葡萄牙渔场项目海水摄取与排泄管道非开挖安装工程

一个微型隧道项目建于葡萄牙波尔图以南100公里处的米拉市。该项目是在有史以来最大的比目鱼养殖场的框架内建立起来的。世界领先的渔业公司PESCANOVA承诺将在2008—2009年间修建微型隧道来经营一个年产量为7000吨的水产养殖场。管道安装的目的是为了给渔场供给海水为比目鱼养殖创造一个理想的环境,该管道的流量为25m^3／s。为了长期维持一个稳定的水温,渔场必须要建造海水摄取管道。由于微型隧道对环境的影响最小,因此该技术得到了项目的青睐。该微型隧道项目由两条内径为3m,长1500m的海水摄取管道及两条内径分别为2．6m和3m,长1350m的海水排泄管道组成。顶管始发井采用地下连续墙建造,其直径为20m,深15m。该项目由比利时K—BORINGEN公司承建,就其尺寸（长度和直径）和施工时间而言,该项目被认为是一项世界纪录。该项目主要难题可以归纳如下：（1）需要研发一种新型微型隧道施工机械（海瑞克AVND2400）及相关辅助设备;（2）需要在现场建立一个管道厂来制造外径分别为3．3m和3．8m,长为4m的管道,其单位重量为43吨;（3）要求对沿海地区自然环境的影响降低到最小;（4）要求在严格的时间安排里完成四条管道的建设,以及在当地恶劣的海洋气候条件下完成微型隧道机器的回收。     

隧道施工的成本节约与环境保护

A号管线是一条内径为96英寸的无压式污水截流管道,它的投入使用将会淘汰康科德城的一个主泵站,而这个泵站目前的旱季平均抽运水量为每天1000万加仑。新管线的修建通过了各种场地条件,包括市立高尔夫球场、繁华商业区中拥挤的城市街道以及泥土修筑的胡桃河防洪渠道的地下区域。污水截流管线和接头管线采用三种不同的方法进行敷设,包括采用土压平衡盾构（EPBM）开挖技术和微型隧道掘进（MTBM）技术（870英尺长的内径为72英寸的管线）进行顶管施工（3,050英尺长的内径为96英寸的管线）,以及采用传统的明挖法横穿胡桃河防洪渠道（540英尺长的内径为48英寸的双平行管线）。A号无压截流管线项目取得了一些独特的关键成就。它们是：EPBM安装：采用EPBM施工法进行设计和施工促进了顶进长度极限的增长。数量有限的管盖表明对径向超挖的控制是工程成功的关键。由于有限的管盖,在地下和地表分别设置了监测点对管道沿线的沉降进行检测。设计并修建中继站（ITs）和工作井以便能施加较大的推力。等级纠正：当将第二个内径为72英寸的微管隧道掘进机安装在错误的等级（相差2．8英尺）时遇到了一个关键的施工难题。出现这样的错误是由于对激光制导系统的设置相差了10倍。选择的纠正方法是在采用湿密度为40磅且28天养护单轴抗压强度为300磅每平方英寸的多孔混凝土回填产生的空隙的同时,将整个内径为72英寸的1KCP（钢筋混凝土管道）拔出。以每天40英尺的速度将内径为72英寸的管道拔出,这为采用水泥浆进行修复以避免任何地下倒塌提供了充足的时间。一旦将管道全部拔出,承包商就在多孔混凝土中进行隧道开挖并将管道成功安装到正确的位置上。     

地下工程环境岩土工程问题研究与认识

优势面分析作为环境岩土工程与地质灾害研究的理论和方法,可为地下工程稳定性评价、设计和施工提供基础依据。将该理论运用于三峡、黑山峡、大柳树等重大水利工程,铁路国梁山隧道、高速公路老山隧道等重要交通干线工程,苏南核电站和蓄能电站、南京市地铁等工程中。通过对工程的选址定位、安全评价、设计施工等工作中的认识和体会,就研究目标（三个稳定性和突水分析）、问题关键（找优势面、优势层）、支护设计方法（四类）、支护和防水设计的人地谐调原理（针对性、地质工程原理、顺应自然）等多方面问题作以分析和研讨。     

基于C-V-T模型的盾构穿越既有桥梁施工风险评估

由于城市轨道交通建设逐年增多,新建隧道与既有桥梁间冲突愈发明显。针对盾构隧道穿越既有桥梁施工风险问题,基于系统思想引入C-V-T模型将待评工程风险划为后果严重性（C）、既有桥梁系统脆弱性（V）与新建隧道系统威胁性（T）,构建致灾-承灾-灾后三系统风险评估流程。引入双因素突变理论并建立三级指标体系,得出既有桥梁突变级数,以定量表达脆弱性。采用交互矩阵衡量新建隧道指标间交叉影响,给出指标-系统权法,并利用多维云及正向发生器优化算法,客观表达多定量指标与定性概念间复杂映射关系及转换态势,以提升T值准确性。明确了后果严重性分级标准,给出三系统风险评估结果耦合方法,由此构建盾构穿越既有桥梁施工风险综合评估模型。将该模型应用于昆明地铁5号线穿越怡心桥工程风险评估中,评估结果与工程实际情况吻合,施工监测数据验证了评估模型的合理性、规范性与适用性。该研究成果有效保证了施工期间桥梁安全与正常使用,可为近似工程提供借鉴与参考。     

翔安海底公路隧道陆域段变形控制措施研究

翔安隧道是我国第一条大跨公路海底隧道,其两端陆域段位于富水的强风化岩层中,地质条件极为复杂。隧道施工期间,部分断面发生了较大变形,超过了预留变形量,给二次衬砌的施工造成了影响,而且过大的变形有时还会导致隧道围岩失稳,应寻求一套合理的变形控制措施。基于现场监测数据和施工记录,并结合数值方法,对隧道施工过程中所采取的工程措施的作用效果进行了研究。结果表明,增设锁脚锚管、加强临时支护及管井降水等工程措施都可以在一定程度上减小隧道支护结构的变形,但在地质条件较差的富水强风化岩层中修建大跨公路隧道时,将两种或多种工程措施的组合起来使用效果更佳。例如,在采用降水（连续墙）＋加强临时支护＋锁脚锚管的组合方案后,隧道的拱顶下沉减小了46 %～60 %,水平收敛也减小了约30 %。这些措施可为今后类似工程提供一定的参考。     

西格二线关角隧道浅埋砂层段施工技术及力学效应研究

关角隧道是西（宁）格（尔木）二线的控制性工程,在隧道入口处存在长约450 m的砂层,施工难度较大。由于在3台阶施工中出现了冒顶事故,故提出了4台阶施工的设想,并利用三维数值计算模拟了4台阶开挖支护过程,揭示了隧道的空间变形、地表沉降和初支受力特征。通过与3台阶施工模拟结果对比证实了4台阶方案的优越性;现场施工和变形量测结果表明,采用大拱脚断面形式和超短四台阶施工方案,施作长大水平超前管棚、设置临时钢横撑、缩短仰拱封闭距离等是保证大断面浅埋砂层隧道安全施工的有效方法,对其他类似工程施工提供了宝贵的工程经验。     

管幕预筑隧道地表沉降分析

沈阳地铁2号线某暗挖车站是国内首个采用管幕预筑法施工的地下工程,对该工法施工引起的地面沉降进行了监测,并建立了修正的Peck模型对沉降进行预测,结果表明：(1)管幕预筑隧道施工引起的地表沉降预测值与实测值基本吻合;(2)管幕预筑浅埋大断面隧道施工地表沉降表现为整体下沉特点,沉降值与地下结构基础的沉降值基本相等,控制管幕预筑隧道结构的墙脚下沉可以有效控制地表的沉降;(3)管幕预筑法隧道施工预先施作的地下永久结构对隧道围岩的约束作用明显,砂土地层中地层损失率为0.000 5%～0.002 0%,沉降槽宽度系数为0.5;(4)管幕预筑法建造地下空间,引起的地表沉降较常规施工方法小得多,环境效益和社会效益明显,该施工方法适用于修筑中心城区软土地层中地下交通枢纽工程及下穿交通干线的隧道工程,值得进一步研究和推广     

近距离重叠隧道盾构施工的纵向效应及对策研究

上下重叠隧道施工时,后挖隧道施工过程对先建隧道是一种“卸载”作用,受此影响,先建隧道的衬砌管片将朝后挖隧道方向变形,但这种影响作用是暂时的。以深圳地铁3号线老街站-晒布路站区间重叠隧道工程为背景,采用三维有限元数值计算和室内离心模型试验相结合的手段,对上部隧道（后挖隧道）施工引起的下方已建隧道纵向变位进行了研究。结果表明,后挖隧道施工引起的先建隧道不均匀沉降主要出现在约掌子面前方3.5D（D为隧道直径）到后方3D的范围内。基于此,探讨了应对这种暂时纵向效应的对策措施,主要包括临时压重和临时内撑。在先建隧道位于掌子面后方(0~1)D、(1~2)D、(2~3)D范围内分别设置20 t/3 m、20 t/6 m、20 t/9 m的临时压重,且在掌子面前方4D和后方4D范围内为先建隧道设置临时内撑,可以较好地减小由于后挖隧道施工引起的先建隧道附加不均匀变形。     

富水软岩隧道突泥塌方及地层沉降的模型试验

在富水软岩地层中修建隧道容易出现突泥塌方,对施工及周边环境产生严重影响。北岗隧道围岩强度低且地下水丰富,在施工中多次遇到突泥涌水现象,出现了围岩大面积坍塌、地表开裂、地下水位下降等严重灾害问题。以北岗隧道为原型,开展了室内模型试验,再现了该隧道的破坏现象,研究了隧道突泥塌方的影响因素、破坏规律及影响范围。结果表明:（1）地表未出现裂缝时,隧道开挖导致的地表和地层内部变形可以采用Peck的正态分布曲线描述;（2）涌水是造成隧道围岩发生严重坍塌的根本原因;（3）隧道破坏从拱顶开始,呈拱形破坏型式;（4）地表的两条主裂缝在隧道塌方初期形成,塌方对地表沉降和裂缝的主要影响区域位于两条主裂缝之间。     

城市地铁隧道施工对管线的影响研究

结合深圳地铁大剧院-科学馆区间隧道非降水施工对管线的影响问题,阐明了该工程的施工方案,给出了管线安全性的评价标准。在此基础上,首先利用土工离心模型试验,模拟了隧道开挖对管线的影响,然后,利用三维弹塑性有限元法模拟了隧道施工过程中管线的动态响应。通过离心模型试验、数值模拟分析、现场量测的地表沉降值的对比分析可知,三者的数据基本吻合,论证了分析结果的合理性和可靠性,并对施工期间管线的安全性做出了评价,为该工程顺利实施提供了理论依据和指导作用,并取得了一些有意义的成果。     

软土地区紧邻超高压电力管线的深基坑工程设计与研究

以上海地区某紧邻超高压电力管线的深基坑工程为研究对象,介绍了紧邻超高压电力管线侧基坑的围护形式,并根据管线保护要求,提出相应的保护措施。通过对比分析支护结构变形的理论计算值和实际监测值得出：（1）围护体侧向变形均呈“鱼腹型”抛物线形状,地连墙的抗变形能力明显优于灌注桩;（2）地表沉降在一定程度上可以反映管线的垂直位移。基坑开挖前的施工工况会对周边道路和管线造成一定的影响;（3）实测变形比理论计算偏大,是因为理论计算的变形值仅考虑了开挖过程中围护结构的变形。     

多年冻土区姜路岭隧道施工水热力数值研究

姜路岭隧道地处青藏高原多年冻土地区,其高海拔、高寒、缺氧环境下多年冻土及软弱大变形围岩的公路隧道设计施工技术属国内乃至亚洲首例,也是共（和）玉（树）高速公路重难点控制性工程。为研究姜路岭隧道施工过程中的水热力（变形）状态及其演变,采用冻土工程水热力耦合计算理论及数值仿真程序,模拟了该隧道三个关键施工步骤的水热力分布规律,以此提出了隧道修建过程中的重点监测位置及注意事项。研究成果可为姜路岭多年冻土隧道的设计施工提供理论指导和技术支持,进而为类似寒区隧道工程的设计和施工提供参考依据。     

盾构施工对不同位置地下管线变形的影响模拟试验研究

基于室内盾构模拟试验,研究管隧垂直、斜交和平行工况下盾构开挖对管线变形的影响。以合肥在建地铁为工程背景,主要对管线的沉降、变形和相对转角等规律进行模拟试验研究。研究结果表明,二次扰动更容易使土体产生沉降,对土体中的地下管线的位移影响更大;隧道在开挖过程中沿隧道轴向的管线变形与沿隧道环向的影响范围不同,隧道开挖对地下管线产生的环向变形影响大于轴向变形影响;隧道开挖使管线下方土压力发生变化,中间段管线下方产生荷载临空区域,土压力逐渐减小,两边缘端产生附加应力逐渐增大。研究成果可为盾构施工对地下管线变形影响的预测提供相应的控制破坏依据。     

双线盾构施工时邻近地下管线安全性判别

研究双线盾构隧道施工时邻近地下管线的安全性判别方法。基于Winker弹性地基梁模型,考虑管土效应,建立连续管线应变与地表沉降关系式;假设管线位移与土体位移相同,建立非连续管线接头转角与地表沉降关系式;同时考虑管线老化,定义与时间相关的折减系数,建立一种通过测量地表沉降值即可判断管线安全性的方法。当管线应变或接头转角为安全允许值时,对应的地表沉降即为控制值。施工时,若地表沉降超过该值,则表明管线存在危险。该方法将不易监测的管线状态转化为可见的地表沉降。研究结果表明：预测值与实测值的对比说明了所提方法具有可靠性;双线隧道水平间距L值对地表沉降控制值的影响非常大。当L较小时,最大值出现在两隧道中轴线处;当L较大时,最大值出现在隧道轴线上方附近处;随着L的增大,最大控制值逐渐减小。     

大连地铁盾构开挖地层移动规律的模型试验研究

以大连市地铁2号线202标段工程为研究对象,通过相似材料模型试验绘制不同地层随时间沉降曲线,即同一时刻不同地层沉降槽曲线和不同地层水平位移曲线,得到盾构隧道施工地层移动规律。试验结果表明,不同地层各测点的垂直位移随时间的变化可用以时间为自变量的负指数函数表示;先行隧道施工对地层产生扰动,引起地层软化,导致两条隧道之间地表沉降明显叠加,沉降较大;隧道开挖时,若存在地下结构或管线,其将受到附加剪切作用,易出现裂缝,在施工中必须做好切实可行的防护措施。     

城市地铁隧道施工对管线影响的试验与数值分析

结合深圳地铁大剧院～科学馆区间隧道非降水施工对管线的影响这一实际问题,给出了管线安全性的评价标准.利用土工离心模型试验,模拟了隧道开挖对管线的影响,然后利用三维弹塑性有限元法模拟了隧道施工过程中,管线的动态响应,通过离心模型试验、数值模拟分析、现场量测的地表沉降值的对比分析可知,三者的数据基本吻合,论证了文中分析结果的合理性,并对施工期间管线的安全性做出了评价,为该工程顺利实施提供了理论依据和指导作用.     

养殖珍珠微量元素特征及其对珍珠生长环境的指示意义

采用等离子光谱和X射线荧光探针等分析方法，对海水养殖珍珠和淡水养殖珍珠的微量元素特征进行了深入研究，表明：（1）海水养殖珍珠中S、Na、Mg、Sr等微量元素相对富集，Mn等相对亏损；（2）淡水养殖珍珠中Mn相对富集，而S、Na,Mg,Sr相对亏损，与海水养殖珍珠微量元素特征正好相反，研究成果对养殖珍珠的生长环境的判定及其类型的精确鉴定具有重要意义。     

隧道穿越引起地下管线竖向位移的能量变分分析方法

隧道穿越引起的地层位移可能造成地下管线变形过大或断裂等事故,引起工程界的高度关注。基于假定的地下管线竖向位移分布模式,通过能量方法建立变分控制方程,提出了求解隧道穿越地下管线竖向位移的能量变分解法,运用叠加原理将单线隧道解答延拓至双线隧道中。与离心机试验和工程实例的对比,验证了方法的正确性。通过参数计算,分析了管材弹性模量、管线埋深、地层损失率等相关因素对地下管线竖向位移的影响规律,研究结论具有工程参考价值。     

隧道开挖对邻近地下管线的影响预测分析

隧道施工会引起周围土体移动,进而对邻近地下管线产生危害。采用Loganathan公式计算隧道开挖引起的管线平面处的土体竖向位移,对地下管线的受力模型进行简化,基于Winkler地基模型,推导出地下管线由于隧道开挖引起的弯矩和变形计算公式。通过相关算例的分析,与连续弹性解和Attwell解的计算结果进行了比较,研究结果表明,提出的方法可以很好地预估地下管线所受的弯矩。     

贵阳市政 BJ-1 隧道施工地质超前预报及监控量测技术

BJ-1隧道为一浅埋、偏压的市政隧道,泥、页岩风化严重,岩体破碎,岩溶及地下水发育,地下管线和地表建筑物密集,施工安全风险极大。为确保隧道施工安全、保障地表建筑物及居民安全,隧道的施工地质超前预报和监控量测工作非常重要。在分析隧道可能存在的主要工程地质问题的基础上,结合地质预报重点及难点,以地质法为基础、以地质雷达和HSP声波反射法为主要物探手段,对隧道进行了综合地质预报。根据施工安全控制需要,制定BJ-1隧道施工监测实施大纲,重点实施隧道净空收敛、拱顶下沉、地表沉降和爆破振动等监测工作,建立隧道工程监测预警制度。对超前地质预报及隧道监测成果进行综合分析,为本隧道工程的安全施工决策提供了可靠依据,有效地避免了隧道施工过程中危险事件的发生。本研究方法对同类城市隧道工程设计、施工具有重要参考价值。