基于DERU评价方法的运营公路隧道土建结构技术状况综合评价技术研究

基于DERU评定方法建立改进的DES综合评价方法,主要用于运营公路隧道土建结构定期检查的技术状况评定。根据运营公路隧道土建结构技术状况评定的要求,构建包括目标层、准则层、指标层的评价指标体系,其中以隧道构件的D结构劣化破损程度、E劣化范围与S安全程度为指标层评价指标,并提出对应的判定标准和指标权重。按照隧道分段、分幅、整体的次序,建立相应步骤的评价方法,分别采用状况指标、优选指标、安全程度折算长度等指标,在隧道定期检查结果的基础上对隧道土建结构的技术状况进行综合评定,并给出评定结果的分析方法和等级划分界限值。该方法能对运营公路隧道的管理、检测、养护等工作提供更为充分的信息,提高相关工作的效率。     

基于突变级数法的隧道地质预报方法优选

为科学地选择隧道施工期间的地质预报方法,提出基于突变理论的隧道地质预报方法优选的突变级数法。首先,对隧道地质预报方法的评价目标进行层层分解;其次,将底层评价因素进行无量纲化、归一化处理;然后,运用不同突变模型的归一公式进行逐层计算,得到突变级数值,给出最优方案。利用该方法对紫金山隧道F2断层中岩溶涌水的5种预报方法进行比选,得出地质雷达法为最优方法。该方法可避免人为确定权重的主观性,且计算简单、可靠性高,优选结果更趋于实际。     

盾构分体始发施工技术在核电厂取水工程中的应用

核电厂取水隧洞紧邻常规岛及泵房结构,施工场地有限,无法进行盾构整体始发。通过对盾构台车管线改造及延长、出渣皮带口前移、电瓶车短编组等方法,在盾构1#和2#台车之间进行分离,实现盾构分体始发,待掘进出盾构整体长度后进行正常掘进。盾构分体始发技术在电厂取排水隧洞建设中的应用可以解决电厂多厂房结构同时建造时场地狭小的问题,可在今后的电力取排水工程中推广应用。     

曲线顶管施工引起的地表变形预测研究

为了研究曲线顶管施工引起的地表变形,通过分析拱北隧道管幕工程曲线顶管现场实测数据,得出曲线顶管地表沉降槽的偏移曲线;在现有Peck和Loganathan地表变形计算公式的基础上,考虑曲线顶管与隧洞的相对位置对沉降槽偏移量的影响,得出经过沉降槽偏移修正的Peck和Loganathan地表变形预测公式。结果表明:1)曲线顶管施工引起的地表沉降槽曲线表现为非对称,最大沉降点可能出现在轨迹弯曲内侧,也可能偏向外侧;2)曲线顶管与隧洞相对位置引起的土体损失变化是造成沉降槽偏移的主要原因,相对位置与顶管穿越地层性质、顶进力、注浆压力和轨迹曲率半径等因素有关;3)修正的Peck公式可以较好地反映砂层和淤泥质土层中曲线顶管施工地面沉降槽偏移效应和最大沉降量。     

富水软弱地层中浅埋暗挖隧道施工地表沉降分析——以杭州紫之隧道为例

为深入了解富水软弱地层中浅埋暗挖隧道施工引起的地表沉降特征,以杭州紫之隧道北口浅埋暗挖段工程为依托,采用现场监测数据分析与数值模拟计算相结合的方法,分析地下水渗流作用对地表沉降的影响。分析结果表明:1)在地下水渗流作用下,横向和纵向地表沉降槽宽度系数的拟合值均大于文献中对黏土的建议值;2)在隧道施工过程中,地层孔压下降范围逐渐扩大,地下水渗流是沉降槽宽度增加的主要原因;3)地表沉降主要发生在隧道外侧起拱线处、与水平方向成45°+φ/2的斜线之间区域(φ为隧道上覆土层平均内摩擦角)。     

西安地铁富水密实性砂层盾构带压换刀技术

为了解决西安地铁土压平衡盾构在富水密实性砂层中带压换刀所面临的土舱不易保压、作业人员进出舱气压控制难和舱内换刀安全风险高等技术难题,对带压进舱换刀技术开展了研究,通过工程实践总结出如下操作要点:1)通过工作压力计算,采取掌子面封闭、保压试验等技术措施使土舱压力趋于稳定,保证土舱压力满足要求;2)人员进舱后以10 kPa/min速率进行加压,人员出舱前以10 kPa/min速率分4个阶段逐渐减压;3)舱内换刀应制定周密的施工计划,刀盘分3次转动完成刀具更换。结果表明,通过以上控制技术,可以满足西安地铁富水密实性砂层盾构带压换刀施工要求。     

单壁钢围堰在大潮差桥梁桩基加固中的应用

桥梁水中桩基在江、河、海水的日益冲刷下出现混凝土剥落、钢筋外露锈蚀,导致桩基缩径,极大地威胁着桥梁结构的安全性,这就需要对桩基进行维修加固。结合《大潮差桥梁桩基钢围堰施工技术研究》(S20130013)和温州市东瓯大桥桩基加固工程实例,介绍单壁钢围堰技术在处理水下桩基础破损露筋等质量问题中的应用,阐述了钢围堰加固桩基施工方案的实施和施工中应注意的几个关键技术。     

考虑围岩应变强化及扩容的深埋软岩隧洞时变位移解

为描述深埋软岩隧洞围岩时变位移受岩石应变强化与扩容协同影响的复杂力学过程,假设岩体为符合Burgers体与Drucker-Prager屈服准则组合的黏弹塑性模型,在考虑应变强化及扩容效应影响的初始应力场下,推导得到深埋软岩隧洞的黏弹塑性时变位移解析解并进行分析。结果表明:该解析解能较好地描述软岩隧洞蠕变位移受岩体应变强化和扩容的影响。随着幂强化指数或剪胀角的增大,隧洞围岩的时效变形逐渐增大,且发展变快。隧洞围岩在应变强化和扩容效应的共同影响下,幂强化指数与剪胀角越大,其位移越敏感,且幂强化指数对围岩位移的敏感性更高。为验证该解析解的实用价值,与工程实测数据进行对比,结果显示计算值与实测值吻合较好,表明该解析解对深埋软岩隧洞时变位移预测具有一定的借鉴意义。     

基于地震波反射法的盾构施工超前地质预报初探

由于北京地铁八号线三期工程六营门站—五福堂站盾构段区间特殊的工程环境及工艺,使得传统的预报方法难以开展实施。以盾构刀盘切削震动为震源,以地震波反射法为原理进行地震波相位特性和振幅特性的解析,提出了基于地震波反射法的盾构施工超前地质预报方法,并进行超前预报及跟踪对比工作。现场试验表明:基于地震波反射法的盾构施工超前地质预报系统布设简单、操作方便,且不影响作业面推进;基于地震波反射法的盾构施工超前地质预报系统能较好地反映地下介质体的形状与轮廓,图像判译结果基本与地质资料吻合,与开挖跟踪结果一致。     

上软下硬地层地铁隧道与近接桥梁桩基的相互影响分区研究

依托青岛红岛—胶南城际轨道交通工程侧穿多座桥梁的工程实例,采用有限元强度折减法,对上软下硬地层桩基近接影响下的隧道安全系数变化规律进行研究。结果表明:1)水平方向上,随水平净距增大,隧道安全系数增加,至1倍洞径后,安全系数趋于稳定;2)竖直方向上,随埋深增加,隧道安全系数表现为先增大后减小;3)桩基的存在将降低隧道安全系数,增加隧道达到最大安全系数所需的埋深。通过有无桩基对比,对不同相对位置关系下的地铁隧道近接桥梁施工影响程度进行判定:1)总体上竖向的影响范围和影响程度均大于横向;2)当隧道埋深位于桩底以上时,近接施工几乎只对隧道产生影响;3)当隧道埋深位于桩底以下时,近接施工对于隧道和桥梁桩基均有不同程度的影响,当隧道位于桩底时达到最大。通过样条函数插值补全和多重二次曲面拟合的方法,给出影响系数通用分区图,并结合数值模拟下的桩基受力变形特征,得出影响系数0.8对应的等值线为强影响区与弱影响区的分界线,影响系数1的等值线为弱影响区与无影响区的分界线。通过影响分区结论与监测数据对比,验证了研究成果的实用性。