秦岭翠华山特长隧道高地应力问题研究

研究目的:关于深埋长大隧道高地应力问题,业界存在许多理论和判据,不同行业、不同项目采用的判据各有不同。究竟如何预判岩爆地质灾害,有效指导安全施工。通过秦岭翠华山特长隧道勘察预判和施工验证,研究隧道高地应力问题及如何预判岩爆灾害。研究结论:秦岭翠华山特长隧道最大水平主应力方向与隧洞轴线方向夹角偏大,发生岩爆是不可避免的;基于地应力参数和岩石参数计算得出洞身开挖时存在岩爆可能性的结论,具有一定的片面性;翠华山隧道施工实践证明,在众多理论和判据中,应该多采用几种判据,综合分析后评价岩爆问题,更能接近于实际。     

大地电磁约束反演在隧道勘探中的研究

研究目的:首先在OCCAM反演方法基本原理研究基础上,对OCCAM的目标函数进行修改,加入约束反演项,提出电性参数约束反演的概念,并进行电性参数约束反演模块的开发,最终提高大地电磁方法在长大隧道勘探中的分辨能力。研究结论:对比模型的常规反演和电性参数约束结果发现,利用先验信息的约束反演成像效果明显优于常规反演方法;将此方法应用到实际资料处理中,对比渝利线方斗山隧道电性参数约束反演前后结果,约束反演结果对褶皱、断层、岩溶等地质构造的反映更符合实际。     

铁路隧道进出口段落石冲击力计算分析

研究目的:崩塌落石是高陡的岩质边坡中,一种常见地质灾害,如不加以治理,可能造成交通中断以及巨大的人员伤亡和经济损失。在山区修建铁路工程时,尤其是隧道进出口段,为了防止崩塌落石对轨道结构的影响,常采用明洞、棚洞等处理措施,落石冲击力是进行明洞、棚洞及拦石墙等被动防治结构设计的主要荷载之一。目前,落石冲击力主要是通过一些半经验半理论的公式计算得到,这些方法的适用性、合理性有待通过充分研究讨论。研究结论:本文对几种已有的落石冲击力计算方法进行了探讨分析,结合襄渝铁路隧道口增设棚洞工程,采用路基工程手册法、隧道手册法、Labiouse法、Kawahara法、杨其新法等方法进行了落石冲击力计算,结果表明这5种计算方法的计算结果在量值上相差不大,路基工程手册法、隧道手册法计算结果稍大。考虑到两手册中的经验方法经过了大量的工程验证,因此推荐以两手册方法的计算结果作为增设棚洞工程设计时的设计荷载,并据此开展工程设计。     

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。     

隧道结构健康监测系统理念及其技术应用

研究目的:近年来,随着传感器技术、信息采集技术及测试分析技术的迅猛发展,基于各种监测手段的实时、连续性的结构健康监测系统在土木工程领域中竞相展开,并在诸如桥梁、水利等工程领域得到广泛应用.地下工程领域中,由于围岩-结构自身的复杂性,结构受力状态的不确定性,一直以来对于隧道结构健康监测的研究鲜有问津.研究结论:通过本文研究,得出了以下几点结论:(1)一个完整的TSHMS系统应由数据采集与传输系统、数据分析与处理系统、隧道结构健康评价及预警系统组成;(2)通过对隧道结构力学演变特征的分析,提出了TSHMS系统中应对二次衬砌的受力特征进行长期重点监控的基本思路;(3)结合隧道工程复杂性及其安全评价“模糊性”的具体特点,在现有常规安全评价体系的基础上引入了模糊综合评判的评价手段;(4)将上述理念应用于苍岭特长公路隧道中,初步建立了一套TSHMS系统,评价结果与实际基本一致,验证了其可靠性.     

长大复杂岩溶隧道防避地质灾害的调查模式

研究目的:长大复杂岩溶隧道存在高潜势地质灾害,危害极大.为避免安全事故,造成更大损失,拟尽可能充分利用有利时空、有利条件,多途径、系统收集地质信息,以更确切地进行地质评价,提出更切实际的防范措施,避免地质灾害的发生;研究结论:宜万铁路建设实践表明,长大复杂岩溶隧道防避地质灾害的调查模式在满足铁路正常勘察程序要求的同时,应尽力扩大勘察途径、增设勘察阶段,并将勘察系列与地质预报系列连接,创造更多机会获取更多的地质信息,以综合分析研究,有效地进行地质灾害(风险)预测和施工地质超前预报、采取防避灾害的措施,达到规避地质风险目的.     

地铁越江隧道爆炸冲击波荷载研究

利用数值模拟方法,对"单洞"和"双洞"隧道模型在药量为10kgTNT时的冲击波荷载进行了计算,获得了两种模型中隧道壁和隧道轴线的爆炸压力时程曲线型、超压峰值和冲量的变化规律,分析了获得隧道衬砌结构各部的荷载特征。最后,利用结构震塌理论,计算得到了结构各部位所受爆炸冲击波荷载的特点,分析结构受载的薄弱部位,可为隧道结构设计提供参考。     

高速铁路振动荷载作用下的土体动力响应及对下穿地铁隧道的影响分析

利用动力响应分析原理,通过有限元分析程序模拟某高速铁路现场条件,得出结构体的位移、速度及加速度时程曲线.通过对特征点的位移、速度及加速度的变化情况分析,评价在该高速铁路路基下修建下穿地铁隧道的可行性,得出下穿地铁隧道对该高速铁路后期运营的影响不大,可以满足各项指标要求;其主要的风险是施工期间的工程安全.     

地铁区间隧道下穿既有桥梁的桩基托换

地铁区间一般沿城市交通干道敷设,由于线站位的布置受地面环境的制约,有时不可避免地要穿越市政桥梁,桥梁桩基础有可能侵入地铁线路区间隧道,而对于侵入地铁线路空间的桩基必须进行托换截除。以西安地铁1号线三桥站——皂河站工程为例,通过桩基托换的设计方案比较,认为采用明挖基坑托换方案最佳。还介绍桩基托换施工设计的主要技术细节。     

基于ZigBee技术的分布式地铁隧道火灾监测报警系统

介绍了基于ZigBee技术的地铁隧道火灾监测报警系统。分析了该系统的网络结构、传感器节点电路,以及火灾参数处理算法和控制流程。实测结果表明,该系统不仅稳定可靠、抗干扰、能耗低,而且检测精度和灵敏度高,是一种地铁隧道火灾监测报警的新技术。