漫谈矿山法隧道技术第七讲——纤维混凝土衬砌

目前国际上纤维混凝土衬砌有代替钢筋混凝土衬砌的趋势,而我国在这方面的研究力度不够,亟待加强。1）介绍日本采用钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土和素混凝土进行的纤维混凝土承载特性试验的试验组合、加载方法及试验结果。2）介绍日本的非钢纤维混凝土衬砌配比试验,试验采用PP、PVA和PET 3种非钢纤维,采用不同混入率及不同的配比组合进行;试验结果是抗压强度因基本配比的不同而有差异,其顺序为“低发热配比”＜“标准配比”＜“高流动性配比”;弯曲韧性与纤维种类无关,为提高弯曲韧性,增加纤维混入率是最有效的。3）从纤维混凝土材料的品质管理基准、配比、纤维混入的决定方法、纤维混凝土基准试验的项目及频率、标准配比的决定方法、日常管理试验的项目及频率、施工、非钢纤维品质规格、隧道衬砌用非钢纤维均一性确认试验、衬砌纤维混凝土模拟浇筑试验等方面阐述纤维混凝土衬砌的施工管理要领。4）最后指出,在易于发生较大变形的围岩,如膨胀性围岩、挤压性围岩以及土砂围岩等软弱围岩,需要二次衬砌发挥力学功能的场合,采用纤维混凝土衬砌是合适的选择。纤维混凝土衬砌需要研究解决的问题很多,如纤维类型的选定、纤维混入率的决定以及确保纤维混凝土衬砌品质的施工工艺等。若有可能,选定一二座隧道进行试验施工,以推进纤维混凝土衬砌的应用。     

南昌红谷隧道沉管灌砂基础施工技术

以南昌红谷沉管隧道为例,建立物模灌砂试验,实践表明砂水比1∶8～1∶12、水泥熟料掺量6%、灌砂压力控制在0.1～0.15 MPa,砂积盘半径能达到7.5～8 m。综合灌砂量、压力监测、水下探摸、管内测量4种监测方式,并利用全波场无损检测法和冲击映像法相结合的方式进行灌砂过程监测及其充填效果综合评价,得出结论： 中孔以扩散半径达到7.5～8 m及充盈度≥65%为终孔指标,边孔以扩散半径达到7.5～8 m及溢砂与前一孔溢砂融合为终孔指标,进而指导砂泵压力及停泵时间;通过合理配置灌砂设备及选择优质灌砂料,并分析灌砂施工中出现的问题及解决对策,E1-E6管段基础灌砂完成后,管段沉降值均在可控范围内,表明沉管管段灌砂基础质量可靠。     

隧道工程建设地质预报及信息化技术的主要进展及发展方向

复杂的不良地质条件是制约隧道安全高效建设的主要因素,要实现隧道工程的安全高效建设,首先要提高地质预测预报技术水平及其信息化程度。1)介绍我国复杂不良地质隧道超前预报的方法进展及其应用,包括突水突泥灾害源超前探测方法与设备、断层破碎带超前预报、城市地铁溶洞和孤石等探测的进展及应用等;2)介绍我国隧道岩爆监测预警方法及其应用,预报清楚之后就要加强安全风险过程监控;3)介绍基于BIM技术的建筑物(隧道工程)安全风险监控最新进展,包括安全风险实时感知系统和实时预警系统;4)指出隧道工程建设信息化技术的发展方向,包括开展基于大数据技术的TBM/盾构施工的分析与控制研究以及数字隧道向智慧隧道(建设和运营维护)的发展。     

新型混凝土单元块D型软体排结构计算及稳定性分析

针对长江中下游航道整治水下沉排工程中软体排结构的不足,提出一种新型混凝土单元块D型软体排结构,建立悬链线模型,分析排体的受力特点,计算排体的抗倾、抗滑和抗漂浮稳定性,并对比分析排体对地形的适应性。结果表明,新型混凝土单元块D型软体排结构明显提高了水下沉排的安全性和对复杂地形的适应性,为复杂条件下的水下沉排工程提供理论支撑。     

宽浅河道低水头水电枢纽口门区通航水流条件研究

根据重力相似准则,采用比尺为1∶100的整体模型,进行某宽浅河道低水头水电枢纽口门区的通航安全性研究。采用ADV三维流速测量系统进行流速测量;采用标准矩形量水堰控制模型流量;采用差动式尾门调节模型水位。由于河道地形及枢纽布置的原因,上游口门区流速过大,下游口门区形成大范围回流。通过扩大河道过流面积,移除下游河道中心连续小岛,增加闸孔等措施,减小下泄水流流速,改善河道整体水流状态;通过加长导航墙,改变导航墙透水面积,优化口门区域地形等措施极大地改善了船闸上下游引航道及口门区通航水流条件,确保过闸船舶的安全。     

船舶稳定计算在浅水倒驳抛石中的应用

针对船舶施工安全稳定性问题,以马来西亚槟城吹填二期（STP2）工程为例,介绍特定条件限制下的浅水抛石施工方法,以施工过程中的船舶稳定性验算为理论基础,判定了船舶的横倾角并通过工程实例验证,为类似工程提供相对简单、实用的船舶安全验算基础。     

快速脱缆应用技术

针对快速脱缆钩存在的钩体使用角度超范围和单钩承受拉力超安全工作负荷的设计问题,对快速脱缆钩如何保证船舶系泊安全进行研究。从船舶系缆方式、码头靠泊船舶吨级、新旧码头依据规范内容3个方面分析快速脱缆钩使用角度超范围的原因,从风力和涌浪作用及船舶装卸和涨落潮作用2个方面分析快速脱缆钩单钩拉力超负荷的原因,提出加强快速脱缆钩使用管理、升级更新快速脱缆钩、定期检测和设置码头导缆孔的解决问题方法。     

高桩码头水上施工平台的设计计算

通过不同施工阶段、不同荷载形式,对高桩码头水上施工平台的主梁、次梁及牛腿等进行了受力计算,其强度、刚度及安全性能均满足规范及使用要求,保证了平台的安全性与稳定性。钢平台的搭设,确保了钻孔嵌岩灌注桩及其上部结构的顺利施工。     

分层区块化吹填在超厚淤泥底质吹填区的应用

如果吹填物为砂质,而吹填区域为淤泥层,传统吹填施工很难解决吹填过程中吹填物对吹填区淤泥的破坏问题,会造成大量淤泥集中,给后续地基处理施工造成极大困难。如果吹填区域淤泥层过厚,而吹填施工速度过快,传统吹填施工还有可能造成吹填区失稳。结合巴拿马科隆集装箱港口（PCCP）工程,利用边坡稳定理论,探讨分层区块化吹填在超厚淤泥底质吹填区的应用,并提供一种区块化分层吹填的施工工艺,供相关工程参考。     

环保疏浚土资源化利用途径

针对疏浚污染土的科学处置与资源化利用,指出当前疏浚污染土利用手段的不足之处,介绍疏浚土制备回填土、免烧建材型材、绿化土等资源化利用方式,进而从3个维度即岩性特征、营养盐及重金属等污染情况、有机质及盐分含量定性与定量相结合分析疏浚污染土资源化利用途径选择的依据,并据此对太湖与白洋淀疏浚土分别成功制备免烧砖和绿化土进行实证分析。结果表明,从上述3个维度判别环保疏浚土资源化利用途径是可行有效的。