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极端环境隧道建造面临的主要问题及发展趋势 被引量：12
1
作者 陈湘生 全昭熹 +2 位作者 陈一凡 沈翔 苏栋 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第3期401-432,I0005-I0036,共64页
聚焦艰险山区、深水海域与城市敏感区3类极端环境,全面梳理和总结了在此环境下隧道建造面临的主要问题、相关技术突破和未来发展趋势。针对艰险山区中极高地应力、高地温、高海拔以及活动断裂带等极端条件,总结分析围岩和隧道的变形机... 聚焦艰险山区、深水海域与城市敏感区3类极端环境,全面梳理和总结了在此环境下隧道建造面临的主要问题、相关技术突破和未来发展趋势。针对艰险山区中极高地应力、高地温、高海拔以及活动断裂带等极端条件,总结分析围岩和隧道的变形机制、破坏机制及防护措施,并指出未来可通过大数据、机器学习等手段建立更精准的预测模型,以实现隧道建造过程的实时监控和风险评估;针对深水海域中高水压、高烈度地震、强侵蚀环境等极端条件,分析多因素耦合下沉管法及盾构法隧道管片及接头的劣损和破坏机制,总结提升其力学和耐久性能的主要技术措施,并提出未来仍需针对海底隧道管片接头的防水、抗震及抗侵蚀性能开展更深入的研究,以形成完整的理论和技术体系;针对城市敏感区隧道穿越既有隧道、敏感建构筑物、地下障碍物等挑战,总结分析盾构法和顶管法施工环境响应规律、地层变形评估方法和控制技术措施,提出未来可采用机器学习等技术辅助隧道建设,以提升预测和控制的准确性,减小建设过程对城市环境的扰动。目前,相关研究成果为极端环境下的隧道工程建设提供了重要支撑,但部分技术仍需进一步在实践中完善并形成规范,以指导后续的工程建设;而随着新一代信息技术的发展,未来隧道建造必将朝着数字化、智能化、自动化的方向发展,从而保障极端环境下隧道建设的安全、绿色、高效。 展开更多
关键词 隧道 极端环境 艰险山区 深水海域 城市敏感区 施工技术
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岩爆机制及其控制 被引量：3
2
作者 何满潮 李杰宇 +3 位作者 刘冬桥 陶志刚 胡杰 王炯 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第7期1321-1336,I0005-I0020,共32页
随着岩体工程向深部发展,开挖引发的围岩大变形和强冲击诱发的动力破坏日益严峻。岩爆作为深部地下工程中常见的一种强动力灾害,被称为岩土工程界的“癌症”,其具有突发性特点,难以有效预报及防治,严重地威胁着施工人员的安全和设备的... 随着岩体工程向深部发展,开挖引发的围岩大变形和强冲击诱发的动力破坏日益严峻。岩爆作为深部地下工程中常见的一种强动力灾害,被称为岩土工程界的“癌症”,其具有突发性特点,难以有效预报及防治,严重地威胁着施工人员的安全和设备的正常运行。通过对比岩石在真三轴卸荷和单轴压缩这2种应力路径下的储能差异,对岩爆多余能量机制进行探讨。首先,根据岩爆诱发机制的不同,将岩爆分为由应力集中导致的应变型岩爆和扰动诱发的冲击岩爆。然后,模拟开挖诱发的不同类型岩爆的应力路径进而在室内再现各种岩爆现象,并对其机制进行研究,自主研发3套真三轴岩爆模拟试验系统:第1代应变岩爆试验系统、第2代应变岩爆试验系统、冲击岩爆试验系统。同时,在实验室内成功模拟不同类型的岩爆:巷道应变岩爆、巷道交叉点应变岩爆、3个临空面矿柱应变岩爆、矿柱应变岩爆以及动荷载诱发的冲击岩爆。最后,为有效控制岩爆灾害,提出开挖补偿法,并研发具有负泊松比效应的宏观和微观NPR锚杆/索。工程实践证明,NPR锚杆/索能提供高预应力来补偿开挖造成的应力损失,同时具备良好的延展性和吸能效果,可为岩爆灾害的防治提供有效途径。 展开更多
关键词 岩爆机制 岩爆试验 多余能量 岩爆分类 岩爆控制 开挖补偿法 NPR锚杆/索
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北京地铁盾构隧道渗漏病害成因及对管片结构的影响研究 被引量：5
3
作者 张成平 王李斌 +3 位作者 唐海栋 彭华 李宇杰 牛晓凯 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第S01期456-466,共11页
为揭示城市盾构隧道渗漏病害的形成机制,对北京地铁部分盾构隧道渗漏病害的主要类型、位置及程度进行统计分析。通过现场检测、地质雷达及内窥镜探测等手段,探究盾构隧道渗漏病害机制及成因,并通过数值模拟研究管片接缝渗漏时的地层变... 为揭示城市盾构隧道渗漏病害的形成机制,对北京地铁部分盾构隧道渗漏病害的主要类型、位置及程度进行统计分析。通过现场检测、地质雷达及内窥镜探测等手段,探究盾构隧道渗漏病害机制及成因,并通过数值模拟研究管片接缝渗漏时的地层变形规律及管片结构内力特征。研究表明:1)盾构管片接缝渗漏为主要的盾构隧道渗漏类型,占比超过60%,渗漏发生的位置集中在拱顶,以滴漏为主。2)盾构隧道渗漏水的主要内因是管片接缝处的不均匀变形,主要外因是地下水迅速升高导致存在渗漏隐患的隧道位于水位以下;同时,隧道周边地层更易形成富水体,增大了隧道渗漏病害的发生概率。3)盾构管片接缝处渗漏位置越靠近拱底,渗漏越严重,渗漏附近地层孔隙水压力消散的数值、最终达到稳定时的地表沉降越大。4)接缝局部渗漏导致的管片结构椭圆化变形较小,更易使结构出现向下且倾向渗漏点位方向的偏移;另外,渗漏位置变化相比渗漏程度对管片结构内力的影响大。 展开更多
关键词 地铁盾构隧道 渗漏病害 现场检测 地质雷达 内窥镜探测 地层变形 管片内力
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内河中游区大型沉管隧道建造关键新技术——以襄阳鱼梁洲隧道为例 被引量：3
4
作者 王勇 徐国平 +5 位作者 李勇 刘明虎 孙晓伟 冯先导 任耀谱 许昱 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第4期810-825,共16页
为解决内河中游区沉管隧道建造面临的河床冲刷强、强透水地层深厚、防洪要求高等问题,依托襄阳鱼梁洲沉管隧道工程,通过工程调研、理论分析、物模试验、数值模拟、现场测试等手段,对内河沉管隧道建造关键技术进行创新及应用,首次形成如... 为解决内河中游区沉管隧道建造面临的河床冲刷强、强透水地层深厚、防洪要求高等问题,依托襄阳鱼梁洲沉管隧道工程,通过工程调研、理论分析、物模试验、数值模拟、现场测试等手段,对内河沉管隧道建造关键技术进行创新及应用,首次形成如下创新成果:1)提出沉管隧道冲刷安全量化评价方法,给出沉管结构横向稳定性安全系数等5项评价指标及其评价标准体系,填补了沉管隧道防冲安全量化评价方法的空白;2)研发利用管周摩擦力抵抗止水带回弹力的摩擦止推型最终接头,解决常规陆域接头需设置大型圬工结构的问题;3)研发并量产可满足0.3 MPa外水压水密性、100年设计使用寿命的沉管接头外侧止水带国产化产品,其百年应力松弛衰减率仅25.5%,预测使用寿命144年,使中国实现沉管隧道全产业链技术的国产化;4)提出整体式管节不设后浇带全断面顺浇预制工法,实现沉管结构预制工效提高52%、结构接缝减少61%、浇筑裂缝减少60%;5)在内河沉管隧道中采用先铺卵石垫层基础,并研发出全浮式高精度先铺卵石基床整平船;6)研发应用沉管无焊接装配式端封门和柔性水袋压载水系统,可实现舾装设施的便捷循环使用和施工效率的提升。 展开更多
关键词 大型沉管隧道建造 内河中游区 襄阳鱼梁洲隧道 强冲刷 砂卵石
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钻爆法机械化施工隧道随钻地震波超前地质探测技术研究 被引量：7
5
作者 李术才 王鑫 +2 位作者 郭伟东 田箴言 石少帅 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第4期617-632,I0005-I0020,共32页
为适应我国隧道建设机械化、智能化、无人化发展趋势,围绕钻爆法机械化施工隧道,提出以凿岩台车破岩振动为震源的钻爆法机械化施工隧道随钻地震波超前地质探测技术。针对凿岩台车多震源连续激发带来的地震数据波场混叠、有效信息难以识... 为适应我国隧道建设机械化、智能化、无人化发展趋势,围绕钻爆法机械化施工隧道,提出以凿岩台车破岩振动为震源的钻爆法机械化施工隧道随钻地震波超前地质探测技术。针对凿岩台车多震源连续激发带来的地震数据波场混叠、有效信息难以识别问题开展相关研究,提出VMD-SVD-RobustICA三臂混合先导信号分离方法与脉冲反褶积-小波域互相关地震记录重构方法,可实现三臂混合先导信号的分离与有效反射信号的提取。工程实践证明,利用凿岩台车搭载式无线高精度探测装备,该技术可初步实现“边钻边探”,降低预报环节对钻爆法机械化施工隧道正常施工带来的影响。最后,明确该技术目前存在的问题及解决思路。 展开更多
关键词 钻爆法隧道 机械化施工 凿岩台车 随钻震源 超前地质预报
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截至2023年底中国10km以上特长公路隧道统计与分析 被引量：19
6
作者 刘继国 崔庆龙 +1 位作者 李丹妮 罗刚 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第1期189-198,I0057-I0066,共20页
在隧道行业相关单位的大力支持及既有统计数据的基础上,对截至2023年底中国已建成运营、正在建设、规划设计的共计74座长度10 km以上的特长公路隧道进行统计,其中,已建成运营特长公路隧道25座,正在建设特长公路隧道31座,规划设计特长公... 在隧道行业相关单位的大力支持及既有统计数据的基础上,对截至2023年底中国已建成运营、正在建设、规划设计的共计74座长度10 km以上的特长公路隧道进行统计,其中,已建成运营特长公路隧道25座,正在建设特长公路隧道31座,规划设计特长公路隧道18座。从隧道长度、所在省份、公路等级、地理位置、技术标准、施工工法、设计与施工单位等方面,对中国已建成运营、正在建设、规划设计的长度10 km以上的特长公路隧道建设情况进行分析,其中:长度在10~14.9 km的隧道共62座,长度在15~19.9 km的隧道共10座,长度大于20 km的隧道共2座;隧道主要集中在中国西南部,约占63%,四川省最多,其次是云南省;高速公路隧道达65座,占比约为88%;山岭公路隧道68座,水下隧道6座;隧道技术标准以双向4车道为主;隧道施工工法以钻爆法为主,近些年出现了TBM+钻爆组合工法;隧道设计单位主要有31家;隧道施工单位主要有52家。 展开更多
关键词 特长公路隧道 统计与分析
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穿断层破碎带隧道围岩大变形控制双梯度注浆机制 被引量：6
7
作者 陶志刚 孙吉浩 +3 位作者 曹振生 胡才 郭隆基 何满潮 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第6期1194-1213,I0023-I0042,共40页
近些年,中国西部大量深埋隧道工程因关键线路控制无法避让一些活动性断裂,常常在跨越断裂带范围内出现围岩大变形破坏现象,例如侵限、偏压、塌方、底鼓等灾害,严重影响隧道工程施工和运营的安全可持续发展。为了控制断层破碎带隧道围岩... 近些年,中国西部大量深埋隧道工程因关键线路控制无法避让一些活动性断裂,常常在跨越断裂带范围内出现围岩大变形破坏现象,例如侵限、偏压、塌方、底鼓等灾害,严重影响隧道工程施工和运营的安全可持续发展。为了控制断层破碎带隧道围岩大变形,隧道工程设计者和建设者采用了多种控制方案,例如超前注浆、多层钢拱架被动支护、锚杆索主动支护等,但是都因断层破碎带围岩强度过低而出现超前注浆诱发围岩拉裂破碎、主动支护锚杆锚固力不足等现象。为解决上述难题,首先,提出一种增强穿断层破碎带隧道围岩强度的双梯度注浆技术,建立双梯度注浆概念模型,构建3种双梯度注浆模式;然后,确定特定工况下注浆材料粒径梯度与注浆压力梯度的适配条件;最后,通过理论分析、物理模型试验和现场试验,探索双梯度注浆机制及其控制效果。研究结果表明:1)随着开挖步序的增加,穿断层破碎带隧道拱肩变形最大,构造应力对围岩稳定性影响较大。2)在双梯度注浆作用下,浆液扩散效果良好,围岩未出现大面积脱落破坏,隧道周围岩体应力分布均匀。3)双梯度注浆形成了坚硬交叉浆脉骨架,达到了应力补偿效果,将围岩变形量从原来的3 100 mm控制到278 mm以内,实现了“零换拱、零侵限、零突涌”的目标。 展开更多
关键词 隧道 断层破碎带 围岩大变形 双梯度注浆 开挖补偿法
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基于LCA的山岭隧道碳排放核算研究现状与展望 被引量：7
8
作者 宋战平 刘世昊 +3 位作者 孙引浩 成涛 张玉伟 王军保 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期943-951,共9页
首先,梳理山岭隧道碳排放核算研究的进展并进行探讨,基于生命周期评价理论(life cycle assessment,LCA)与排放因子法,结合山岭隧道特点对其全生命周期内各阶段的碳排放来源进行分析,着重探讨施工与运营阶段的计算边界;其次,强调碳排放... 首先,梳理山岭隧道碳排放核算研究的进展并进行探讨,基于生命周期评价理论(life cycle assessment,LCA)与排放因子法,结合山岭隧道特点对其全生命周期内各阶段的碳排放来源进行分析,着重探讨施工与运营阶段的计算边界;其次,强调碳排放核算过程中清单分析涉及到的碳排放因子与活动数据的获取方式与应用条件;然后,对核算结果的应用、不确定分析与碳排放预测的相关研究成果进行整理;最后,指出当前山岭隧道碳排放研究中存在的问题,并展望其未来发展方向。 展开更多
关键词 山岭隧道 碳排放核算 生命周期评价 排放因子法
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富水环境下盾构隧道最小覆盖层厚度设计与计算方法综述 被引量：5
9
作者 刘汉龙 姜佳奇 +7 位作者 刘智成 仉文岗 孙伟鑫 杨文钰 刘冒佚 吴岱峰 储亮 张涛 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第6期1127-1144,I0005-I0022,共36页
覆盖层厚度设计是建设水下盾构隧道的关键环节之一。覆盖层厚度过小,围岩在施工扰动下易发生失稳,引起塌方、突水等灾害;覆盖层厚度过大,则会对工程预算与工期提出更高的要求。通过文献调研,结合已有实际水下盾构隧道工程案例,对现有合... 覆盖层厚度设计是建设水下盾构隧道的关键环节之一。覆盖层厚度过小,围岩在施工扰动下易发生失稳,引起塌方、突水等灾害;覆盖层厚度过大,则会对工程预算与工期提出更高的要求。通过文献调研,结合已有实际水下盾构隧道工程案例,对现有合理覆盖层厚度设计和计算方法进行研究与总结。得出:1)水下盾构隧道设计方法主要分为理论分析法和数值模拟法;2)根据隧道结构稳定分析侧重点不同,理论分析法可分为考虑抗浮稳定性设计方法和考虑掌子面稳定性设计方法;3)现阶段水下盾构隧道合理覆盖层厚度的设计方法多基于数值模拟和理论分析,对实际工程工况进行一定程度的简化,且未能全面考虑复杂建(构)筑物环境、施工工艺以及隧道自身结构特性的影响,覆盖层厚度的研究深度和设计方法的适用性仍需进一步提高;4)目前,富水环境下盾构隧道最小覆盖层厚度的研究内容已较为丰富,但与实际工程的结合较为困难。未来的研究应进一步考虑施工的经济性、施工流程、复杂环境条件、结构寿命及智慧建造平台等方面。 展开更多
关键词 水下盾构隧道 合理覆盖层厚度 抗浮稳定性 掌子面稳定性 设计方法
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盾构掘进姿态控制技术研究现状与未来展望 被引量：4
10
作者 陈珂 刘天瑞 杨钊 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第6期1154-1164,共11页
为系统地分析我国盾构掘进姿态控制技术的研究进展,基于知网检索到的32篇相关文献,总结盾构掘进姿态的主要表征参数和影响因素,并以盾构液压推进系统为例论述其控制原理。同时,结合盾构姿态智能控制的部分案例,总结PID控制、自适应控制... 为系统地分析我国盾构掘进姿态控制技术的研究进展,基于知网检索到的32篇相关文献,总结盾构掘进姿态的主要表征参数和影响因素,并以盾构液压推进系统为例论述其控制原理。同时,结合盾构姿态智能控制的部分案例,总结PID控制、自适应控制、模糊控制、基于神经网络的控制和基于智能算法的控制等技术的优劣势及应用场景。基于以上分析,对盾构姿态控制技术的发展方向进行展望。研究发现:1)盾构掘进姿态的影响因素主要包括几何参数、地层参数和盾构掘进参数。2)由于盾构推进系统需要同时完成盾构向前推进和姿态调整等复杂任务,因此该系统的参数对盾构姿态有着很大的影响,是姿态控制的关键因素之一。3)相较于传统PID控制方法,智能控制方法与PID控制的结合可以提高系统的响应速度、精度、适应能力和鲁棒性。4)未来研究可以围绕基于多源数据融合的控制算法、构建数据-机制混合驱动的控制技术以及加强控制技术在实际工程中的实用性等方面展开,实现更精准、更高效的盾构掘进姿态控制。 展开更多
关键词 盾构掘进 姿态控制 PID控制 自适应控制 模糊控制 神经网络 智能算法
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反拉式顶管法施工联络通道对地铁盾构隧道力学性能影响 被引量：4
11
作者 张明聚 康博 +3 位作者 李鹏飞 庞跃魁 王锡军 吴昊 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第6期1165-1173,共9页
为探究采用反拉式顶管法施工盾构隧道联络通道过程中主隧道的力学响应机制,依托北京地铁某盾构区间,建立模拟联络通道施工过程的有限元模型,通过与现场监测数据对比验证模型的准确性。继而研究联络通道施工对主隧道管片间错台位移、特... 为探究采用反拉式顶管法施工盾构隧道联络通道过程中主隧道的力学响应机制,依托北京地铁某盾构区间,建立模拟联络通道施工过程的有限元模型,通过与现场监测数据对比验证模型的准确性。继而研究联络通道施工对主隧道管片间错台位移、特殊管片应力及变形、螺栓受力的影响,并分析反力模式对主隧道管片力学特性的影响。结果表明:1)始发管片破除对主隧道力学性能影响较大,随着联络通道进一步开挖,主隧道受力和变形缓慢增大。2)管片间最大错台位移为1.17 mm,发生在特殊管片与普通管片接缝底部。特殊管片最大拉应力为18.6 MPa,出现在开口的顶、底部;最大压应力为27.0 MPa,出现在开口的腰部;最大横向扩张位移和竖向收敛位移分别为2.13 mm和4.56 mm。主隧道管片环间螺栓最大拉应力为213 MPa。3)背推式反力模式更利于控制开口处的横、竖向位移,反拉式反力模式更利于控制开口对面管片应力变形及其接缝处错动位移。 展开更多
关键词 地铁盾构隧道 联络通道 反拉式顶管法 机械法 力学性能
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风流对寒区特长隧道洞内纵向温度场的影响 被引量：2
12
作者 吴剑 郑波 +2 位作者 陶伟明 袁明 郭瑞 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第9期1762-1770,共9页
为揭示自然风流对寒区隧道洞内温度场的影响,以川西高海拔公路隧道为工程依托,基于现场调研、实地测试和数值模拟,分析洞内风流对未贯通隧道和已贯通运营隧道温度场的影响。研究表明:1)施工过程中,机械通风对施工期隧道洞内温度场的影... 为揭示自然风流对寒区隧道洞内温度场的影响,以川西高海拔公路隧道为工程依托,基于现场调研、实地测试和数值模拟,分析洞内风流对未贯通隧道和已贯通运营隧道温度场的影响。研究表明:1)施工过程中,机械通风对施工期隧道洞内温度场的影响较大,加大了洞外冷空气对洞内温度场的影响,使得洞内负温段有所延长;2)单向风流作用下,贯通隧道洞内温度场具有进风口端温度低、出风口端温度偏高的特征,纵向温度场具有非对称性特征;3)对于寒区特长运营隧道,在洞内无风或有微弱风流的情况下,外界冷空气很难影响到洞内温度场;4)洞内存在双向交替风流时,贯通隧道洞内温度一般呈现出洞口低、中间区域高的特征,纵向温度场呈现抛物线形的特征。 展开更多
关键词 寒区隧道 自然风 温度场 单向通风 防冻设计
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基于3D激光感知的隧道爆破参数优化设计方法 被引量：2
13
作者 肖清华 袁浩 +4 位作者 夏金选 欧小强 臧熙玮 钟德超 刘志强 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第S01期8-15,共8页
为解决隧道爆破质量控制困难的问题,探究新型爆破参数优化方法,提出一种3D激光扫描技术与BP神经网络相结合的实时优化方法,对隧道爆破超欠挖感知及其后续钻爆参数进行实时修正,构建现场扫描方法、数据处理、点云提取与超欠挖图像等工作... 为解决隧道爆破质量控制困难的问题,探究新型爆破参数优化方法,提出一种3D激光扫描技术与BP神经网络相结合的实时优化方法,对隧道爆破超欠挖感知及其后续钻爆参数进行实时修正,构建现场扫描方法、数据处理、点云提取与超欠挖图像等工作程序,建立BP神经网络模型、算法并确定模型参数。通过试验验证表明:1)将3D激光扫描技术应用于隧道爆破超欠挖质量感知中切实可行,与人工测量结果吻合较好,具有快速、实时和准确的优点;2)采用3D激光扫描方法能够对隧道爆破后的断面轮廓线进行精确评测,在获取爆破超欠挖的精细数据后,通过样本学习完成模型训练能推理出较为合理的爆破参数,改进后的优化方案使平均超挖降低54.8%。 展开更多
关键词 隧道 3D激光扫描 BP神经网络 爆破参数优化 超欠挖识别
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高海拔铁路隧道斜井机械化配套与快速施工 被引量：2
14
作者 李志军 于京波 +3 位作者 王金刚 刘维正 陈桥 李增 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第3期576-585,共10页
为解决高海拔高寒地区斜井施工存在气压低、含氧量低、温差大、严寒干燥等问题,以某高海拔铁路隧道斜井工程为背景,结合围岩等级、断面大小、海拔高度,根据斜井施工机械化配套原则,提出高海拔陡坡长斜井机械化安全快速进洞施工工法,并... 为解决高海拔高寒地区斜井施工存在气压低、含氧量低、温差大、严寒干燥等问题,以某高海拔铁路隧道斜井工程为背景,结合围岩等级、断面大小、海拔高度,根据斜井施工机械化配套原则,提出高海拔陡坡长斜井机械化安全快速进洞施工工法,并选配超前支护、钻爆、装运、喷锚支护、衬砌等机械化作业线的成套设备。基于高度机械化的设备配套,提出“快挖、快运、快支”的高效施工技术以及各工序快速衔接工艺。以控制围岩变形为核心,构建一套积极干预加固围岩、注重早期支护并快速闭合的主动支护体系。结果表明:与普通钻爆法施工相比,采用三臂凿岩台车高度机械化配套施工效率高,月最快进尺为180 m,较人工钻爆法施工月进尺为130 m相比提高了近30%,施工质量稳定,作业人员投入少,且拱顶沉降和周边收敛均小于规范要求值,衬砌强度可靠,可实现高海拔小断面隧道“快挖、快支、主动支、快封闭”。 展开更多
关键词 高海拔铁路隧道 陡坡斜井 钻爆法 机械化施工 设备配套
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基于LSTM算法的大直径泥水平衡盾构掘进姿态预测 被引量：2
15
作者 曾毅 吴嘉敏 +3 位作者 卞跃威 唐嘉佑 闫涛 沈水龙 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第11期2139-2148,共10页
为保障盾构施工安全并提升掘进效率,提出基于长短时记忆神经网络(LSTM)算法的大直径泥水平衡盾构掘进姿态预测方法。选取泥水平衡盾构掘进过程中的参数,并采用Pearson相关系数对盾构姿态的关联因素进行分析,获取影响盾构姿态的主要因素... 为保障盾构施工安全并提升掘进效率,提出基于长短时记忆神经网络(LSTM)算法的大直径泥水平衡盾构掘进姿态预测方法。选取泥水平衡盾构掘进过程中的参数,并采用Pearson相关系数对盾构姿态的关联因素进行分析,获取影响盾构姿态的主要因素,以此构建盾构姿态预测数据集;采用长短时记忆神经网络建立盾构姿态预测模型,并利用自适应估计(Adam)算法对其进行优化以获取最优的盾构姿态预测结果。盾构姿态的预测参数主要包括:盾头水平偏差(HDSH)、盾头垂直偏差(VDSH)、盾尾水平偏差(HDST)、盾尾垂直偏差(VDST)、俯仰角(R)、滚动角(P)。影响盾构姿态预测结果的主要因素为盾构参数和地层参数,其中,盾构分组油缸压力和地层平均抗压/抗剪强度对盾构姿态的影响最大。经过优化的Adam-LSTM神经网络模型对盾构角度的预测效果最优,均方差在0.1以下;对盾构姿态各项参数预测的平均误差小于5%的占比超过80%。 展开更多
关键词 大直径盾构隧道 泥水平衡盾构 姿态预测 LSTM算法
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gprMax干扰消除方法优化隧道壁后空洞成像特征研究 被引量：1
16
作者 路德春 秦威 +2 位作者 郭彩霞 李久林 杜修力 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第10期1928-1940,共13页
为解决传统探地雷达图像处理方法在检测隧道衬砌钢筋影响下的壁后空洞时,二维模型不能有效描述空洞三维特征,存在计算效率低、计算精度不足的问题,综合运用平均消除法、指数增益法和时间零点校正法,结合雷达信号随双程窗口时间变化的特... 为解决传统探地雷达图像处理方法在检测隧道衬砌钢筋影响下的壁后空洞时,二维模型不能有效描述空洞三维特征,存在计算效率低、计算精度不足的问题,综合运用平均消除法、指数增益法和时间零点校正法,结合雷达信号随双程窗口时间变化的特点,引入分段函数计算步骤,提出gprMax干扰消除方法,并验证该方法在正演模拟结果处理中的可行性。结合工程实际注浆情况和隧道壁后空洞的检测过程,采用基于时域有限差分法的gprMax软件设计隧道壁后注浆空洞的三维模型,采用gprMax干扰消除方法优化图像结果,对不同工况下的正演模拟图像成像特征进行分析。结果表明:1)gprMax干扰消除方法的正演模拟处理结果与室内混凝土板中圆形空洞结构模型试验的实测结果总体一致;2)水平测线中矩形空洞信号特征呈现出“凹”字形,垂直测线中矩形空洞信号特征呈现出类似直达波的特征,由空洞的三维特征图获取数据可计算得到空洞尺寸和埋深信息;3)gprMax干扰消除方法可以有效增强埋深较大处空洞的电磁信号强度。由研究结果可知,gprMax干扰消除方法在提高了隧道壁后空洞检测数据处理效率的同时保证了计算准确性和精度。 展开更多
关键词 探地雷达 gprMax 隧道衬砌 壁后空洞 干扰消除 正演模拟
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公铁合建双层盾构隧道设计关键技术 被引量：1
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作者 肖明清 孙文昊 +1 位作者 何应道 胡威东 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第8期1533-1543,共11页
为解决公铁合建双层盾构隧道面临的总体布置、结构设计、汽车与地铁车辆联合振动以及通风排烟等技术难题,以武汉长江公铁隧道和济南黄河济泺路隧道工程实践为基础,采用方案综合比选、2.5维数值计算等方法,对公铁合建双层盾构隧道设计关... 为解决公铁合建双层盾构隧道面临的总体布置、结构设计、汽车与地铁车辆联合振动以及通风排烟等技术难题,以武汉长江公铁隧道和济南黄河济泺路隧道工程实践为基础,采用方案综合比选、2.5维数值计算等方法,对公铁合建双层盾构隧道设计关键技术进行系统研究。结果表明:1)通过对隧道平面、纵断面和横断面的合理优化布置,并在废水泵房段、疏散楼梯段采取特殊布置方案,可减少公铁合建盾构隧道地下空间占用,并提高断面利用率,减小盾构隧道外径;2)采用半预制半现浇的管片+非封闭内衬结构型式,能充分发挥内部结构与管片衬砌的联合承载作用,显著减小河床冲淤作用;3)汽车与地铁联合振动作用对隧道影响较小,隧道基底饱和粉细砂地层不会发生液化;4)地铁隧道采用分段纵向烟道,可解决地铁长大区间无风井条件下的排烟难题,同时提高疏散便捷性,并大幅降低建设难度;5)公铁合建隧道在运营管理上不可避免地会出现交叉和影响,建议在管理界面划分和投资分劈上提前研究,便于决策。 展开更多
关键词 公铁合建 双层盾构隧道 集约化设计 公铁联合振动作用 通风排烟 防灾疏散
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川西高海拔隧道洞内气温特征及抗防冻理念探讨 被引量：2
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作者 郑波 吴剑 +2 位作者 袁明 郑金龙 郭瑞 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第9期1771-1782,共12页
针对川西高海拔隧道抗防冻设计问题,对运营期公路隧道洞内气温采用实测和数值模拟等方法,对隧道洞内纵向温度特征及抗防冻设计方法进行研究。结果表明:1)川西高原较短隧道冬季洞内纵向温度呈负温贯通状态,长隧道、特长隧道的洞内纵向温... 针对川西高海拔隧道抗防冻设计问题,对运营期公路隧道洞内气温采用实测和数值模拟等方法,对隧道洞内纵向温度特征及抗防冻设计方法进行研究。结果表明:1)川西高原较短隧道冬季洞内纵向温度呈负温贯通状态,长隧道、特长隧道的洞内纵向温度呈现出弱对称或非对称分布特征。2)冬季隧道洞口温度及洞身负温分布状态与隧道自身所处环境有关,尤其是隧道两端地形特征及高差程度。3)洞口负温段冻结指数和年冻结天数均随进洞距离的增大呈减小趋势,但单向自然风占主导的隧道下降趋势较缓。4)川西高原隧道衬砌防冻设计宜结合围岩冻胀敏感性,考虑以冻结指数180℃·d为临界值较为合理,两侧水沟保温设防长度可按月平均气温0℃考虑;考虑到冻结指数大于180℃·d且月平均气温低于0℃的衬砌段落会经受短时频繁冻融循环作用的影响,建议采取必要措施改善混凝土耐久性指标,确保隧道衬砌结构的长期稳定性。 展开更多
关键词 高海拔隧道 纵向温度场 抗防冻设计 现场监测 数值模拟 冻结指数 冻结深度
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基于Pathfinder的地铁盾构隧道疏散平台优化研究 被引量：1
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作者 杨朋 周勇 +3 位作者 赵品祥 朱宏海 王呼佳 王宝峰 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第7期1502-1509,共8页
为探究地铁盾构隧道疏散平台应对火灾、水灾以及列车区间故障等不同场景人员疏散的合理方案,以疏散地铁6辆B型车定员1460人为目标,建立Pathfinder疏散仿真模型开展研究。先对4种不同疏散平台布置方案的最快疏散时间、疏散完成时间和车... 为探究地铁盾构隧道疏散平台应对火灾、水灾以及列车区间故障等不同场景人员疏散的合理方案,以疏散地铁6辆B型车定员1460人为目标,建立Pathfinder疏散仿真模型开展研究。先对4种不同疏散平台布置方案的最快疏散时间、疏散完成时间和车厢内人员撤离规律进行研究;再以最优的“四向通行”方案为例,对7种疏散平台宽度的最快疏散时间、疏散完成时间和车厢内人员撤离规律进行研究。研究结果表明:1)车厢内人员撤离分为快速撤离、缓慢撤离和人员清空3个不同特征阶段。从车厢撤离乘客是脱困最重要的环节,时间占整个疏散时间的比例大,需做好乘客撤离车厢的组织引导工作。2)在联络通道处采用“四向通行”结构,可实现疏散平台与道床连通且不中断疏散平台的最优方案。该方案可实现利用道床面在烟气底层疏散以应对火灾工况、疏散平台纵向连通并在高处疏散以应对水灾工况的双重功能。3)疏散平台宽度增加会大幅缩短乘客撤离车厢的时间,对最快疏散的时间影响小,宽度未加宽到1100 mm时对疏散时间无显著影响。4)需做好在联络通道、道床、人防门、防淹门、道岔区疏散平台的顺畅性设计。 展开更多
关键词 PATHFINDER 地铁盾构隧道 疏散平台 疏散平台方案 疏散平台宽度
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钢壳沉管隧道耐火极限标准与防火保护技术研究——以深中通道沉管隧道为例 被引量：2
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作者 吴梦军 吴庆良 +1 位作者 宋神友 曹鹏 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第2期257-265,共9页
为提高我国超大断面钢壳沉管隧道火灾防控水平,以深中通道海底沉管隧道为例,采用热力耦合模拟和材性试验等方法开展钢壳沉管隧道耐火极限标准研究,考虑到龙骨、拼缝等防火构造薄弱环节,进行管节结构和管节接头耐火试验,并提出相应的防... 为提高我国超大断面钢壳沉管隧道火灾防控水平,以深中通道海底沉管隧道为例,采用热力耦合模拟和材性试验等方法开展钢壳沉管隧道耐火极限标准研究,考虑到龙骨、拼缝等防火构造薄弱环节,进行管节结构和管节接头耐火试验,并提出相应的防火保护技术方案。主要结论如下:1)管节结构的耐火极限标准为火灾时,应将结构内侧钢壳最高温度控制在300℃以内;2)OMEGA橡胶管节接头的耐火极限标准为OMEGA橡胶超过70℃的时间小于2 h,超过100℃的时间小于1 h,且最高温度不得超过150℃;3)GINA橡胶管节接头的耐火极限标准为GINA橡胶超过100℃的时间小于1 h,且最高温度不得超过150℃;4)管节结构可采用35 mm单层防火板L型拼缝,对接面涂热膨胀胶;5)管节接头可采用35 mm防火板+50 mm陶瓷纤维毯双层防火保护体系,龙骨自由端取500 mm,拼缝处采用防火胶封堵。 展开更多
关键词 深中通道 沉管隧道 钢壳混凝土结构 耐火极限 耐火试验 防火保护
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