★隧道论文摘要范文隧道论文摘要写

隧道论文摘要范文隧道论文摘要写 超前地质预报是隧道施工中必不可少的环节,对隧道信息化施工、灾害防治和安全保障具有重要作用.在收集国内外研究资料的基础上,总结钻爆法和TBM施工隧道的超前地质预报技术的研究现状.钻爆法施工隧道超前预报技术取得较大进展,涌现出一批专用的反射地震类、电磁类和电法类超前探测地球物理方法、技术与设备,逐步形成定量化探测思想和综合超前预报技术.认为基于多元地球物理信息融合与联合反演理论的综合超前地质预报技术是压制探测多解性、提高预报可靠性的可行有效途径,激发极化技术和核磁共振技术则由于其参数对水量的响应敏感性在定量探测水量方面显示出较好的应用前景.同时,TBM施工环境具有其特殊性和复杂性,少数几项专用探测技术的探测效果无法满足工程需要,总体上处于初步研究阶段,尚没有可用、可靠、有效的超前预报技术.结合课题组的研究特色,介绍3种自主研发的钻爆法隧道超前预报技术的最新进展及其用于TBM环境的可行性,提出了四阶段全过程的隧道综合超前地质预报体系,初步形成基于约束联合反演理论的综合预报方法,在钻爆法施工隧道定量化超前预报方面进行有益探索.最后,对隧道施工超前地质预报的发展趋势及其中的关键问题进行预测,认为以下4个方向是今后研究的重点和趋势:(1)隧道施工定量化超前预报理论与技术的发展深化,(2)TBM施工隧道超前地质预报技术与装备,(3)钻孔精细超前探测理论与技术,(4)实时超前地质预报与施工灾害监测技术. 城市地下工程建设中,新建隧道近距离下穿施工对既有隧道造成的扰动不可避免.正确分析及可靠预计既有隧道变形成为目前地下工程建设的热点问题.在预测隧道开挖引起的地表位移的经验法中,Peck公式最简便,应用也最为广泛.搜集北京地区10个近接下穿工程23组数据,对既有隧道实测变形进行拟合,发现绝大多数符合Peck公式分布规律.拟合得到地层损失率为0.116%1.183%,沉降槽宽度系数为0.936.76.讨论新建隧道施工工法、辅助施工方法、新建隧道与既有隧道的埋深、既有隧道刚度、新建隧道双洞间距、变形缝位置等因素对经验参数的影响,给出经验参数的修正公式.将经验参数修正公式与Peck公式相结合,为北京地区受新建隧道下穿施工影响的既有隧道变形提供一个简便、快捷的预测方法,并通过工程实例验证了预测方法的有效性.研究成果可对未来北京同类工程和其他地区近接工程设计和施工提供参考,同时对丰富同类工程数据库具有重要意义. 采用地面三维激光扫描技术测量隧道全断面变形,解决数据采集和数据处理两大方面的问题.数据采集方面,为兼顾数据采集的精度与效率,通过几何分析方法对关键的扫描参数进行优化,给出测站间距和扫描分辨率的最佳取值.讨论隧道内多个测站数据的拼接方法以及不同标靶布设方式对拼接精度的影响,建议采用全局拼接方案以减少误差.数据处理方面,由于地面三维激光扫描的原始数据(称为,点云,)不能直观地表示隧道的变形,因此提出基于点云的隧道三维建模算法,使隧道变形可视化.该算法联合采用圆柱面拟合与椭圆拟合进行点云建模,并运用误差分布统计规律进行点云降噪.通过与全站仪的精度比较试验,验证地面三维激光扫描技术在隧道变形测量中的可靠性,利用隧道三维建模算法得到的变形量与全站仪的测量结果相差在2 mm以内.最后,介绍上海西藏路电力隧道以及上海长江西路越江隧道2个工程案例,第一个案例给出单空间隧道中的数据采集和数据处理的全过程及隧道变形结果,第二个案例介绍多空间隧道中的测站及标靶的布设方法. 当前我国大规模的隧道建设中,软弱围岩隧道的设计与施工难题一直困扰着广大隧道建设者.软弱围岩隧道通常表现为围岩变形大,甚至发生坍塌等安全事故；施工进度缓慢,严重制约工程的工期.出现这些问题的主要原因是对隧道围岩特别是软弱围岩的变形机制、发展演化规律等认识不足,采取的控制技术与方法缺乏针对性等.针对这一系列问题,本论文对软弱围岩地质特征与工程影响评价、变形机制与时空效应、支护结构与围岩作用体系、隧道软弱围岩变形控制技术等进行了系统深入研究,取得了以下主要研究成果： (1)系统总结提出隧道工程软弱围岩的含义；分析了软弱围岩的地质特征、变形特征和强度特征；根据软弱围岩的力学特征,提出了铁路隧道软弱围岩的分级标准建议,将软弱围岩分为软岩I级、软岩II级和软岩III级共三个等级. (2)隧道断面尺寸对围岩的变形机制和变形控制基准有较大影响,为方便研究软弱围岩隧道的变形控制对策,本文提出了铁路隧道断面等级和跨度分级建议,将隧道断面分为小断面、中断面、大断面和特大断面4级,将隧道跨度分为小跨度、中跨度、大跨度和特大跨度4级. (3)分析提出了围岩变形的分布规律.围岩变形在空间上可分为三部分,即掌子面前方的超前变形、掌子面挤出变形和掌子面后方变形,这三部分变形是同时发生的.软弱围岩隧道变形量大、变形持续时间长、掌子面前、后方变形影响范围大、变形速度快是软弱围岩隧道变形的特点. (4)基于隧道施工过程中应力释放与应力控制动态作用关系的研究,建立了由围岩、超前支护、初期支护和二次衬砌组成的软弱围岩隧道结构体系,并阐述了各个构件在该结构体系中的力学作用.支护结构分为超前支护、初期支护和二次衬砌,其中超前支护和初期支护与围岩体共同形成承载结构,二次衬砌仅作为安全储备,主要承担附加荷载和残余变形引起的荷载. (5)建立了考虑围岩应力释放的隧道结构体系理论模型,并采用数值方法验证了其正确性,指出为避免或尽量减小出现过量围岩塑性变形,一方面要及时支,护,减小支护结构施做前的围岩应力释放；另一方面要使支护结构具有一定的刚度,尤其是早期刚度,以提供足够的支护抗力来抵制过量围岩塑性变形的发生. (6)开挖方法和支护措施是围岩变形控制的两个方面,开挖使得围岩释放应力,支护则是控制应力释放的方法,支护结构和围岩的稳定是变形控制的目标.围岩变形控制原理就是根据围岩变形的时空分布规律,采取合理的开挖方法和支护措施,控制掌子面前方、掌子面、以及掌子面后方变形,使围岩变形控制在变形基准值以内,以保持围岩和隧道结构的长期稳定. (7)软弱围岩变形预测分为施工前的变形预测和施工过程中的变形预测两个阶段.数值法和基于自身量测数据的统计分析法是比较接近实际又便于实施的变形预测法.研究提出了我国铁路隧道净空位移、拱顶下沉、掌子面前方超前变形、掌子面挤出变形、掌子面后方变形速度的管理基准建议. (8)提出了软弱围岩变形控制的方法和支护结构设计原则.即采用超前支护,控制掌子面的超前变形和拱顶下沉；采用掌子面支护,控制掌子面挤出变形；加强初期支护,控制开挖掌子面后方变形；采用辅助支护措施,控制掌子面的稳定和初期支护的拱脚位移；采用二次衬砌,合理预留支护结构的安全储备,控制隧道建成后的残余变形.研究提出了软弱围岩隧道支护结构设计的原则、设计流程和支护结构设计参数. (9)以兰渝铁路桃树坪隧道和贵广铁路天平山隧道为例,阐述了软弱围岩隧道掌子面前方变形和掌子面后方变形的控制实践,按照本课题的研究成果,均取得了很好的控制围岩变形效果. 围岩压力作用模式和时空演化规律是隧道支护结构设计的核心内容,一直是地下工程界研究的热点问题之一.在总结隧道围岩压力类型和主要影响因素的基础上,通过对44座隧道91个监测断面围岩压力的统计分析,研究隧道围岩压力的总体分布特征及其与围岩级别、隧道埋深的关系,讨论竖向、侧向围岩压力及侧压力系数随隧道埋深增大的变化规律.基于现场监测数据的统计分析,研究隧道围岩压力时程变化的基本规律,将隧道围岩压力随时间变化划分为快速增长缓慢增长趋于稳定的3个阶段,其中快速增长阶段多集中在隧道开挖后无支护或支护结构尚未完全发挥作用的一段时间,讨论隧道围岩压力沿洞周的分布规律和不均匀系数的分布特征.研究结论为分析隧道围岩压力作用机制和完善支护结构设计方法具有一定的参考价值. 围岩与水体的流固耦合作用对海底隧道的稳定性具有重要影响,很有必要开展流固耦合模型试验研究.根据流固耦合模型试验的特点,研制可用于模拟准三维平面应力和平面应变的新型流固耦合模型试验系统.该系统的整体尺寸为3.4 m,3.0 m,0.8 m(宽,高,厚),由钢结构架、钢化玻璃试验箱和水压加载装置组成.其中钢结构架由6榀可独立操作的高强度合金铸钢构件通过高强螺栓连接组合而成,钢化玻璃试验箱结构,既能保证试验要求的密封性,又便于可视化观察施工过程中海底隧道围岩渗流、变形特征.同时,采用研制的新型流固耦合模型试验系统和独立研制的新型流固耦合相似材料依托青岛胶州湾海底隧道开展流固耦合模型试验研究,揭示海底隧道施工过程中洞壁压力和围岩位移场、渗流场等的变化规律.研究方法技术及结果对类似工程研究具有一定的指导和借鉴意义. 分析我国隧道及地下工程的现状,包括铁路隧道、公路隧道、地铁隧道、水工隧洞、市政隧道和地下能源洞库等.总结近年来我国隧道及地下工程在各个方面的技术发展与创新,包括:勘测与地质预报、设计方面、施工方面、防灾救灾与通风照明、风险控制与运营管理、防水排水新材料与新工艺应用等方面.重点对施工技术方面的技术发展与创新进行了较为详细的阐述,包括:浅埋暗挖技术,盾构、TBM装备与施工技术,单护盾TBM,敞开式TBM,矩形顶管技术,盾构始发、到达零覆土技术,岩溶隧道处理技术,高地应力隧道变形控制及岩爆处理技术,钻爆法机械化作业线,瓦斯隧道问题,沉管隧道技术等.最后,对我国隧道及地下工程的发展进行展望,认为:特长隧道将成为我国隧道建设的,新常态,地铁工程将持续发展,城市铁路将逐步地下化,城市地下公路会悄然兴起,城市排蓄水工程深层隧道方案值得推广,地下空间开发利用与地下管廊工程将由原来的,单点建设、单一功能、单独运转,转化为,统一规划、多功能集成、规模化建设,的新模式,地下能源洞库将成为必然,南水北调西线工程值得期待,三大海峡通道的建设势在必行,互联互通的国际通道建设其隧道工程将会很多,也会遇到诸多挑战.总之,我国隧道及地下工程事业将会有更大的进步和更为广阔的发展空间. 简要分析我国盾构、掘进机隧道修建技术的现状,包括水下盾构隧道、地铁盾构、TBM隧道和山岭TBM隧道的技术现状.通过列举典型工程案例,分析总结我国盾构、掘进机隧道技术存在的问题:1)水底公路隧道盾构直径过大,2)单层管片衬砌的耐久性不足,3)护盾式TBM有很多局限性,4)土压平衡盾构不是万能的,5)隧道线路标高选择不合理,6)工程建设中存在4大不合理.针对这些问题提出解决建议:1)一般情况下,水底公路隧道盾构直径不宜超过12 m,2)增设二次模筑混凝土衬砌,形成复合衬砌结构,3)取消护盾式TBM,提倡采用开敞式TBM,4)盾构选型时,应同时考虑比选泥水盾构、土压盾构和开敞式无刀盘盾构,5)避开在岩层交界面上选线,6)工程建设一定要坚持科学发展观.为盾构、掘进机隧道的设计和施工提出新思路,包括:1)无刀盘的开敞式网格盾构,2)压缩混凝土衬砌,3)TBM导洞超前再钻爆法扩挖,4)风井始发盾构.最后,指出大直径盾构不是发展方向,长距离掘进(,2 km)时,深埋盾构施工才是发展方向,并提出琼州海峡隧道采用盾构法施工(深埋优于浅埋),渤海湾海峡海底隧道采用直径为10 m的TBM+钻爆法施工,台湾海峡隧道采用深埋方案开敞式TBM+钻爆法施工的想法. 双层煤层由于距离较近,采空后冒落带范围相互叠加,下穿隧道施工引起的围岩松动垮塌范围要大于单层采空区,对隧道结构受力和围岩稳定产生不利影响.开展公路隧道下穿双层煤层采空区的室内开挖模型试验,通过埋设地中位移计、土压力盒和电阻应变片,测量了隧道开挖过程中采空区地层移动和初期支护内力特征.测试结果表明,采空区地层沉降主要产生于上台阶开挖至初支闭合阶段,倾角较小时,地层沉降速率较大,沉降曲线较陡,而后期收敛较慢,沉降较大,隧道支护结构承受一定的偏压荷载,且倾角越大,偏压越明显,围岩与支护的最大接触压力出现在采空区对侧的仰拱处.由于采空区地层的松散性,锚杆的作用没有得到充分发挥.钢拱架最大弯矩主要发生在上台阶靠近采空区侧拱脚处,轴力分布不均匀,靠近采空区侧轴力水平普遍偏低,不利于支护结构稳定.随着采空区倾角的增大,初期支护拱顶正弯矩区域向采空区侧偏移,最大弯矩值和最大偏心距都显著增加,支护结构稳定性降低.试验揭示了隧道下穿双层煤层采空区开挖过程中采空区地层移动规律和初期支护受力特征,可用于指导类似工程设计与施工. 研究不同开挖方式对近距离交叠隧道的地层和围岩的影响,揭示不同开挖方式下交叠区围岩及既有隧道衬砌的变形及应力应变变化规律,为近距离交叠地下工程的变形控制、支护设计和开挖优化设计提供理论依据.通过FLAC3D数值模拟,研究在台阶法、眼镜法、CRD法3种不同开挖方式下交叠区围岩及既有隧道衬砌的变形及应力应变发展规律、