高黎贡山隧道1号竖井设计及分析

为了满足高黎贡山隧道竖井施工任务要求,综合隧道所处环境及竖井能力需求,按照竖井井口、井筒、井下3方面统筹考虑的总体设计思路,提出高黎贡山隧道1号竖井设计关键问题的解决方案： 1）根据井口地形、地貌条件及提升设备、井口车场布置要求,合理布置井口场坪; 2）根据竖井功能定位,竖井宜采用主副井模式; 3）根据井下施工的出渣量、材料数量、人员进出量等综合考虑竖井断面尺寸; 4）当地质条件、水文地质条件允许时,竖井宜采用短段掘砌混合作业法施工,设置模筑混凝土井壁; 5）竖井提升设备宜按井下施工期间的要求考虑,建井期间各设备之间能力应匹配; 6）竖井施工能力应满足井下施工期间出渣、进料要求,并留有富余; 7）井底车场应结合运输方式及进料、出渣等功能要求确定; 8）竖井安全保障应首要解决地下水问题。目前高黎贡山隧道1号竖井主井已完成建井,结果表明铁路隧道竖井按照以上设计方法及思路是可行的。     

盾构直接切除大直径桩基的试验与工程实践

为研究盾构直接切削大直径桩基的可行性、评价滚刀和切刀的切桩性能、获取盾构切桩的关键掘进控制参数,进行盾构直接切削大直径桩基的模型试验。研究结果表明： 1)盾构切除大直径桩基宜采用“低推进速度,高转速”的磨桩方式,刀盘推进速度建议取3~5mm/min,刀盘转速建议取1.0~1.2 r/min; 2)滚刀对混凝土的切削效果较好,切刀对钢筋的切削效果较好; 3)混凝土强度越高,滚刀对钢筋的切割效应越好; 4)滚刀切桩时,刀盘轴向振动作用明显,在低推进速度和低转速下,其刀盘的振动小于切刀切桩时刀盘的振动; 5)切刀切桩时,刀盘环向振动强烈,在高推进速度下刀盘易卡顿,提高转速可减少刀盘卡顿。     

基于BP神经网络方法的岩溶隧道突涌水风险预测

为了准确预测岩溶隧道突涌水风险等级,以降低隧道施工过程中突涌水事故的风险,在参考相关文献的基础上,统计研究及综合分析岩溶隧道水文地质条件,选取不良地质、地层岩性、地下水位、地形地貌、岩层倾角和围岩裂隙6个主要因素作为岩溶隧道突涌水风险评价指标。在不同水文地质条件下,影响因素的权重有较大差异,为避开影响因素权重分析,运用BP神经网络方法对岩溶隧道突涌水风险进行评估。在对突涌水风险评估基础上,结合超前地质预报,优化隧道施工开挖支护方案。在工程应用中,运用BP神经网络方法,对某隧道进行突涌水风险评估,结果与实际施工情况较一致,并结合超前预报提出合理的支护方案,避免了隧道突涌水事故的发生,以期为岩溶隧道突涌水风险预测提供借鉴。     

大跨度波形钢腹板梁桥施工线形分析研究

针对大跨度波形钢腹板施工控制困难,结构复杂,温度敏感,施工要求严格,施工控制难度大,技术应用缺乏有效借鉴等不利因素,以我国在建的广东某大桥工程为背景,系统研究了波纹钢腹板PC梁桥施工全过程线形变化过程。通过现场实测和理论计算对比分析线形、应力监测与调整方法,总结出影响施工控制的主要因素和有效措施,为今后类似桥梁设计提供参考价值。     

基于ATT-LSTM模型的高速公路交通事件持续时长预测

为揭示交通事件对高速公路运行状态持续时间的影响规律,研究了高速公路交通事件持续时长预测方法。考虑高速公路交通事件时间序列特性,基于循环神经网络理论,从时间序列数据中提取交通事件时间依赖关系;通过引入长短时记忆网络,结合特征、时序注意力层挖掘历史时刻信息和当前时刻数据间的相关性,构建基于注意力机制-长短时记忆网络的高速公路交通事件持续时长预测模型。以2018年西安绕城高速公路交通监测数据集为例,开展了高速公路交通事件持续时长预测模型验证,对比了所提模型与反向传播神经网络、随机森林、支持向量机、长短时记忆网络模型这4种典型算法的预测精度,并分析了事件类型、天气条件、车辆类型、交通量等不同影响因素对持续时长的影响程度。结果表明：使用同一数据集,注意力机制-长短时记忆网络预测模型的预测结果平均绝对误差为24.43,平均绝对百分比误差为25.24%,均方根误差为21.17,预测精度优于其他4种预测方法。在模型的各影响因素权重中,事件类型所占权重最大为0.375,其次分别为车道数、车辆类型、天气等;采用立交出入口小时交通量作为修正参数,可以进一步提升预测精度,预测结果的绝对误差、平均绝对百分比误差和均方根误差可分别降低21.3%、7.5%和16.9%。研究结果能进一步提高高速公路交通事件持续时长预测的精度,为公路安全高效运行提供技术支持。     

基于视频图像的公路隧道火灾烟雾检测

为有效检测公路隧道火灾烟雾并预警,针对公路隧道传统火灾烟雾探测器存在的反应慢和功能单一等问题,通过分析研究火灾烟雾视频图像的颜色和纹理特征,提出一种基于烟雾图像特征的公路隧道火灾烟雾检测方法。首先,通过改进后的Vibe算法模型提取图像运动区域;然后,在YUV色彩空间中确定疑似烟雾区域后利用颜色滤出方法分割出疑似烟雾区域;最后,用从疑似烟雾区域图像中提取的颜色矩和均匀局部二进制模式（ULBP）与灰度共生矩阵（GLCM）构成机器学习分类器的输入向量进行隧道火灾烟雾识别。为满足复杂的隧道环境,对比分析BP神经网络、支持向量机、随机森林3种机器学习分类器的烟雾识别效果,选出最优算法作为公路隧道烟雾识别分类器。通过模拟公路隧道火灾烟雾试验视频和某实际公路隧道火灾视频对分类器进行试验测试,结果表明：基于BP神经网络算法的检测系统识别性能最优,选取的烟雾特征具有较高识别精度,能够在隧道复杂环境中识别火灾烟雾。     

城市轨道交通明挖装配式地下结构设计技术及方法

通过多年装配式地下结构建造技术的理论和试验研究,结合实际工程应用,对明挖条件下的城市轨道交通等市政工程预制装配式地下结构的设计技术和方法进行系统性总结。1）从全方位体现装配式技术的工业化建造理念的角度,提出装配式地下结构的设计基本原则和基本规定,并结合明挖装配式结构的特点提出主要设计内容; 2）针对装配式结构设计的重要环节,包括结构体系的确定、基坑工程和结构防水等方面进行论述,提出接头选型、结构拆分及内部结构的设计方法,以及基于装配式结构的基坑工程设计技术要求和设计方法,涵盖支护选型、基坑宽度的确定、桩墙+内支撑体系技术设计要点、基坑回填技术设计要点等,并总结装配式地下结构的防水关键技术。     

超大断面装配式明挖隧道结构及其施工方法研究

为提高隧道工程建设质量,针对国内明挖隧道装配式结构发展不成熟问题,以新森大道隧道为依托对超大断面明挖隧道装配式结构体系及施工方法展开研究,同时建立适用于公路、市政超大断面隧道装配式明挖结构体系,即“全预制”“仰拱现浇+上部预制”,并提出结构构造厚度建议值及多道防水构造方案。通过分析总结和数值模拟得出： 1）“仰拱现浇+上部预制”4分割方案在回填工序下的结构力学响应动态分析结果表明,该分割方案在施工过程中,结构应力、位移以及连接部位接头的张开角等均满足规范要求,且具备一定安全储备; 2）结合依托工程,提出一种适应于超大断面明挖隧道装配式结构的“边墙安装—仰拱现浇—拱顶拼装—细部作业—覆土回填”的施工方法及步骤。     

铁路隧道穿越瓦斯煤系地层的旋喷围桩防突工法探析

为确保铁路隧道能够快速安全地穿越瓦斯突出煤系地层,依据《铁路瓦斯隧道技术规范》的防突规定及旋喷桩工艺特点,从“堵”“排”结合的角度,提出一种旋喷围桩快速防突的新型施工方法。首先,依据防突原理,针对超前综合防突和工作面综合防突,开展了“堵”“排”结合的旋喷围桩防突工艺研究;然后,以叙毕铁路欧家湾高瓦斯隧道防突为例,进行了旋喷围桩防突工法中关于围桩桩径与瓦斯释放孔数量的多方案设计;最后,依据施工定额,结合工程量统计数据,从施工成本和施工时间方面将旋喷围桩防突工法与传统抽排防突措施进行比较。研究结果表明： 1)封闭的高强度旋喷桩加固了防突区域轮廓周线上煤层的地质结构,隔离了围桩内外的煤体,截断了煤与瓦斯突出向围桩外扩展的途径; 2)仅对围桩内突出煤层实施地质钻钻孔和瓦斯排放,使消突范围大大减小; 3)与传统抽排消突方案相比,旋喷围桩防突工法桩内释放孔数量减少为原设计的1/5～1/3时,地质钻钻孔总工程量可减少13%～22%,施工成本按基价计仅增加1.7%～10.5%,既安全高效,又简单易行。     

浅埋顶管沉井周边土体的三维破坏形状及沉降研究

为研究顶管沉井及周边土体在顶进力作用下的形变范围与大小,以加固旋喷桩作为沉井周围加固体建立ABAQUS软件计算模型,并将模拟结果与工程实例、PLAXIS 3D软件所得结果进行对比分析。同时,采用广州地区花岗岩残积土进行室内沉井模型试验,并通过试验结果对数值模拟结论进行验证,得出结论如下： 1）在开挖基坑前达到设计强度的旋喷桩能有效减小基坑周边土体塌陷变形、坑底隆起。2）在施加工作顶推力下,前侧主动区首先出现贯通裂缝,竖向位移斜率增大出现明显拐点;继续增大顶推力,土体位移会急剧增大导致地表沉降严重。3）对于后背土体,在顶推力作用下,地表破裂线的切线角度从0°逐渐增大至45°+φ/2,导致破裂范围也不断扩大;达到45°+φ/2处后,继续施加顶推力会导致短轴方向破坏范围扩大的速度较长轴方向的速度更快;三维空间中被动区破坏土体在地表处产生形状为椭圆的破坏面,椭圆长轴方向为顶推轴线方向,被动破坏体呈现为牛角状椭圆楔体。