地下空间与工程学报

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赵景伟

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 715-720.

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随着大城市中心区土地的高度集约化利用,城市公共空间由于汇集了多种类型的交通需求而成为交通问题复杂、空间环境难以改善的城市区域。城市轨道交通枢纽和中央商务区作为大城市公共空间的典型代表,其空间特征确定了立体化交通方式整合的类型与方法。通过对城市公共空间多样性、有序性、和谐性的分析,提出了公共交通整合与步行系统整合是实现公共空间立体化的两个重要内容。公共空间立体化交通方式的整合,不仅能够实现人与机动车的分流,改善人流密集型公共空间的交通秩序,还可以保证城市公共空间的各项功能稳定、集约、高效运转,提升城市公众生活的品质,增强城市空间的链接,创建高质量的城市空间环境。

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地下综合体中庭式枢纽站点疏散设计空间研究

胡斌, 张雅娟, 吕元

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 721-726.

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随着城市轨道交通的大规模开发建设,与轨道交通枢纽相结合的地下综合体已进入高速发展时期。地下综合体中庭式枢纽站点是集交通性、公共性、商业性于一体的空间形态,具有独特的空间优势、新颖的空间效果、巨大的发展潜力。本文首先探讨了中庭式枢纽站点在土地利用、使用效率、空间品质方面的优势和类型特征。其次,对此类空间由于功能高度集成和属性多重复合所带来的疏散难点进行分析。并以此为目标,从平面空间、竖向空间和细节空间等方面提出相关空间设计对策。希望能为我国当前地铁建设和城市地下空间开发利用提供有益的借鉴。

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地下通道和空中连廊建设用地若干问题探讨

钟澄

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 727-731.

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结合参与深圳市地下通道和空中连廊建设用地审批制度的研究,参照国家各层级相关立法,为促进通道连廊建设及提高建筑物使用率,可以允许建筑物所有权人单独或者共同申请以划拨或者协议方式取得通道连廊建设用地使用权;申请人在申请用地前须申请核发选址意见书,以便规划主管部门能有针对性地确定通道和连廊符合城市规划标准和建筑设计要求,避免过度建设;地价按照通道连廊的跨越情况分别计收;使用权范围按照三维坐标测绘并登记;在不宜通过划拨或出让方式供地的情况下,可考虑临时用地或政府委托建设、免租金租赁的方式或国有土地租赁方式。

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连续晚点时地铁车站客流集散建模研究

李健, 刘利忠, 周旭, 吴钢, 吴军

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 732-737.

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轨道交通运营连续晚点时大量客流在地下车站相对封闭且范围局限的空间内长时间集聚,产生严重安全隐患。现有研究中对集散过程缺乏精确分析,其影响还属于隐性信息。从提高地下空间安全与防灾的需求出发,连续晚点时地铁车站客流集散定量化分析方法需要深化研究。本文建立了正线列车连续晚点导致有效运力下降情况下乘客影响程度度量模型,以乘客影响规模和程度为衡量指标,建立了客流集聚模型并提出了量化计算方法;在案例中,对连续晚点所产生的乘客滞留过程与影响进行了描述与计算。本文研究可为连续晚点时地铁车站限流安全预警尤其是多车站协调限流方案制定提供方法支持。

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仿真介质扩孔锚承载性状模型试验研究

王祥秋, 周志国, 唐梦雄, 何良

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 738-743.

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通过混凝土、水泥砂浆以及不同侧限条件密砂仿真岩土材料介质室内模型试验,模拟分析不同类型岩土实体内不同尺寸扩大头锚杆的抗拔性能,探讨了扩大头锚杆的承载机理与破坏模式,研究结果表明岩土体强度与约束条件对扩孔锚极限抗拔力与承载性状影响显著,扩孔锚扩大头直径合理取值范围为1.5≤D/d≤3.0,扩大头长度对扩孔锚承载力的影响可以忽略不计,其设计参数只要满足扩大头抵抗剪切破坏的能力要求即可。同时基于研究成果提出了对扩孔锚设计与施工有实际参考价值的相关建议。

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不同节理形貌的非贯通节理岩体模型试验研究

刘远明, 张森, 刘杰, 夏才初

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 744-748.

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通过直剪模型试验,研究节理形貌对非贯通节理岩体的抗剪强度、变形和贯通模式的影响。在相同法向应力下,节理起伏度越大,非贯通节理岩体的抗剪强度越大。在相同法向应力下,非贯通节理岩体的法向变形越大,但是,节理起伏度越大,峰值剪切位移越小。在较高法向应力下,节理起伏度对贯通模式影响较大,节理起伏度大的非贯通节理岩体的贯通模式为剪切模式TTS,节理起伏度小的贯通节理岩体的贯通模式为张拉模式TTT。在低法向应力下,起伏度对贯通破坏模式影响小,非贯通节理岩体贯通模式都为张拉模式TTT。

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扩体锚杆承载特性的模型试验研究

刘剑平, 张慧乐, 王述红, 张慧东, 赵琰飞

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 749-757.

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面对许多规模宏大、技术难度与风险程度高的岩土工程,与普通土层锚杆相比,扩体锚杆能够提供更大的承载能力并解决复杂工程问题。利用自行研制的自动化锚杆载荷仪,分别进行了拉力型与压力型扩体锚杆竖向力室内模型试验。试验结果表明,模型锚杆的破坏基本呈锥形,扩体段直径对破坏圆锥体的直径和极限承载力影响较大,扩体段长度对破坏锥体的直径和极限承载力影响较小,随扩体段直径的增大,模型锚杆的极限承载力增大幅度逐渐减缓,单位横截面积荷载提高比由正变负,随扩体段长度的增大,单位侧周面积荷载与单位扩体长度荷载提高比均为负值。两类锚杆的Q-s滞回曲线呈抛物线状,在相同对比条件下的弹性变形曲线十分相似,塑性变形曲线也基本一致,压力型扩体锚杆能更快的提供约束荷载。在工程实践中,对扩体锚杆的扩体段直径与长度以及上覆土层的厚度进行优化设计,有助于提高扩体锚杆的技术优势和经济效益。

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沉管隧道注浆效果监测与评价的试验研究

沈永芳, 黄醒春

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 758-764.

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为了探索沉管隧道管底注浆效果的监测方法和评价体系,在国内率先采用探地雷达和数字地震仪对舟山沈家门港海底隧道模型的注浆基础进行了测试研究。通过在注浆前、注浆过程中以及注浆完成2小时后所进行的现场检测,将采集到雷达波形和面波波形与模型中预先设置的观察窗现场观察的结果进行对比,确定注浆前、注浆过程中、注浆完成后三个阶段的典型波形,以判别和评价沉管隧道管底注浆基础效果。试验结果表明,探地雷达结合面波法的监测方法能作为在管底注浆施工时的停止注浆条件之一,可满足沉管隧道现场施工时管底注浆基础效果的监测和评价,进而可为沉管隧道的工程设计方案提供依据。

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基于DE-SVM三维隧道智能反馈分析研究

姜谙男, 赵慧, 姜帅

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 765-770.

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为了解决隧道围岩参数不确定性的问题,本文引入支持向量机、差异进化算法和三维数值模拟建立了隧道围岩参数快速反馈分析方法。介绍了方法的原理、步骤和实现过程,开发了隧道监测在线反馈分析软件平台。该方法克服了传统优化方法因为三维数值计算耗时长而无法应用以及容易限于局部最优解的不足,可以与多通道自动监测仪器实时配合使用。将该方法应用于兰州白家坡隧道K8+750到K8+1000桩号之间区域监测分析,搜索得到了围岩力学参数,精度令人满意,本方法提供了隧道围岩三维快速反馈分析的有效途径。

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护壁结构对人工挖孔桩的竖向承载力贡献研究

余海见, 韩彦丰, 罗丽娟, 黄伟

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 771-776.

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为了研究人工挖孔桩的分段式护壁结构对桩竖向承载力的贡献,探索护壁结构对桩竖向承载力贡献度的统一量化计算公式。通过有限元软件ANSYS建立有无护壁结构这两种工况下的人工挖孔桩与岩土介质相互作用的三维计算模型并计算分析。得出结果表明:在所给参数条件下,按承载力控制时分段式护壁结构对桩竖向承载力的贡献可以达到20.0%;并提出按承载力控制时分段式护壁对桩竖向承载力贡献度的统一量化计算公式,具有一定的参考意义。

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软土工程性质与微观结构关系的神经网络模型

刘勇健, 李彰明, 梁仕华, 符纳, 王颖

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 777-782.

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软土的工程性质很大程度上取决于它的内部结构。通过对广州南沙地区软土的物理力学试验获取了土的物理力学性质指标,利用扫描电镜分析和图像处理技术获取了软土的微观结构参数。运用Matlab神经网络工具箱编程,建立了软土工程性质指标与微观结构参数的RBF神经网络模型。通过两个分析模型(模型Ⅰ和模型Ⅱ)的实例研究表明,RBF网络模型具有结构简单,计算速度快,精度高,泛化能力强、性能稳定的优点。该方法可以作为软土宏微观关系建模的有效途径和软土微观结构试验的有效补充,可为软土工程可靠性分析和软基处理设计提供参考依据。

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墙土系统模态特性的影响因素分析

彭念, 王雄, 向鹏

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 783-787.

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模态参数是结构损伤识别的主要指标,然而,在墙土系统损伤诊断中仍处于探索阶段,因此,文中对墙土系统模态参数的主要影响因素进行详细分析。主要讨论了墙土系统模型和土体物理力学性质等对模态参数的影响。研究结果表明:基于低应变法测试墙土系统模态参数时,墙土系统模型的边界条件、墙土接触面、岩土材料本构模型的选择对模态参数没有影响;土体剪切波速对模态频率影响最显著,土体泊松比的影响次之,而土体密度和土体阻尼比基本没有影响,其中,模态频率与剪切波速和泊松比成线性递增关系;土体物理力学性质对模态振型没有影响。通过对这些因素的分析,得到了模态参数与相关参数之间的关系,为进一步研究墙土系统损伤诊断的方法提供了一定的参考意义。

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公路隧道CO设计浓度限值的分析研究

李鸿博, 郭小红, 乔春江

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 788-793.

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现行规范中给出的CO设计浓度对隧道长度、人员不同通行方式的考虑过于粗略,且未考虑海拔高度的影响。本文分析了CO对人体危害的机理,通过Coburn-Forster-Kane模型分析了CO浓度与人体血液中产生的COHb浓度之间的关系,从而得出了公路隧道内经历时间与CO浓度限值之间的关系,并分析了海拔高度、通风方式以及人员不同通行方式对CO浓度限值的影响。通过分析结果可以看出,规范中规定的CO设计浓度在经历时间较长的情况下将不再适用,取值过高,应进行修正。本文分别计算出COHb浓度控制为2％和1.5％时,在不同海拔高度的公路隧道CO设计浓度限值,并整理成表格,可在公路隧道在通风设计中参考使用。

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盾构隧道渗漏等级模糊层次综合评判

李林, 张孟喜, 张治国, 刘树佳

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 794-799.

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针对以往盾构隧道渗漏等级评价方法仅采用单一评价指标的不足,提出盾构隧道渗漏等级模糊层次综合评判方法。在对渗漏状态各变量分析的基础上,构建了渗漏等级评价指标体系和递阶层次评价结构。根据专家对各指标相对重要程度的评分,得出各级指标判断矩阵,由根法求出判断矩阵的特征值和权重向量,并通过一致性检验证明了判断矩阵的合理性。建立抉择评判集以量化所提出的评价指标,并选择常用隶属函数来确定各个评价指标对于抉择评判集的隶属度。在此基础上,对工程实例进行渗漏等级模糊层次综合评判。实例结果表明,模糊层次综合评判方法不仅全面地考虑了软土盾构隧道渗漏等级的各个因子,而且可以得出各级指标的综合评判值,进而为科学评估盾构隧道渗漏等级提供了一种新思路。

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隧道及地下工程光面爆破技术研究现状与展望

王建秀, 邹宝平, 胡力绳

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 800-807.

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在收集整理国内外相关资料的基础上,从光面爆破机制、光面爆破参数、光面爆破控制管理等方面分析了隧道及地下工程光面爆破技术研究现状,提出了隧道及地下工程光面爆破技术存在的问题,对隧道及地下工程光面爆破技术的发展趋势进行了探讨,指出发展智能优化控制决策管理技术,制定光爆质量评定指标体系与技术标准,定量分析光爆开挖进尺与安全步距,开发基于无线网络技术的光面爆破智能优化控制管理决策系统,实现光面爆破的标准化、定量化、数字化、智能化与自动化是未来发展的方向。

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地下洞室地震动态响应规律的影响因素分析

贾超, 王志鹏, 朱维申

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 808-812.

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对含节理岩体地下洞室动态响应分析是一个非常复杂的问题,目前研究尚处于探索阶段,基于此应用离散元软件UDEC初步分析了地震荷载作用下,节理倾角、地应力特征以及地震波振幅、频率等因素对含节理岩体地下洞室动态响应的规律。分析结果表明:地震荷载作用下,拱顶位移在节理倾角小于45°时随倾角的增加而增加,大于45°时随倾角的增加而减小,而拱肩均在倾角为60°时位移最大。洞室各验算点位移均随侧压力系数的增加而减小,随地震波振幅的增加而增大。分析结果还表明在低频部分验算点位移随频率的增加而增大,在高频部分随频率的增加而减小。研究思路及结果对含节理岩体地下洞室围岩变形和破坏机制以及抗震工程设计具有指导意义。

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基于安全系数的大型地下洞室衬砌优化研究

聂卫平, 石崇

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 813-818.

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介绍了一种基于安全系数的大型地下洞室衬砌优化方法,应用于糯扎渡水电站调压井大型洞室的衬砌优化研究。首先,建立围岩和衬砌的三维有限元模型,施加初始地应力场,进行结构线弹性计算并配筋,其次,进行衬砌三维弹塑性计算,由围岩点安全系数比较分析,优化得到最佳衬砌方案,最后,对最佳衬砌方案合理性进行了验证分析。研究表明,当衬砌高程施作至625.5m时,围岩和衬砌稳定性较好,且围岩个别点安全裕度较小,因此衬砌方案Ⅳ为优化得到最佳衬砌方案;通过衬砌和围岩的稳定性分析验证了优化方法的合理性,可为其它类似工程衬砌优化研究提供借鉴。

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盾构机土仓压力平衡模型参数辨识方法研究

李守巨, 于申, 孟庆琳, 曹丽娟, 屈福政

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 819-824.

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为了在盾构机隧道掘进过程中控制土仓压力和地表变形,提出了基于遗传算法的盾构机土仓压力控制模型辨识方法。为了验证控制模型辨识方法的有效性,建立了盾构机土仓压力控制实验台。该实验台由盾构机推进系统、螺旋输送机排土系统、土仓压力与螺旋输送机转速监测系统组成。用于系统模型参数辨识的输入和输出为螺旋输送机的转速和土仓压力。系统辨识的目标函数定义为实验观测的土仓压力与模型计算值残差平方和最小,而模型计算的土仓压力是系统被辨识参数的函数。为了解决参数估计中的局部极小值问题,采用了改进的十进制遗传算法。实验结果表明,与最小二乘法和梯度搜索方法相对比,遗传算法得到的模型参数具有更高的预测精度,预测的土仓压力与观测值吻合的较好。

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片麻岩破裂演化机制的颗粒流模拟研究

冀东, 杨志军, 彭超

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 825-830.

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以杏山铁矿-45水平为工程研究背景,运用颗粒流理论,建立了片麻岩颗粒流数值模型;在分析区域岩体粒径分布规律和岩石物理力学特性的基础上,进行了PFC模型参数对宏观参数的敏感度分析,确定合理的模型输入参数;采用PFC^2D程序,对片麻岩的单轴压缩试验进行了数值模拟。将模拟结果与室内试验结果进行对比,借助声发射技术,分析单轴压缩试验中岩石从微观裂纹到宏观破裂的演化过程,获得单轴压缩条件下岩石破裂的演化规律及破裂模式。研究结果对完善岩体的本构模型具有一定参考价值。

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基于滑楔平衡法的土钉力计算

万永祥, 张远芳, 成峰

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 831-835.

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现有土钉力计算方法大多是基于土压力理论分析的,而土压力理论在土钉墙中是否适用值得探讨;近年有的学者提出增量法计算土钉力,而增量比例系数颇受争议。针对现有土钉力计算方法的不足,本文提出了有效下滑力的概念和基于滑楔平衡法的土钉力计算方法。通过对有效下滑力分布规律、土钉受力机理分析表明:土钉受力主要受临界深度以下土体的有效下滑力影响。用工程实例对基于滑楔平衡法的土钉力计算方法进行验证,结果表明这种计算方法是合理的。

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软弱夹层对隧道围岩稳定性影响规律研究

石少帅, 李术才, 李利平, 隋斌, 周宗青

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 836-842.

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宜巴高速公路石门垭隧道具有地质条件复杂、围岩软硬交替、高地应力等特点,施工过程中常发生围岩层状剥落、侧墙滑塌等现象,严重威胁隧道施工安全。为确保施工安全,有必要采取一些措施为实际施工提供技术指导,采用FLAC^3D有限差分法分析软件,模拟分析了隧道含不同倾角及位置的软弱夹层时围岩的稳定性,通过分析围岩位移场、塑性区及应力场的分布特征,得出了软弱夹层倾角及位置对隧道围岩变形、破坏区及应力分布的影响规律。所得结论可为同类隧道的设计、施工和研究提供借鉴和参考。

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临近地铁车站深基坑开挖综合控制研究

袁运涛, 李苏春

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 843-847.

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对基坑工程而言设计是源头,施工质量是保证,均应给予重点关注。本文对紧邻苏州轨道交通一号线星海街站的苏州凤凰国际书城基坑工程做了详细介绍,从设计及施工的角度论述在基坑开挖过程中所采用的各种方法,结合实测结果证实其有效性。结果表明:边桁架设置栈桥的围护桩深层水平位移最大值点深度与挖深比值在0.51~0.65H之间,明显小于非栈桥区的实测值,在桩顶位置设置滑移支座进行近似计算较为合理;利用空间效应可有效控制围护桩深层水平位移量,但时间效应影响不明显;坑底及坑内加固可控制围护结构位移量,并能减少桩体的缩颈、扩孔等现象;与原有地铁站止水帷幕搭接来切断微承压水径流补给是可行的。该结论可为此类工程提供参考。

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顺层挖方边坡松弛区及稳定性数值模拟分析

成永刚, 王玉峰

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 848-853.

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为有效的研究砂泥地互层的顺层坡体在人类开挖工程影响下的失稳特征,本文以山西省长晋高速公路K31+160~K31+460段顺层滑坡为例,通过Geo-slope软件数值模拟了该顺层坡体在边坡开挖后,防护工程没有及时对坡体损失的稳定度进行补偿,造成坡体的自身锁固作用削弱,使坡体在自身势能作用下发生的松弛范围,及坡体沿处于塑性变形区的软弱层发生滑动变形的特征进行了数值模拟;并根据后续工程为有效的补偿或提高坡体的稳定性,根据施做工程对坡体的位移、应力等进行有效限制、防止坡体由于蠕变及松弛而导致坡体中塑性区出现直至贯通的情况进行了有效的数值模拟。依据8年来坡体的良好稳定性证明,通过数值模拟指导顺层挖方边坡的工程治理是有效的,对顺层挖方边坡松弛区及坡体在工程加固前后的稳定性数值模拟分析是合理的,可行的。

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上软下硬地层中盾构开挖面稳定的可靠度研究

霍晓龙, 陈寿根

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 854-860.

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考虑到土体参数的变异性,为了更科学合理地评价盾构隧道开挖面的稳定性,本文结合深圳地铁5号线特殊地层的特点,提出用可靠度方法研究上软下硬地层中开挖面稳定性。在参数不确定的地层工况下,采用数值模拟方法,通过四种神经网络方法预测开挖面支护压力比,选择预测误差最小的GRNN网络方法映射出足够多的压力比,统计求支护压力比概率分布特征。最后建立隧道开挖面稳定的极限状态方程,运用MATLAB软件编写计算可靠度程序,对开挖面的稳定进行可靠度分析。该研究能够科学合理地评价开挖面的稳定程度,对于盾构施工过程中合理地设定开挖面支护压力也具有一定的指导意义。

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粒径大小对非饱和尾矿抗剪强度的影响研究

杨燕, 徐佳俊, 杨永浩

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 861-864.

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尾矿库是金属矿山最大的危险源之一。而尾矿坝是尾矿库的主要构筑物,尾矿坝的稳定性与尾矿库的安危息息相关。尾矿坝主要由尾矿堆积而成。尾矿材料的抗剪强度决定了尾矿堆积坝的稳定程度。本文利用改造的土工试验仪器,在非饱和状态下,针对颗粒大小对尾矿抗剪强度的影响进行了试验分析,结果显示,非饱和尾矿的中值粒径与抗剪强度参数的粘结力呈指数函数关系,与内摩擦角呈指数函数关系;且随着中值粒径的增大,非饱和尾矿的内聚力(c)会降低,而内摩擦角(φ)却会增大。

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石灰土强度与最优施工含水率关系研究

边加敏, 蒋玲, 王保田

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 865-870.

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为了研究石灰改良膨胀土得最优施工含水率与石灰土相关强度的关系,文中以某边坡膨胀土为研究对象,进行了直剪试验、CBR及无侧限抗压强度等相关强度的试验研究,研究了最优施工含水率、掺灰率与膨胀土强度的关系,试验结果表明石灰土的直剪、CBR值及无侧限抗压强度曲线与施工含水率的关系曲线类似于击实曲线,且最优施工含水率随着掺灰率的增大而线性增大,强度与掺灰率的关系曲线与击实曲线类似,存在最优掺灰率,这些结果的得出对现行石灰土路基施工控制参数的确定方法改进具有一定的指导作用。

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临江高水头深厚砂层基坑盲沟排水渗流分析

梁居翔, 曹洪

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 871-877.

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临江场地的砂层一般较深厚且与外江水位连通,当外江水位较高时,会导致严重的基坑排水抗渗问题以及建筑物的永久抗浮问题。本文对一临江基坑的实际工程进行渗流分析,地下室底板直接坐落在砂层上,地下水对地下室底板造成较大的扬压力,而且地下水溢出对地下室底板施工造成较大困难。根据该工程特点,同时针对雨季时江水位具有骤升骤降的性质,本文提出盲沟排水减压方案,有效解决基坑开挖时的基坑排水问题,也为地下室永久抗浮问题提供了设计参数及解决方案。

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拱形隧道弹性抗力的确定方法

贠永峰, 吴德伦

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 878-883.

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隧道衬砌结构计算中弹性抗力的分布,目前采用布佳耶娃法假定弹性抗力,由于此法不能满足局部变形理论,对隧道衬砌结构内力的计算结果影响很大。本文提出了准确确定拱形隧道结构弹性抗力分布规律的新方法—迭代法;详细介绍了迭代法的基本思想、影响弹性抗力分布规律的因素、具体方法以及如何提高迭代速度,并给出采用迭代法计算结构内力的具体过程;通过实际算例,对比迭代法与布佳耶娃法结构内力计算结果的差异。最后指出迭代法的适用范围及有待进一步研究的必要。

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广东天然气管网西江盾构隧道竖井设计与施工

周晓军, 于鹤然, 胡鸿运, 王晓峰, 曹耀东

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 884-895.

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根据西江盾构隧道始发井和接收井所穿越地层的工程地质和水文地质条件,结合越江盾构隧道竖井内天然气管道安装的特点,通过工程类比和数值计算方法设计了以地下连续墙和喷锚支护与内层衬砌相组合的竖井结构,分析了始发井和接收井在施工期间存在的高风险工况,评价了相应工况下围护结构的安全性,同时提出了适合圆形截面盾构工作竖井的地下连续墙接头型式,总结了西江盾构隧道工作竖井的施工技术,可为类似地质条件下石油天然气管道越江盾构隧道竖井的设计与施工提供参考。

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地铁隧道下穿铁路桥施工变形分析及处理措施

马伟斌, 付兵先, 杜晓燕, 郭小雄, 史存林

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 896-901.

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地铁隧道下穿铁路桥的关键是控制土层和结构的变形,针对某市轨道交通1号线新建地铁工程对运营铁路桥的影响进行分析,通过有限元程序对土层与结构的变形进行了数值仿真计算,评价了隧道衬砌结构的沉降变形以及隧道施工对铁路桥、公路路面与轨道结构的影响,提出了地铁隧道穿越铁路桥过程中潜在的风险,为新建地铁区间隧道施工过程对铁路桥影响进行预测评估提供依据,并提出了相应的工程处理措施。实测表明,施工过程中的各项监测数值均在安全范围之内,采取的措施有效保证了地铁隧道安全顺利穿过运营铁路桥。

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隧道内地源热泵热交换管布置优化与施工技术

杨勇, 夏才初, 张国柱, 寿辰

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 902-907.

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寒区隧道地源热泵型防冻保暖系统由取热段、热泵和加热段三个部分组成。在Adam研究能源土工布热交换器中热交换管布置形式的基础上,考虑了寒区隧道热交换管的抗冻性,对热交换管布置形式进行了优化评估分析,得出串联横向布置形式是寒区隧道热交换管的最佳布置形式。对热交换管的布置位置进行了优化分析,包括轴向和环向两方面,得出热交换管的轴向最佳布置位置为每板二衬内,不宜跨板布置,环向最佳布置位置为高于环向预埋件。系统首次应用于内蒙古林场隧道,结合试验段开展进行了热交换管的施工关键技术、施工质量控制和施工后期保护的研究,为林场隧道顺利实施提供理论依据和技术支持,并为今后类似工程的施工提供宝贵的经验。

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降承压水引起地表沉降的预估与实测对比研究

张刚

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 908-913.

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随着基坑工程不断向大深度、大面积方向发展,承压水降水引起的环境影响日益明显。本文采用以现场抽水试验参数为依据的数值模拟法对承压水降水引起的地表沉降进行了预测,并与基坑开挖和降水期间引起的地表总沉降进行了对比研究。实例分析结果表明,在基坑开挖和降水期间,承压水降水引起的沉降量占总沉降的比重比较大(约占30%);以现场抽水试验参数为依据的数值模拟法能较好地还原降水过程中地下水渗流场的分布形式、降深影响范围和沉降影响范围,为承压水降水引起的地表沉降研究提供了重要的工程资料和分析依据。

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武汉地铁二号线越江隧道勘察与施工关键问题

张三定, 夏银飞, 马贵生, 罗小杰

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 914-918.

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武汉地铁二号线越江隧道勘察设计和施工过程中存在若干工程地质问题和施工重难点,主要有两岸有害气体、浅层砂土是否液化、盾构机障碍物和江中联络通道冻结法施工等。围绕如何正确评价及合理解决上述关键问题,做到即要极大降低施工风险又需有效避免工程浪费,通过标准贯入试验、地下水流速流向测试、有害气体探测等原位测试方法,结合地质学理论分析,从综合液化判别、地下水参数取值、障碍物和有害气体地质预测及工程处理措施等多方面提出科学建议,为设计和施工提供了详实的地质依据。

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巷道掘进瞬变电磁法跟踪超前预报分析

张平松, 程桦, 吴荣新, 郭立全, 胡雄武

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 919-923.

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对于水文地质条件复杂的矿井,巷道掘进过程中要求“有掘必探”,通过跟踪覆盖方式进行连续超前探测与预报,为巷道安全生产提供技术保障。矿井瞬变电磁法为非接触式探测,其多匝小线框发收系统有利于井下掘进工作面连续跟踪超前探测施工与应用。其数据采集时保持每一次探测使用的仪器设备、现场工作技术方法、数据处理与解释方法等过程基本一致,确保探测预报条件的相对稳定,进一步提高对含水异常体预测的可对比性和准确性。淮南及新集矿区煤岩巷道探测结果表明,采用瞬变电磁法连续超前探水,对巷道前方含水异常体的预报效果良好,所判断的含水异常区段为超前钻探及防治水技术措施制定提供依据。

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大倾角煤层回采巷道非对称锚网索支护与实践

杨科, 谢广祥

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 924-927.

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根据淮南矿区大倾角(25°~45°)煤层开采地质和技术条件,采用物理模拟综合分析了大倾角煤层回采巷道围岩结构特征及采用锚杆支护时的围岩变形、破坏、应力演化等力学特征,揭示了大倾角煤层回采巷道围岩力学特征非对称演化机理。研究表明,实体煤回采巷道应重点支护顶板和高帮,而留小煤柱回采巷道应重点支护顶板和低帮。基于巷道围岩力学特征的非对称性,提出并实施了大倾角煤层实体煤回采巷道和留小煤柱回采巷道的非对称锚网索支护方法。工程应用表明,非对称锚网索支护能适应大倾角煤层回采巷道围岩结构和力学特征,有效控制巷道围岩变形。

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浅埋暗挖超大断面地铁车站隧道开挖方法研究

陈林杰, 梁波, 王国喜

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 928-933.

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本文结合重庆轨道交通六号线五路口车站工程实际情况,在分析传统双侧壁导坑法存在局限性的基础上,提出了“台阶分部临时支撑法”和“台阶临时支撑+部分双侧壁法”两种改进的施工方法。通过对双侧壁导坑法和两种改进施工方法的数值模拟,分析隧道施工中位移的控制效果,确定了适合本工程浅埋暗挖超大断面隧道的开挖新方法(台阶临时支撑+部分双侧壁法),并将数值分析结果与现场监控量测结果进行对比,验证了此方法的合理性和正确性。研究成果为设计和施工提供理论依据,丰富和完善了浅埋暗挖超大断面隧道施工技术,并为类似工程提供借鉴。

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SMW+水泥土桩锚结构在基坑工程中的应用——以武汉长江I级阶地基坑工程为例

马郧, 徐光黎

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 934-938.

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本文提出了SMW＋斜向加筋水泥土桩的一种新型支护结构,用于软弱地层、周围环境受限制条件下的基坑工程支护。它充分利用了SMW工法的优点,配以斜向加筋水泥土桩锚支撑,解决了周边环境受限制条件下的侧向抗力不足的问题。在武汉长江I级阶地汉口一基坑工程中的首次应用表明,该新型支护结构合理安全,可为基坑及地下室的施工提供最大空间,又可确保了基坑和紧邻周边建筑物的安全,是复杂地质条件与环境下基坑支护的一次非常有益的尝试。

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飞机动荷载作用下场道地基沉降

王广德, 韩黎明, 柴震林, 曹杰, 周正飞

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 939-945.

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地基沉降问题是软土地基上修建跑道的关键问题,上海浦东机场对修建在软土地基上的跑道进行了长期道面沉降观测。通过对浦东机场两条跑道道面沉降观测资料的分析,提出了采用通航以来跑道横断面上10 m线测点与30 m线测点之间的差异沉降近似确定飞机动载沉降的方法,并分析了飞机动载沉降在时间及空间上的变化规律。认为动载沉降在通航初期2～3年增加较大、之后增加缓慢,动载沉降占总沉降的份额随着时间的延续不断增大,一跑道通航10年后,该份额平均约为10%左右。截止2009年4月,浦东机场一、二跑道以均匀沉降为主,差异沉降较小。

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模糊层次评价法在隧道地质灾害评估中的应用

徐善初, 张世林, 陈建平

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 946-953.

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运用模糊层次评价法对椿树垭隧道施工中可能遇到的地质灾害风险进行了评估。采用德尔菲法建立了椿树垭隧道地质灾害风险评价指标体系;运用层次分析法计算各风险因素的相对权重;以问卷调查的形式对各风险因素进行单因素评价并建立模糊关系矩阵;采用模糊综合评价法计算出椿树垭隧道地质灾害的风险等级及风险值。评估结果:在椿树垭隧道施工中最可能发生的地质灾害风险是岩溶和岩爆,其次为塌方和涌水,而发生大变形和瓦斯的可能性则非常小。椿树垭隧道整体综合评价风险等级为三级,即中等风险。应用表明:该方法是可行的,可以为隧道施工制定或完善施工方案和确定综合超前地质预报方法提供依据。

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西安市地铁二号线地裂缝灾害风险评估

王启耀, 滕宏泉

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 954-958.

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考虑到西安市特殊的地质环境,地铁工程建设将会遇到严重的地裂缝灾害,工程建设的风险性较大。根据分析将地裂缝对地铁的灾害事件定义为地裂缝活动引起地铁隧道开裂和漏水,同时由模型试验和数值分析的结果,确定了西安地铁地裂缝灾害事件的地裂缝最小垂直活动量。在假定活动量满足正态分布的情况下,计算了灾害事件发生的概率,预测了各相交段灾害事件发生将会引起的价值损失,最后采用风险度R = F(C,P)的评价模型,计算得到了地铁二号线通过地裂缝的各段的风险度。结果表明:按常规的设计,西安地铁二号线在7个地裂缝地段的风险高或极高,需要采取特殊的工程措施来降低风险。

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大纵坡双向行车公路隧道火灾控制风速研究

曾艳华, 胡百万, 黎旭, 陈中学, 刘彦波

地下空间与工程学报. 2013, 9(4): 959-964.

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城万二级公路白芷山隧道和八台山隧道为双向行车的大纵坡公路隧道,火灾后烟流控制难。采用火灾动力学计算软件FDS对其进行了火灾三维数值模拟,分析了仅火风压作用及0.5 m/s、1 m/s和-0.5 m/s控制风速作用下的烟流扩散和能见度的分布规律。结果表明:在大纵坡隧道中,火灾后仅靠火灾效应能引起火灾烟流的流动,其流动的规律是烟流从火源点流向高洞口方向,火灾烟流能完全从高洞口排出,而烟流向火源点下坡方向的蔓延距离仅在100 m左右;当风速为0.5 m/s时,烟流在火源两侧基本呈对称状蔓延;下坡方向的隧道中的烟流也因风速较小,产生的扰动比较小,这种烟流控制是最为合理,有利于灾害情况下逃生。因此,建议将白芷山隧道和八台山隧道的火灾控制风速取为0.5 m/s左右,且该速度应为自然风速、火风压引起的风速和风机提供风速的合速度。

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