基于围岩-支护特征理论的高地应力软岩隧道初期支护选型研究

结合正在修建的兰新铁路第二双线LXS-7标的极高地应力大梁隧道,开展型钢钢架与格栅钢架支护机理研究。在综合考虑喷射混凝土时间硬化效应对初期支护强度的影响基础上,基于围岩-支护特征理论综合分析型钢钢架及格栅钢架的支护机理及其适应性,探索高地应力软岩隧道工程中不同刚度支护的力学响应过程,绘制高地应力软岩隧道几种可能的围岩-支护特征曲线,为高地应力软岩隧道合理支护形式的确定提供理论依据,并提出适合于围岩大变形的合理支护形式,以及控制高地应力软岩隧道大变形的合理措施。     

青藏铁路多年冻土隧道围岩季节活动层温度及响应的试验研究

高原多年冻土区隧道的修建,将不可避免地影响到隧道背后多年冻结围岩的热稳定性,并形成季节融化与冻结的活动层。结合青藏铁路二期工程格尔木—拉萨段风火山隧道修建,选取11个断面对多年冻土隧道开挖直到贯通引起隧道冻结围岩体的热学响应规律进行深入的现场试验研究。现场试验结果表明：（1）隧道背后围岩地温随时间及深度呈线性变化趋势。（2）施工期间,因受人为热源影响,围岩冻融范围超过该地区天然冻土上限值。有些断面隧道背后围岩融化深度超过5m,远远超过该地区天然冻土上限值（1.36～2.11m）。分析结果表明,其围岩融化范围与多年冻土上限的比值,随着洞内温度与洞外温度比值呈现线性变化。（3）贯通后,良好的保温措施使得围岩冻融圈范围小于天然冻土上限,且其围岩融化范围与多年冻土上限的比值,随着围岩表面温度与隧道洞外温度比值也呈现线性变化。     

大跨度双连拱公路隧道数值模拟与围岩稳定分析

公路连拱隧道是近二三十年来随着高等级公路建设发展而出现的一种隧道结构形式,具有较好的适用性和优越性,尤其适用于用地受限、山区地形复杂、道路展线困难等情况.然而,连拱隧道相对于分离隧道,施工中必然存在对围岩的多次扰动,施工难度较大.在浅埋、围岩软弱、岩溶等复杂地质条件下,这类隧道在不同施工阶段围岩的稳定性问题备受关注.以沪蓉西高速公路恩施至利川段白果坝隧道为背景,结合现场施工,利用三维弹塑性分析程序MIDAS-GTS对白果坝隧道进行了数值模拟研究,对围岩力学性状变化进行了分析,得到了隧道开挖施工中围岩的应力变化规律,针对薄弱部位提出了具体措施.     

风火山多年冻土隧道综合施工技术

风火山隧道最突出的技术问题是隧道全部穿越多年冻土、含冰量高,施工的原则是保护冻土、减少人为因素对冻土层的热扰动.针对洞口浅埋段含冰量高、覆盖层薄、热扰敏感性强的特点,研究了相应的施工技术;针对防水、保温结构的施工,提出了无钉法铺设的新工艺;多年冻土隧道施工掌子面保持负温有利于围岩稳定,而支护混凝土要求正温有利于质量的保证,因此采用控温技术来解决温度需求的矛盾;施工爆破对冻土的影响是造成围岩损伤以及爆炸后产生巨大的热能影响冻土的热平衡关系,为减小爆破的影响,采用微振动爆破技术,并采用盐水炮泥封堵炮孔来降温防尘;为了解决冻土隧道湿喷混凝土技术难题,研制了复合型抗冻速凝剂;低温、低压、缺氧使机械效率严重下降,为此研究了合理的机械选型和配套作业线;研究成果确保了风火山隧道的施工质量.     

高地应力软岩隧道中型钢与格栅支护适应性现场对比试验研究

结合正在修建的兰新铁路第二双线LXS-7标存在极高地应力的大梁隧道,系统开展型钢钢架与格栅钢架在高地应力软岩隧道支护中适应性的现场对比试验研究。现场设置型钢钢架支护段与格栅钢架支护段各20 m,通过现场试验及三维数值仿真模拟,对施工过程中的围岩位移、初支钢架应力、围岩-初期支护接触压力进行对比分析,结果表明：(1)在高地应力软岩隧道支护中,型钢钢架对沉降及水平位移的约束作用较强,但支护后期变形呈现台阶式增长趋势,支护设立2个月后仍无明显收敛趋势。相应地,支护结构承受了较大的围岩压力,试验断面围岩-初期支护接触压力最大值为336 kPa,钢架应力较大;二衬施作后围岩变形仍在增加,对二衬结构会有一定影响。(2)格栅钢架属于柔性支护,初期支护设立一周后拱顶累计变形达350 mm,可较好地释放高地应力区围岩应力与变形,但支护内力及变形急剧增加无法收敛。(3)为更好地控制围岩变形,在格栅支护设立一周后增设工字钢套拱作为后期刚性支护,围岩变形曲线呈现明显收敛趋势,洞室变形稳定至446 mm。断面围岩-初期支护接触压力实测最大值为190 kPa,有效地控制支护的变形与格栅应力。(4)试验表明,现场采用“先柔后刚”的支护原则,即先架立格栅后加设套拱对高地应力软岩隧道进行支护,可有效控制软岩大变形及支护内力,结构合理。经济性分析也表明,此支护形式具有较好的经济性,是一种可适用于高地应力软岩隧道的支护结构。     

基于改进Dijkstra算法的人群反馈调节疏散

针对苏州市金鸡湖城市广场在突发情况下的人群疏散问题,建立了基于实时动态的疏散网络路径规划模型,分析了大型公众区域复杂环境对人群疏散效率的影响.同时提出以人群逃离危险区域的终止时间作为权值参数改进Dijkstra算法,并且利用反馈补偿机制合理分配各出口的疏散人数,实现人群疏散的动态调整和路径规划.通过Pathfinder...     

风火山多年冻土隧道信息化施工

针对多年冻土隧道的特点 ,青藏铁路风火山隧道施工中建立了完整的信息化管理体系。信息采集除一般隧道常有项目外 ,重点对隧道掌子面岩面温度、环境温度、围岩温度、衬砌冻胀力、衬砌背后水压力及锚杆轴力等进行监测 ,并及时反馈信息。施工中根据掌子面岩面温度及环境温度的信息 ,及时调控通风温度 ,保证掌子面的稳定及混凝土的施工质量 ;根据围岩温度、衬砌背后水压、衬砌冻胀力变化的信息可以判断防水保温系统的效果 ;根据衬砌冻胀力、锚杆轴力变化的信息可以判断支护系统的力学效应     

宜万铁路别岩槽隧道地质超前预报综合技术

别岩槽隧道为宜万铁路首批开工的重难点、咽喉工程,被列为宜万铁路I级风险隧道。该隧道地质极为复杂,尤其是溶洞和地下暗河非常发育,被形象地称施工中可能有"六冒"现象发生。文章介绍了该隧道利用综合地质超前预报技术,避免了地质灾害事故的发生,保证了安全施工,并结合实践,总结了高风险隧道的地质超前预报综合技术。