基于机器视觉及结构光的隧道围岩结构变形测量方法及系统应用

隧道结构和支护体系的稳定性和安全性对隧道施工十分关键,为确保施工质量和安全,避免意外情况发生,需要对隧道施工过程进行监控,以及时采取应对措施。研究基于机器视觉及结构光的隧道围岩结构变形测量方法,采用测量相机实时采集隧道截面的线结构光图像,进行结构光中心提取,形成检测线,通过将检测线与历史检测线（基准线）进行对比分析,同时结合参考结构光源发出的基准轮廓结构光,校正主站自身位移,得到隧道全断面的变形测量结果。基于上述测量技术研制的系统在我国西南地区某隧道进行实测验证,其输出的拱顶沉降、周边收敛等测量值与全站仪测量的变形趋势吻合,测量精度及测量实时性满足要求,可进一步推广应用到更多的建设期隧道中,进行自动实时围岩结构变形监控量测,及时发现结构变形风险,保障隧道施工安全。     

大断面黄土隧道三岔口区域前期变形分析及开挖优化

为提高大断面黄土隧道关键部位的施工安全,通过监测数据分析,总结宝兰客专14标多个三岔口的变形规律,指出主隧道中台阶开挖和仰拱浇筑分别是变形发展和变形控制的关键时期,由此预测了古城岭隧道3#斜井三岔口的最大变形,并优化了开挖方法,最终较好地控制了变形。     

贵安新区甲秀南路西延伸段横断面布置方案

为推动贵安新区的高质量发展,配合贵安大学城片区公共服务设施和基础设施的建设,改善片区周边交通条件,提出实施甲秀南路西延伸段道路工程.由于海绵城市建设、自行车道以及景观要求等建设需求,需对延伸段断面进行重新研究.结合新区建设要求以及甲秀南路现状断面布置形式,兼顾了各种交通需求的通行效率及安全,最终确定延伸段断面布置形式,...     

软弱围岩隧道机械化全断面爆破开挖初期支护受力特性研究

软弱围岩隧道开挖后自稳能力差,易发生大的变形、钢架扭曲等现象。为降低安全风险,依托郑万高铁高家坪隧道进口机械化全断面爆破施工,对支护体系下的围岩压力、钢架应力、初喷混凝土应力、锚杆轴力、围岩内部位移、掌子面挤出变形等进行系统试验研究。试验结果表明： 围岩压力、钢架应力、初喷混凝土应力受岩性条件、施工扰动等因素影响显著,随时间推移均呈现“急剧增大、缓慢增大、波动变化、稳定收敛”的变化规律; 通过锚杆轴力峰值位置可以初步判定围岩塑性区范围约为距洞壁3.0 m。基于现场试验监测,通过数值模拟分析了初期支护结构压应力、轴力和弯矩的分布情况,与现场量测数据相符,较好地反映了初期支护受力特征。本次试验的相关方法、手段和结论对隧道机械化大断面施工软弱围岩变形与支护体系受力研究具有借鉴作用,同时也为建立科学合理的支护结构体系提供了参考。     

隧道穿越岩体破碎带超前支护施工技术

九绵高速桂溪隧道区内裂隙带或破碎带(L2、L3及L4)发育,裂隙带或破碎带岩体稳定性非常差,成洞质量差,存在严重的安全隐患。通过采用超前锚杆+超前小导管+预注浆联合的支护技术,可很好地适应不同地质条件,实现对隧道围岩的提前加固,并形成一个稳定的围岩结构体系,促使隧道施工的各道工序都能高效、安全、有序地开展,可为类似工程施工提供一定的经验。     

基于时变区间断面需求的高铁网络列车开行方案优化

列车开行方案与客流需求匹配与否在很大程度上决定高铁运输服务质量和市场竞争力。为使高铁列车的开行方案与旅客的时变需求相吻合,在基于连续运输能力的高铁客流均衡分配获得区段时变断面需求的基础上,引入列车发车时间,提出基于区段列车生成和列车拼接组合的开行方案设计思路,解决大规模高铁网络列车开行方案的优化问题。首先,根据列车始发终到站需要配备动车段或存车线的特征,以配备相关设施的车站为界,将高铁网络分解为若干个互不重合的区段,并以区段为单位,提出吻合时变区间断面需求的区段开行方案生成方法和列车拼接组合策略。其次,针对网络化列车开行方案中需要满足的始发站发车能力约束、终到站终到能力约束、区间通过能力约束和列车总数约束,以高铁运营收入、高铁运营成本与旅客需求偏差的惩罚费用加权和为优化目标,构建基于时变区间断面需求的高速铁路列车开行方案优化模型,并通过4种列车调整策略和5种综合方案调整策略构造邻域解,设计模拟退火求解算法。最后,以京广高速铁路、沪汉蓉高速铁路以及郑西高速铁路为例验证模型和算法的有效性。结果表明,优化产生的列车开行方案与时变客流吻合程度高,同时也具有较高的运算效率和收敛性,适用于大规模高...     

浅埋暗挖地铁区间下穿高铁特大桥风险分析

为研究浅埋暗挖隧道近距离下穿对邻近高铁特大桥的影响,以北京某地铁暗挖区间线路,与桥桩夹角为40°,净距仅2.1 m为工程背景,建立三维数值模型,模拟地铁左、右线暗挖区间侧穿高铁桥桩的施工过程,揭示既有高铁桥墩的变形特性。研究表明,未施加防护措施下,暗挖施工使高铁特大桥墩顶产生的最大竖向位移为5.03 mm,最大横向位移为3.23 mm,最大纵向位移为3.96 mm,不满足控制标准;在采取隔离桩及注浆加固措施的工况下,桥墩顶最大竖向位移为2.91 mm、最大横向位移为1.71 mm;最大纵向位移为1.13 mm,满足控制标准。结果表明,暗挖隧道小角度近距离下穿高铁特大桥方案可行,施作隔离桩及地表注浆加固措施可有效降低隧道施工对桥梁的影响。     

既有隧道间新建小净距大断面四车道隧道动态施工监测技术

目前小净距四车道公路隧道的设计和施工经验相对不足,因而监控量测工作显得尤为重要.文章依托工程的监控量测成果,阐述了动态监测在工程实践中的重要应用价值;针对隧道施工特点进行了方案设计及优化;对边坡沉降、拱顶下沉等典型数据进行了分析,很好地反馈施工;通过对监测数据的统计分析,提出了小净距、大跨径四车道隧道围岩变形的建议预警值:监测工作为项目顺利、安全地进行提供了保证.项目实施经验及研究成果可为类似条件下工程的设计、施工和监测提供借鉴.     

高速公路路堤下暗挖隧洞施工引起的路基沉降实例分析

在高速公路路堤下进行暗挖隧洞施工将不可避免地对围岩产生扰动,从而引起地层位移和路基沉降,过大的路基沉降将影响高速公路的正常运营,因此分析和控制路基沉降是高速公路路堤下隧洞设计与施工的难点和重点.以黔东火电厂排洪及供水隧洞为实例,采用FLAC3D软件分析了隧洞施工对高速公路路基沉降的影响特点.计算结果表明,加强超前支护是控制地层位移和路基沉降的有效手段,采用大管棚及超前小导管注浆技术能有效控制路基沉降并保证高速公路正常运营.在隧洞施工过程中对路基沉降进行了详细监测,监测结果表明隧洞开挖对高速公路路基有一定扰动,但对高速公路正常运营基本无影响.     

浅埋暗挖平顶多跨地下商场施工技术

深圳中信地下商场位于城市繁华地段,地面交通繁忙、地下管线密布,工程地质、水文地质条件复杂,因此采用了以浅埋暗挖和洞内加固为主的施工技术.文章重点介绍了超大管棚预加固技术、开挖方法的研究及优化、二次衬砌的体系转换及监控量测,对其他城市地下空间的开发具有一定的借鉴价值.