规定模型的应用功能,对模型的几何信息和非几何信息添加相应的约束,从而使模型具有更多的应用功能,为实现高效正向协同设计提供参考。     

基于K means聚类算法的盾构掘进参数设定方法研究

盾构掘进参数的合理设定是保障盾构隧道施工质量和安全的基础。为实现掘进参数的准确设定,基于典型工程类比设定理论,将K means聚类算法与经验公式设定法相结合,提出盾构掘进参数类比设定法（SAPAS）,实现典型工程工况掘进参数的自动提取和匹配。与传统的经验公式法相比,SAPAS改善了经验公式的实际使用效果,能够更准确地进行参数设定,有利于提高施工质量和安全。通过在上海轨道交通的部分工程中进行实践,取得了良好的施工效果。     

基于弹性应变能的深埋硬岩隧道岩爆研究

隧道掘进引起的应力调整会导致围岩的弹性应变能分布发生改变,其中弹性应变能大幅跃升区域的围岩发生岩爆的可能性极高。依托米仓山特长隧道,采用三维数值模拟手段,基于弹性应变能理论研究了隧道掘进过程中弹性应变能的变化规律。研究结果表明： 在高地应力条件下隧道掘进会导致明显的卸荷作用,引起围岩应力的重分布,从而导致掌子面附近区域弹性应变能剧烈改变,其中掌子面及其前方7 m范围内围岩的弹性应变能呈现下降趋势,掌子面后方围岩弹性应变能呈现增加趋势; 拱顶部位弹性应变能增加幅度为3.56倍、边墙部位弹性应变能增加幅度为3.73倍、基底部位弹性应变能增加幅度为4.66倍,存在发生岩爆的可能。     

刮刀磨损实时监测系统研发及室内验证试验研究

为实现复合式TBM（全断面硬岩掘进机）和盾构刮刀磨损的实时监测,研发一种新型刮刀磨损实时监测系统。系统由磨损感知模块、数据读取及发送模块、无线接收网关、上位机软件4个部分组成。其中磨损感知模块由14个等阻值耐高温碳膜电阻并联组成,为该系统的核心。系统通过贴合于试验刀具表面的磨损感知模块实时感知刮刀的磨损量,并由数据读取及发送模块将信号发出,经无线网关接收数据后传送至上位机软件。根据理论推导提出刮刀磨损量监测计算公式,并进行室内验证试验,试验结果表明： 刮刀磨损感知模块在磨损过程中信号稳定且不失真,磨损量误差控制在1 mm以内,室内环境下无线传输距离达30 m。监测系统能实现刮刀磨损的实时监测,具有较高的精度,对复合式TBM和盾构刮刀磨损实时监测工程难题的解决起到了推动作用。     

海上导航系统在管节浮运、沉放、对接中的应用

为解决内河沉管隧道水下施工时浮运、沉放、对接等的精确控制问题,引进海上导航系统并将其成功应用于红谷隧道工程中的沉管施工阶段。通过剖析海上导航系统的工作原理和测量方法,得出该系统能够在测量定位精度上满足本工程管节浮运、沉放、对接施工的要求,并结合实时监控系统,形成对内河沉管隧道浮运、沉放、对接工序的精确控制体系。通过工程实例展示该系统的控制作业流程,可为同类沉管隧道工程等提供宝贵经验和实施手段。     

南京地铁盾构隧道槽道技术设计研究

为解决地铁盾构隧道机电设备安装钻孔施工对区间隧道结构的损伤,近几年盾构隧道管片预埋槽道技术得到大力发展。以南京地铁"十三五"线路研究为背景,为解决预埋槽道费用高、耐久性差及后期更换困难等问题,提出专用固定件+外置槽道系统和预埋套筒+外置槽道系统两种设置方案,也是对盾构隧道槽道技术的进一步探索和延伸。通过选型、计算模拟分析,对专用固定件+外置槽道系统和预埋套筒+外置槽道系统等关键技术问题进行研究,认为两种设置方案都是可行的和安全的,可根据线路实际情况选择采用,以达到方便施工、易于更换的目的。     

Distribution Laws of Fire Temperature Fields in Immersed Tunnel: A Case Study of Hong Kong Zhuhai Macao Bridge Immersed Tunnel Project（沉管隧道火灾温度场分布规律研究——以港珠澳大桥沉管隧道为例）

The large testing platform for immersed tunnel is established to analyze the distribution laws of the temperature field and its influencing factors when a tunnel fire breaks out. Meanwhile, the combination method of physical testing (1∶1 full scale fire test) and numerical calculation FDS are applied. Some conclusions are drawn as follows: (1) Longitudinal wind speed within limits can decrease the maximum temperature of tunnel crown top effectively when fire breaks out in tunnel. (2) The maximum temperature of tunnel crown top and fire behavior are related to fire types obviously. (3) The high temperature resistance safe position of the tunnel equipment is below 3.5 m of tunnel sidewall in case of fire source heat quantity of 50 MW. (4) The fire maximum temperature is positively related to heat release rate (HRR) and longitudinal wind speed.