暗挖隧道注浆-降压联合地下水控制技术

动水条件下承压水的注浆止水及加固问题,是暗挖隧道地下水控制的重要难题,在浆液配比、注浆参数等方面的设计施工经验较少。以某地铁区间联络通道的地下水控制工程为背景,结合该通道地质条件复杂、承压水头高、突涌水量大等施工现状,基于注浆-降压联合的地下水控制思路,探索了高承压水头条件下的WSS双液注浆止水施工技术,并通过现场探测和地面沉降监测研究其止水加固效果。结果表明,采用注浆-降压联合的地下水控制及加固方案,在显著承压性的地下水含水层注浆止水加固中取得了良好的效果,既能够保证地下通道的注浆过程顺利进行,又能确保地下水治理效果,并遏制围岩的变形发展,各部位变形均满足控制指标。     

不同断面混合工法小净距隧道施工影响分析

厦门市轨道交通1号线某地铁车站站后设置停车线,依据工程图纸,左线隧道和停车线采用双线单洞大断面暗挖法施工（CRD工法）,隧道直径11.53m,右线隧道采用盾构法施工,隧道直径6.2m,两隧道净距3.85m。本文应用三维动态数值模拟的方法,对不同断面、混合工法、小净距双线隧道的施工顺序进行了研究,并分析了两隧道净距对先行隧道的影响。研究结果表明：1）采用先小后大的施工顺序（即先采用盾构法施工右线隧道,后采用大断面暗挖法施工停车线）可有效减小地表沉降、邻近建筑物变形及隧道结构体系变形。2）当两隧道净距大于1.5D（D为大断面隧道直径）时,后行隧道施工对先行隧道影响较小,附加变形小于3mm。3）大断面暗挖隧道中隔墙拆除阶段对地表沉降量及邻近建筑物变形影响较大,对于此时的变化速率应加以重视。研究结果对相关工程的设计和施工具有一定的借鉴意义。     

地下核磁共振小尺寸线圈设计和实验

很多国家在进行隧道挖掘、地下矿体开采时,经常会遇到突水涌泥事故.核磁共振方法（Magnetic Resonance Sounding,MRS）作为目前唯一一种直接找水的地球物理技术,在探测诱发灾害的水体方面具有明显的优势.本文首先给出了多匝分离式线圈的MRS信号响应和核函数的计算公式,分析了线圈的匝数、边长和含水层位置对MRS信号响应的影响.分析表明,在限定空间内,利用多匝分离式线圈的设计方法可以提高小尺寸线圈的探测能力.同时,对高匝数线圈给探测系统带来的不利因素进行了分析和改进.最后,为了验证本研究所采用的方法,利用6 m边长的方形线圈和改进型MRS探测系统在中国温州一处在建隧道内的地下场地进行实地探测,探测结果与瞬变电磁方法结果对比表明,6 m边长的方形线圈可以对地下30 m内的含水层进行有效探测.

     

基于循环加卸载的矿物定向排列致各向异性岩石损伤演化规律——以黑云母石英片岩为例

围岩冻融损伤劣化加剧了寒区隧道衬砌结构破坏,为探究新疆高寒隧道强风化炭质板岩围岩冻融损伤劣化规律及各向异性特征,制取层理倾角θ=0°、45°、90° 3种板岩试样,在开放饱水的条件下进行了0次、10次、20次、30次、40次冻融循环试验,并对冻融循环后的试样进行宏观力学性能试验及断裂面扫描电镜测试。结果表明：在冻融循环作用下,强风化板岩的冻融损伤多集中于节理裂隙等软弱结构处,损伤模式主要为顺层理裂隙萌生、顺层理剥落及顺层理断裂,板岩自然饱和质量呈现先缓慢增加后迅速递减的趋势;不同层理倾角板岩强度特征差异较大且受风化作用与冻融循环作用影响显著,伴随着冻融循环次数的增加,板岩抗压强度、弹性模量均呈现非线性衰减趋势,冻融受荷损伤变量逐渐增大,3种层理倾角板岩抵抗冻融损伤作用的关系为0°＞90°＞45°;扫描电镜图像观察到板岩层理断裂表现出显著的脆性特征,但多次的冻融循环作用使板岩受荷破坏破裂面表现出一定的塑性特征。研究发现倾角为0°层理构造的板岩受冻融环境的影响相对较小,具有更加稳定的力学性质,研究揭示了强风化定向层理板岩各向异性冻融损伤劣化规律,可为定向产状结构围岩背景下的寒区隧道工程冻害风险评估提供参考。     

一种隧道整体变形监测方法及其应用

目的 提出了采用隧道多点整体监测取代传统单点监测的方法,将三维激光扫描技术应用于隧道变形监测领域,介绍了作业流程和作业中应注意的问题,讨论了点云配准和坐标转换问题,给出了应用实例。研究表明,采用ICP配准方法在隧道进行外业扫描的测站距离不能超过隧道直径,外业扫描的合理分辨率以高分辨率为宜,当扫描遮挡率过大时,为了避开障碍物影响需要在隧道中心线两侧分别扫描;采用本方法可以一次快速、全面地获取隧道表面的完整数据,克服了传统方法的不足。     

基于单视影像的地下通道3维重构方法

地下通道(包括隧道、巷道等)是一类重要的构筑物,重构其3维几何模型对于构建数字化操作平台有着重要的意义.在给定一个初始3维几何模型的条件下,利用地下通道影像上的线特征,通过人工交互方式获取相机的外方位元素及确定通道最终3维几何模型的参数,然后利用单视几何原理,通过反投影像点坐标即可计算得到详细准确的地下通道3维模型.实验表明该方法简捷有效,可以在实践中加以推广.     

一种RANSAC多模型拟合的隧道点云滤波算法

针对目前大多数点云滤波方法的不足,提出基于随机抽样一致(random sample consensus,RANSAC)多模型拟合的隧道点云滤波算法.与单模型拟合滤波方法不同,该算法在每个隧道横断面上使用多个圆模型进行分段拟合,多个模型具有不同的模型参数,将远离所拟合的各圆模型的点作为噪声点进行剔除.实验结果表明,相较于...     

云岭隧道围岩监测免疫智能正演反分析

深埋长隧道中大变形、高应力、复杂的工程地质环境和长期使用需要使得对隧道围岩的稳定性分析成为决定深埋长大隧道工程成败的关键问题.利用位移反分析法分析确定围岩参数是目前研究的一个重点, 用以处理隧道围岩物理力学参数与量测信息之间的非线性关系, 对围岩二次支护方案进行判断、调整.而人工智能在识别、表达与处理这种复杂的非线性关系方面表现了极强的能力.通过对十漫高速公路云岭隧道围岩变形进行监控测量, 结合生物仿真系统和快速拉格朗日分析软件(FLAC) 进行正演分析, 利用神经网络的高度非线性、网络推理和网络耦合能力, 通过数值分析软件获得神经网络训练所需要的输出向量, 以可自适应调节的免疫算法为搜索工具对参数进行全局空间搜寻, 寻找最佳网络结构, 利用量测信息反分析寻找最佳参数, 得出结果再通过正向计算进行验证.通过智能反演分析, 改进了原勘测资料中的建议值, 调整了支护方案, 得到满意结论.表明本文所提反演分析对隧道围岩稳定性评价及信息化设计的实际意义.      

结合卡尔曼滤波和时序模型的隧道初支沉降预测

结合卡尔曼滤波和时序模型对隧道施工初支断面的沉降观测数据进行处理并预报分析,由于隧道中复杂的施工环境影响,容易造成观测数据存在不确定性,而卡尔曼滤波有去噪能力强、数据处理快速的优点。设置时间序列模型为空白对照组,实验表明利用卡尔曼滤波算法结合时间序列模型预测精度总体高于时间序列模型预测精度,可以为指导施工提供有效的定量依据,为施工生产的安全性和经济性提供保障,可在今后的隧道施工中应用。     

沪蓉高速柴家湾隧道围岩稳定性分析及支护效果研究

隧道围岩的应力分布及变形特征对保证其长期稳定性具有关键的作用。本文以柴家湾隧道为例进行实态建模,通过采用有限元软件ANSYS对其施工全过程进行了三维弹塑性数值模拟计算。研究结果表明,隧道拱顶和拱脚处应力集中现象明显,局部可能出现拉应力;变形主要集中在拱顶、拱腰部位,衬砌单元所受内力在规定强度范围以内,支护措施合理有效。