深埋风积沙隧道施工工法及围岩变形特征研究

风积沙作为一种抗剪能力弱、黏聚力低、自稳能力差的土体,隧道开挖时围岩变形难以控制,研究风积沙隧道的围岩变形特征及其适用的施工工法则显得尤为重要。依托蒙华铁路王家湾隧道穿越风积沙段,通过室内试验得到相关参数,采用有限差分法进行数值模拟,对比分析有无水平旋喷桩加固两种工况的围岩变形和塑性区发展,从而得出三台阶法、三台阶临时仰拱法、三台阶七步法、CD法以及双侧壁导坑法5种工法的变形特征和水平旋喷桩的加固效果。研究结果表明,(1)在无水平旋喷桩加固围岩的情况下,双侧壁导坑法最适用于大断面深埋风积沙隧道,但其控制效果仍然不能满足变形要求;(2)采用水平旋喷桩加固后,三台阶加临时仰拱法最适合于大断面深埋风积沙隧道;(3)水平旋喷桩与三台阶加临时仰拱法结合能够有效控制围岩变形;(4)水平旋喷桩能够显著控制上半部分围岩变形大小,并减缓全环围岩变形速率,但对下半部分围岩变形大小控制不明显。     

野三关隧道DK 124+602突水相关水文地质分析

研究目的:野三关隧道出口突发性大涌水,造成灾害。研究与分析施工资料、既有水文地质资料及现场观测资料,探究其原因,总结其规律,有效地确定其设计、施工整治方案,规避施工风险。研究结论:志留系碎屑岩组成的山地分水岭与栖霞组、茅口组灰岩组成的山地斜坡之间的地貌交界处和岩性界面处是汇水富集的地方;P1q+m富水地层中发育3#暗河,存在3个不同类型的充水层,它们都与3#暗河有不同程度的联系,隧道突水将暗河导入隧道;改道后的暗河继承、保留了原3#暗河的管道流特征、径流流量动态变化特征、降雨-流量关系特征等;暗河改道将对环境产生一定影响、大流量水流突出的泥石和随带的泥沙对施工和营运养护将造成困难。     

城市轨道交通工程综合节水技术研究

根据地铁工程的特点,结合多年的设计及运营经验,针对地铁车站冲厕用水和冷却水补水以及车辆段冲车用水占绝大部分用水量的用水条件和特点进行系统分析,重点讨论地铁综合节水技术和措施的关键点,指出离子交换法、膜法、E-PACK等综合节水措施具有广泛的推广应用前景。     

非洲高温干旱强蒸发地区抗渗混凝土施工技术

就高温、干旱、强蒸发环境对抗渗混凝土的影响进行了分析,从抗渗混凝土作用原理,高温、强蒸发对新拌混凝土性质的影响,对混凝土硬化性质的影响,外加剂的使用4个方面进行了论述;提出了采用缓凝、补偿收缩、温度控制等解决方法;进行了水箱抗渗混凝土配合比设计、混凝土浇筑、养护及施工缝处理等技术研究;解决了防止了水箱混凝土的微裂缝,满足抗渗要求的问题,达到了水箱不漏不渗的效果。     

长大深基坑施工围岩动态变形规律

针对目前对深基坑施工围岩动态变形规律缺乏系统研究的现状,以武广客运专线上的金沙洲隧道明挖段深基坑工程为实例,建立空间有限元模型,实现了施工动态模拟;分析了长大深基坑施工过程中,各部位围岩的动态变形和分布规律,并指出了围岩变形的关键位置与施工环节。研究结果表明:坑周土体沉降在竖直方向表现为沿深度逐步减小,最大值出现在地表,但在水平方向上,沉降规律较复杂,受到围护桩自身刚度的影响,呈现为"勺"形,最大沉降位置并非出现在桩顶位置,而是离桩顶约11 m处;坑周土体水平位移随基坑开挖逐渐增大,且位移中心逐渐下移,直至开挖深度2/3处;基坑开挖后,基底产生一定程度的回弹和内挤变形,开挖深度越大,土体条件越差,变形越大。     

列车集便污水好氧处理工艺试验研究

以某动车段化粪池实际出水为原水样本,采用SBR工艺重点对COD、氨氮的去除效率进行了研究,确定了列车集便污水活性污泥法好氧处理曝气时间、DO值、进水主要污染物指标浓度范围等参数。试验表明SBR工艺对列车集便污水化粪池出水中的COD仅有50%的去除效果,曝气时间超过8 h对COD去除效果的提高作用不大;集便污水NH3-N浓度在1 500 mg/L以上时,停留时间为24 h,曝气时间达到12 h,去除率可以达到70%左右;NH3-N浓度为500 mg/L时,曝气8 h,可达到80%的去除效果;SBR反应器对TP的去除率在10%～40%之间。当进水为吹脱稀释原水,COD浓度在1 000～1 500 mg/L,保持DO值在2～3 mg/L,反应周期8 h,能够达到SBR反应器的最佳运行工况,COD去除率可达80%。     

黄土地区浅埋暗挖地铁隧道围岩压力特征研究

为了解黄土地区浅埋暗挖地铁隧道围岩压力特征,得出荷载在衬砌结构各部分中的分担比例,本文以西安地铁二号线为研究对象,选取2组不同围岩条件的测试断面,开展现场测试工作。对围岩与初期支护接触压力、初期支护与二次衬砌接触压力及二次衬砌结构应力进行研究。结果表明:隧道墙脚位置初期支护与围岩之间接触压力较大,表明这二者承受大部分垂直压力;初期支护所受围岩压力随着土体强度降低而增大,且分布形式更趋于静水压力作用特点;二次衬砌作为主要支护结构承担大部分荷载,初期支护与二次衬砌接触压力随围岩土体强度降低而显著增大,二次衬砌在支护体系中作用也随土体强度降低而凸显;二次衬砌混凝土基本受压,拱腰及以上位置应力较大,仰拱处应力较小。     

隧道围岩挤压变形预测方法研究

研究目的:围岩挤压变形预测是高地应力地区软弱围岩隧道勘察和设计阶段的一项重要工作。目前常用的临界埋深法和临界应力比值法均有局限性,迫切需要提出更加符合实际的隧道围岩挤压变形预测方法。研究结论:围岩挤压变形预测可采用强度应力比进行,建议采用Hoek-Brown经验强度公式和GSI法对岩体强度进行估算,F中地应力应取垂直于隧道走向的最大地应力。挤压变形破坏大都发生在F≤1的情况下,而剧烈挤压变形一般发生在F≤0.5时,可将0.5和1分别作为不同级别挤压变形的临界预测值。实践表明,采用F值法对围岩挤压变形进行预测是可靠的。     

小线间距单渡线安全性研究

研究目的:因盘活闲置国有资产的迫切需要,某些城市的城轨交通线路工程,利用地下既有设施,因其线间距比较小,加大线间距困难,维持原有线间距将成为工程的首要选择。规范规定单渡线线间距不应小于一定数值。哈尔滨市轨道交通一期工程利用既有人防隧道工程,受限界限制,线间距定为3.4 m。根据要求,分别在两个既有站设置了3.4 m线间距单渡线。"小线间距"单渡线,在设计、铺设、营运以及养护维修等方面经验甚少,因此除了需要研究渡线结构安全性以外,还必须分析研究其在各种运行位置时脱轨或者脱钩危险性,确保列车安全通过。研究结论:(1)车辆通过3.4 m线间距单渡线时,转向架最不利位置的转动角度在转向架结构性能允许范围内。车钩最不利位置的转动角度、伸缩量在车钩结构性能允许范围内。(2)3.4 m单渡线侧向运行时不载客的情况下,车速不宜超过20 km/h;侧向有载客需要的情况下,车速不宜超过15 km/h。     

地铁特殊地质黄土隧道施工技术

研究目的:通过对西安地铁黄土隧道施工采取的施工方法和措施及通过F3地裂缝穿越施工竖井出现涌水的处治,总结出一套合理、安全可行的施工处理方法,确保竖井和地铁隧道施工安全,为类似工程积累经验。研究结论:通过采用竖井外施做旋喷桩技术,使地下水和地裂缝涌水绕旋喷桩隔水帷幕外通过,同时采用竖井内注浆加固堵水、井内降水、分部开挖、向下外插花管注浆、竖井底混凝土封底,超前引排地下水及隧道内降水等措施,有效克服了黄土地区富水夹砂地层竖井和隧道施工涌水的难题。