基于正交试验的寒区隧道温度场影响因素敏感度研究

影响寒区隧道温度场的因素众多,建立基于有限差分的隧道非稳态传热计算模型,以实际寒区铁路隧道南山隧道为例,采用正交试验法分别以隧道衬砌内部节点平均温度、隧道某断面衬砌温度和隧道洞口纵向冻结长度为指标对影响隧道温度场的各因素进行敏感度研究.结果表明:不同指标下各因素敏感度排列有局部差异;总体来讲,隧道埋深、洞内风向、隧道断面大小、洞内风速、入口风温、围岩导热系数、隧道埋深是影响隧道温度场的主要因素,围岩比热容、围岩密度是影响隧道温度场的次要因素.在寒区隧道抗防冻设计中,除去围岩比热容、围岩密度、围岩导热系数、入口风温等不可更改因素,对隧道温度场影响较大的隧道埋深、洞内风向、洞内风速、隧道断面大小、隧道埋深等隧道设计参数必须合理设置.     

基于交通技术监控设备的隧道交通安全管理方法研究

为预防城市隧道及公路隧道(以下统称隧道)交通事故,提高隧道交通安全,针对驾驶人在通行隧道的进入、经过和驶离过程中可能发生的交通安全违法行为,提出了基于交通技术监控设备的机动车、行人、非机动车交通安全违法行为管理办法,提出特长隧道、长隧道、中隧道及短隧道交通技术监控系统的设置方法,对管理驾驶人安全通行隧道和预防隧道交通事故有参考价值。     

佛岭隧道安全保障系统

佛岭隧道左线3 704m,右线3 904m,为左右线分离式曲线特长隧道,是绩溪至黄山(歙县呈村降)高速公路的关键性工程,也是安徽省目前已建成并通车运营的最长双洞高速公路隧道。文章结合监理实践,介绍了保障隧道安全的隧道消防系统、隧道火灾报警系统、隧道通风系统、隧道照明系统、隧道监控系统、隧道交通安全设施等关键性方案和具体结构和原理。     

伏龙坪黄土浅埋、软弱围岩隧道设计方案比选

本文从双连拱隧道的受力、软弱围岩双连拱隧道的施工工艺、隧道线路的顺接等方面对伏龙坪隧道采用的隧道形式进行比选,由于双管分离式隧道形式在受力、施工、线路顺接等方面的优势,本文最后采用双管分离式隧道形式。     

隧道洞壁剪应力分布特征及影响因素分析

以隧道围岩位移为参量,推导出仅由围岩变形而产生的隧道洞壁剪应力计算公式.根据隧道洞壁剪应力计算公式可知,影响隧道洞壁剪应力分布的因素有隧道洞壁的部位、围岩弹性模量、隧道半径、锚杆间距、初始地应力因素.本文详细分析了隧道洞壁剪应力的分布特征以及这5个因素对隧道洞壁剪应力分布的影响程度,为隧道的支护设计提供了参考.     

列车运行引起的高寒地区隧道内活塞风效应研究

对于高寒区隧道,列车运行产生活塞风会影响隧道内空气与衬砌围岩之间的对流换热,进而影响隧道结构的安全性和使用寿命.结合高寒地区隧道工程实例,运用动网格技术真实地模拟了列车进入隧道、在隧道中持续运行和驶出隧道的全过程,对列车以现行速度运行、快速运行、高速运行时在隧道内引起空气动力学效应进行了研究,分析了活塞风风速的变化规律,得到了列车头部进入隧道和列车尾部离开隧道的时间段内隧道内活塞风风速和列车速度之间的关系.结果表明,无论是列车头部刚驶入隧道时刻还是列车尾部离开隧道的时刻,隧道内的活塞风风速总是随着列车运行速度的增大而增大,为高寒地区高速铁路修建提供参考.     

机动车辆荷载对空间交叉隧道结构动力影响

为研究机动车辆荷载作用下空间交叉隧道结构动力响应特性,以杭温高铁梧坞隧道与义东高速西甑山公路隧道交叉段为工程背景,建立了交叉隧道三维动力计算模型,利用ABAQUS子程序模拟机动车辆在公路隧道内行驶,得到行车公路隧道、相邻侧公路隧道、上跨高铁隧道在机动车辆荷载作用下的加速度、位移、应力动力响应特性,并通过计算行车过程中监测截面每一时刻的安全系数分析了各隧道衬砌结构安全度变化规律。结果表明：机动车辆荷载对行车隧道自身影响较大,影响主要集中在行车位置下方区域,车辆通过时拱顶处安全度降低最为显著;对于上跨高铁隧道和相邻公路隧道,行车公路隧道内的机动车辆荷载对其影响整体较小,且其影响程度与近接距离密切相关;相邻侧公路隧道响应主要集中在与行车隧道的相邻一侧,右方隧道行车时其仰拱中心的安全度降低最明显;上跨高铁隧道响应主要集中在隧道仰拱位置,下方隧道行车时其左拱脚处的安全度降低最多。研究结果可为空间交叉隧道、城市地铁等地下工程的日常运营监测提供依据,并为类似空间交叉隧道工程的设计优化提供参考。     

客专隧道渗漏水原因分析及防治技术

隧道渗漏水的防治是目前国内外隧道工程设计、施工重点和难点,直接影响隧道的外观、质量、以及运营安全。以福厦铁路客运专线陈坝隧道渗水整治为例,主要从隧道衬砌施工工艺、防水结构布设、衬砌渗漏水处理等几个方面入手,对隧道漏水病害原因进行了相关分析,提出了客专隧道渗漏水的预防和整治措施,对客专隧道渗漏水防治具有一定的借鉴意义。     

铁路隧道建设理念和设计原则

铁路隧道的建设正处于前所未有的大发展时期,笔者在总结大量工程成功经验和失败教训的基础上提出了铁路隧道建设的基本理念：隧道必须建成遗产工程;隧道必须进行科学的风险评估;隧道建设必须合理工期、合理造价、合理合同、合理施工方案和设计原则;隧道必须进行信息化施工。提出了单双线隧道选择、隧道纵坡及辅助导洞设置、支护结构设计以及快速施工等隧道设计原则。隧道建设的理念和设计原则可指导今后铁路隧道的规划、设计和施工。     

岩溶隧道施工安全保障技术及其应用研究

以金子山隧道的施工为依托工程,详细介绍了金子山隧道穿越不良地质地段的施工安全措施.为规避施工中的高风险,保证安全施工,在施工中以隧道超前地质预报为基础,建立了隧道电视监控系统、隧道灾害警报系统、隧道应急照明系统和隧道灾害逃生系统等一系列隧道施工安全系统,达到规避施工高风险,安全施工的目的.     

高速公路东峪隧道塌方处理方案研究

本文以东峪隧道塌方为例,分析了隧道塌方原因,包括工程地质和水文地质、隧道结构断面、隧道支护结构、隧道围岩压力以及隧道施工工艺等,介绍了所采取的处理措施,总结了塌方处理经验,对于相同类型的隧道施工以及塌方事故的预防都具有一定的参考意义。     

双圆盾构(DOT)隧道的地表沉降分析

分析了双圆盾构隧道的特点以及地表沉降的影响因素和不同计算方法.测试分析表明:双圆盾构隧道与圆形盾构隧道相比,双圆盾构隧道具有占用地下空间小、隧道断面形式多样化、切削面平衡操作简单、掘削土量少等优点;而隧道几何形状和埋深,土体性质的施工扰动,隧道衬砌的变形,盾构推进的平衡压力、姿态,同步注浆等是影响地表沉降的主要因素;最后得出双圆盾构隧道地表沉降与圆形盾构隧道具有相同的机理,但沉降值较大;双圆盾构隧道地表沉降槽的形态可以用正态函数表示,但最大沉降并不一定产生在隧道中心点.     

特长公路隧道通风方式探讨

特长公路隧道通风方式的选择不仅关系到隧道造价、建成后隧道运营费用,还必将影响隧道内司乘人员的心理和生理感受,而且与隧道的防火救灾直接相关;介绍了目前隧道的3种通风方式——-纵向式通风、半横向式通风和横向式通风,重点结合特长隧道的特点探讨了隧道通风方式,为相关人员提供参考.     

V形坡度对地铁隧道火灾临界风速的影响

由于穿越隧道、燃气管线和地质条件的工程需要,部分地铁隧道是V形坡度隧道。V形坡度隧道的烟囱效应会增加地铁隧道火灾烟气控制的复杂性和困难。该文采用理论分析和数值模拟相结合的方法研究V形隧道夹角和高差对地铁隧道火灾临界风速和烟气返流长度的影响。研究结果表明,坡度隧道的隧道夹角对地铁隧道火灾临界风速有较大影响,隧道火灾临界风速随着上坡隧道夹角增大而变小,隧道火灾临界风速随着下坡隧道夹角增大而变大;V形坡度隧道自然通风竞争效应会对地铁隧道火灾临界风速有较大影响,隧道火灾临界风速随着上坡隧道高差的增大而变小,隧道火灾临界风速随着上坡隧道夹角的增大而变小。该文的研究结果可以为V形坡度隧道通风防排烟系统设计过程中的火灾临界风速取值提供理论参考和依据。     

隧道掘进对近接垂直交叉隧道的三维有限元分析

为研究隧道施工顺序对隧道开挖的影响,采用三维有限元分析方法模拟某垂直穿越隧道的开挖过程.基于砂土的亚塑性本构模型并考虑土体的小应变刚度,分析施工顺序对垂直交叉隧道的影响,研究对既有隧道附近土体的应力传递机制.研究结果表明:与无既有隧道工况相比,既有隧道的存在使得最大沉降量降低14％;新建隧道在既有隧道上方时,地表沉降较大,但影响范围小,当掌子面接近既有隧道中心线时,既有隧道的应力由拱顶传递至拱肩;当掌子面距离既有隧道中心线后方3D和前方6D之间时,应力释放对既有隧道的影响显著;新建隧道在既有隧道下方时,既有隧道产生的变形和弯矩更大;在垂直交叉隧道施工中,应充分考虑施工顺序对地表沉降、既有隧道的影响.     

基于可靠度的隧道行车视距影响因素分析

为了研究隧道中曲线半径、路面摩擦系数、横净距及净高等不同设计参数对隧道行车视距的影响,将车辆运行速度、路面摩擦系数、驾驶人反应时间、隧道横净距及设计净高作为随机变量,以可靠度理论为基础,构建了隧道中平、竖曲线段的行车视距功能函数.通过改变隧道行车视距影响参数的设置,分析了隧道中行车视距的安全可靠性,并提出了隧道中行车视距的可靠性求解步骤.研究结果表明,隧道内行车视距失效概率随着曲线半径、路面摩擦系数、设计净高、隧道横净距的增加而减小,随着运行速度的增加而增大;设计净高、侧墙也对隧道内的行车视距产生影响.     

对IPv4/IPv6隧道机制的研究

局部的IPv6网络可以使用隧道技术通过IPv4骨干网络相互联通。入口结点将IPv6的数据分组封装入IPv4,IPv4分组的源地址和目的地址分别是隧道入口和出口的IPv4地址。在隧道的出口处,出口结点再将IPv6分组取出转发给目的站点。根据隧道端点是否支持与IPv4兼容的IPv6地址,分为配置隧道和自动隧道。根据隧道端点的不同又可分为路由器-路由器隧道、路由器-主机隧道、主机-主机隧道和主机-路由器隧道。     

立体交叉燧道结构内力分析

在山岭地区修建隧道由于受特殊地形、地质条件以及路线平、纵、横指标等组合因素的制约,不可避免要发生隧道近接和立体交叉的情况,本位以内昆铁路疏解线新梅花山隧道和六沾线乌蒙山隧道近距离立体交叉隧道为依托,利用ANSYS建立围岩一隧道结构有限元三维模型,对上跨隧道结构受力进行分析。     

复合交通荷载下叠合式公轨合建隧道动力响应

叠合式公轨合建隧道不同于其他公轨合建隧道,汽车-列车荷载作用下其动力响应也有所不同。为研究复合交通荷载下叠合式公轨合建隧道动力响应,用激振力法、元胞自动机、汽车动力模型模拟列车荷载、车流和汽车荷载,用有限元软件Plaxis3D分析了不同荷载及有无垫层工况下隧道的动力响应。结果表明：公路隧道、铁路隧道分别主要对汽车荷载、列车荷载产生加速度响应,铁路隧道的加速度响应要明显大于公路隧道,约为后者的20倍;隧道不同位置处,对两种交通荷载的应力响应情况不同,铁路隧道应力响应主要受列车荷载控制,但当公路隧道中有大型车辆通过时,会对铁路隧道应力响应产生较大影响,甚至起到主导作用;公路、铁路隧道之间设置垫层会增大公路隧道的动力响应,但同时会减小公路隧道下方土层的刚度差异进而减小其应力值,综合作用下,设置垫层后公路隧道的应力状态会有所改善。     

不同级别围岩地段隧道开挖施工技术探讨

笔者从方案论证、项目实施及运营管理等方面全过程参与了厦门市内数条隧道的建设,包括人行隧道、城市道路隧道及普通公路和高速公路隧道,涉及了诸如小间距双向隧道、浅埋大跨、深埋涌水、围岩夹泥沙等一些隧道施工中较为突出的问题,对隧道开挖技术有一定的思考和探索。现结合某工程实例对不同级别围岩地段的隧道开挖施工技术进行探讨。