Key Rock Mechanics Problems and Countermeasures on Huge Diversion Tunnel of Baihetan Hydropower Station（白鹤滩水电站巨型导流洞关键岩石力学问题与对策）

The large scale diversion tunnel of Baihetan Hydropower Station has complex geological conditions, thus various problems of rock mechanics appeared during the process of excavation. Typical damage and fracture mechanics are analyzed in depth, including the collapse along weak rock joint, stress controlled spalling, failure modes of fractured rock mass, relaxation damage of fractured rock columnar joints, localized stress affected by structural surfaces and stress controlled problems of superior fracture combinations. Engineering countermeasures are also summarised, which includes supporting measures, construction methods, supporting time, and monitoring and feedback methods for different types of failure. Through these measures, rock mechanics problems are successfully solved. Stability control of the surrounding rock of underground caverns under complicated geological conditions are achieved, ensuring successful completion of the enormous diversion tunnel of Baihetan.      

横风下高速列车非定常空气动力特性研究

通过大涡模拟(LES)数值计算方法,对均匀定常横风下高速列车的非定常空气动力特性进行了研究。计算得到横风下列车车体所受空气动力的时域及频域特性、列车周围非定常流动结构及相应非定常流场特性。对计算结果分析表明,即使在均匀定常横风下,列车所受空气动力也存在明显的非定常性。对于所研究车型,这种非定常空气动力的特征频率出现在11 Hz以下,并且主要峰值集中在0~3 Hz区间,这与列车系统本身的固有振动模态频率接近,存在横风引起列车系统共振,进而发生列车倾覆的可能;同时研究表明,横风下列车周围流场非定常特性与列车所受非定常空气动力特性在频域中存在对应关系,可以通过测量非定常流场确定列车非定常空气动力特性。     

新场特长公路隧道双洞互补式通风方案设计

新场隧道为特长公路隧道,采用单向坡,左、右线需风量差异明显。针对新场隧道右线通风负荷过大的情况,提出双洞互补式通风方案,即增设横向换气风道,将左、右线隧道形成网络通风系统,利用左线中富余的新鲜风稀释右线中的污染空气,使左、右线隧道内空气质量均满足规范标准。根据新场隧道工程情况,通过方案比选,对双洞互补式通风方案的可行性与合理性进行研究,并对新场隧道双洞互补式通风方案进行设计。结果表明： 新场隧道采用双洞互补式通风方案可以在保证隧道内通风需求的前提下,取消斜竖井以及地下风机房等设施的设置,以较小的初期投资和后期运营管理费用,完善通风系统功能并提高行车舒适性和安全性,具有显著的社会经济效益。     

大断面黄土隧道不同试验工法下的力学特性及变形特征研究

针对大断面黄土隧道的工法适用性问题,依托郑西客运专线陕西境内秦东、潼洛川和高桥等隧道,开展大断面黄土隧道中的CRD、双侧壁导坑、CD、留核心土台阶法及双层支护台阶法5种试验工法的试验,通过现场试验测试及数据分析,研究不同试验工法下的力学特性和变形特征。总结其变形特征为垂直位移显著,变形受封闭距离与支护刚度影响明显;分析对地表沉降的控制效果,受力特征分析显示型钢受压明显而锚杆受力较小;得到不同埋深下的围岩压力特征曲线;接触压力测试显示刚度大的双层支护较单层支护小。最后对不同试验工法的适用性进行综合评价。     

超深超大工作井叠合墙结构工作性态全过程分析

为研究南京市纬三路过江通道江南工作井的全过程工作性态,以指导设计和施工。通过对竖井设计特点的分析,综合考虑安全、经济因素,兼顾施工期与运营期使用需要,确定采用叠合墙的结构设计方案;采用数值模拟手段得出地表沉降与竖井围护结构刚度的关系曲线,证明了地下连续墙在控制地表沉降方面的优势;运用SAP2000建立三维有限元模型,对工作井的叠合墙结构施工和运营进行了仿真模拟,研究了叠合结构的变形和受力特征;通过二维和三维计算对比,结合实测数据,指出竖井结构内力计算时,其空间效应是不能被忽略的。通过分析,论证了叠合墙结构体系在江南工作井中运用的合理性,证实了其经济、受力合理、控制沉降好等优点,可为类似工程提供借鉴。     

小直径双护盾TBM超前化学灌浆脱困施工技术

为快速解决小直径双护盾TBM刀盘卡机问题,结合引红济石输水工程引水隧洞实际施工情况,介绍了聚氨酯类（PUR）和硅酸盐改性聚氨酯类（Silicate Modified PUR）新型化学灌浆材料的应用技术。通过在刀盘内超前钻孔、在孔口混合和高压力灌浆实施双组分化学浆液,快速实现了加固坍塌体、软弱破碎岩层及有效脱困,体现了这种处理办法操作简单、耗时短、应用可靠的特点,TBM实现了快速脱困,大大节约了时间成本。结合工程应用实际提出了合理选择超前加固方法、预判围岩条件及卡机风险和采用聚氨脂类化学灌浆材料处理TBM卡机问题时,应根据围岩条件因地制宜调整材料的性能以达到经济实用的目的。     

地铁项目BT模式下的设计管理

为了使BT模式下的地铁项目能够做到全周期经营、全方位盈利,带动企业整体管理水平的全面提升,BT承办方以设计管理为切入点,通过充分发挥自身整体技术综合优势、集团统一协调人财物等资源共享、全线大宗量优惠采购、全线统一质量和安全控制标准以及内部资源统一调配等,实现超越一条线多个标段分散的结算利润。本文介绍了石家庄地铁项目BT模式下的设计管理工作,BT承办方通过前期介入优化初步设计图,项目开工前优化施工图,实施过程中优化技术方案,全过程管控设计变更,达到全线开源节流、缩短工期的目的。     

软硬不均地层盾构技术的思考

软硬不均地层盾构施工难题一直考验着工程技术人员的智慧,业界为此付出的代价频现报端。文章以发展的眼光,梳理了国内盾构在软硬不均地层施工的曲折历程。从什么是软硬不均地层、软硬不均地层盾构施工所面临的问题、软硬不均地层为什么易发生掌子面坍塌入手,引出了国内软硬不均地层盾构技术发展,详细阐述了深孔爆破预破碎方案对盾构施工所带来的次生危害,提出了新形势下软硬不均地层盾构技术的思考。主要结论如下： 以盾构装备技术发展实现软硬不均地层顺利掘进,而不再进行预处理,符合科技进步规律与社会发展要求。     

冻融循环对阳曲隧道黄土强度影响对比试验研究

为了研究冻融环境对黄土强度的影响,以山西阳曲1号公路隧道不同含水量的黄土为研究对象,设计冻融循环次数和含水量变化的对比试验,通过进行冻融前后的直接剪切试验,获得含水量不同的黄土经过不同次数冻融循环后的强度变动规律。结果表明： 原状土样和重塑土样在含水量变大的过程中,抗剪强度与黏聚力均在减小,内摩擦角基本保持稳定,但原状土样的抗剪强度与黏聚力始终高于同含水量的重塑土样。在含水量较高的情况下进行冻融试验,发现黄土干密度变化非常明显,此现象表明影响黄土冻胀劣化的主要因素是含水率的大小,黄土中水分含量越大劣化征象越显著。     

邻近基坑卸荷-加载对既有软土盾构隧道影响分析

为了减少和避免地铁盾构隧道发生运营中断事故,提升地铁盾构隧道的防灾减灾能力,应用数值模拟的方法,以上海某典型工程为例,研究了软土地层中,邻近基坑卸荷-加载作用下,盾构隧道位于基坑拐角特殊位置的变形机制,并对地下连续墙支护方案的隔离效果和盾构隧道与基坑边缘净距l的影响进行了分析。研究结果表明： 1）当基坑位于盾构隧道侧方浅部时,基坑卸荷-加载诱发盾构隧道产生朝向基坑方向的位移,随着基坑加载的进行,竖向位移可得到适量恢复,水平位移恢复较少; 2）当盾构隧道位于基坑拐角特殊位置时,受基坑临空面范围和卸荷-加载作用共同影响,最大竖向位移出现在基坑拐角位置附近,最大水平位移出现在隧道轴线距离基坑边缘约1.5h（h为基坑深度）位置; 3）近地铁区域采用地下连续墙加固方案,可使盾构隧道水平位移减小50%,加固效果明显; 4）当盾构隧道与基坑边缘净距l大于1.5h时,邻近基坑卸荷-加载对既有盾构隧道影响较小。