隧道单侧基坑开挖安全管理方法研究

为得到单侧开挖基坑安全管理等级,提出安全管理方法,本文对不同工况隧道水平位移和竖直位移随进行数值模拟,对比模拟结果与工程实测数据,结果显示：规律一致。根据地铁隧道的水平位移和竖直位移对基坑管理进行分级,并对不同安全管理级别的基坑项目提出相应的安全管理办法。     

突涌水隧道掌子面开挖方法对比研究

为解决CRD法运用于大断面隧道时存在临时支撑工程量大的问题,通过优化传统管棚注浆法和传统三台阶开挖法,提出双层大倾角管棚注浆+上台阶CD法这种新的掌子面开挖施工方法。并通过数值模拟和现场监测等手段对2种施工方案进行对比分析。研究结果表明：双层大倾角管棚注浆+上台阶CD法能安全替换传统CRD法,并适用于埋深深、断面大、强富水和弱围岩段施工。该施工方法在保证施工安全的前提下,能够极大地提高施工效率和经济效益。     

我国隧道瓦斯事故统计及影响因素分析

为了解我国隧道瓦斯事故分布特征、发展趋势及其影响因素,统计1949-2019年我国瓦斯隧道以及相关瓦斯事故现有数据,并运用图表分析法总结隧道瓦斯事故,归纳我国隧道瓦斯事故类型、事故后果、事故发生地域、事故发生时间的分布特征及发展趋势特征,进而采用灰色关联法对发生过不同等级事故的8个典型隧道进行影响因素分析.研究结果表明...     

基于反向漏风的地铁区间隧道并联通风机运行调节优化

为明确隧道运营期间并联通风机的调节依据,依托青岛地铁八号线大洋站至青岛北站区间隧道,搭建隧道通风系统模型。通过并联试验,测定了通风机变频频率、电功消耗值及相应风量,并以功率差值占比、通风效率为依据,探究并联通风机的反向漏风规律和最佳频率匹配范围。结果表明：由于管网结构的影响,并联通风机反向漏风存在抑制临界点;为避免反向漏风,并联通风机变频调速处于额定转速的30%～50%、>50%～70%、>70%～90%时,其功率差值占比不宜大于1.6%、6.1%、17.6%;并联通风机同型号同频率运行时,通风效率不一定最优,要使并联通风机增效减耗运行,风机变频调速宜处于额定转速的70%～90%且功率差值占比≤6%。频率匹配范围的确定可为隧道运营期间并联通风机的变频调节提供参考。     

基于膨胀及强度劣化效应的玉园隧道失稳机理研究

针对玉园隧道洞口段的变形失稳现象,采用现场调查、监控量测、室内试验和数值计算等方法,开展了玉园隧道变形失稳的机理研究。首先,隧道穿越黏土层的相关物理、力学及水理试验揭示,特殊的地形地貌、赋水条件、黏土的矿物组成及结构形式不但导致隧道围岩的吸水能力较强,呈中等膨胀性,而且降雨增湿条件下隧道围岩含水率增大导致其抗剪强度显著减弱,黏土的以上特征是隧道变形失稳的内在原因;其次,基于有限差分软件FLAC^3D及编制的FISH程序,应用温度场模型完成了降雨过程中非饱和膨胀土的湿度场计算,实现了降雨增湿过程中考虑围岩膨胀及强度劣化效应的隧道支护结构动态响应特征的数值计算,不但揭示了隧道洞口段施工过程中发生的地裂缝、地表塌陷、洞内大变形及坍塌等失稳现象的成因,而且得到隧道支护结构位移及应力随围岩含水率的变化规律,故强降雨是隧道变形失稳的“导火索”。其相关的研究方法及成果可供类似工程借鉴。     

基于FDS仿真火灾温度下隧道衬砌安全评估

为了研究火灾下隧道衬砌的安全性,首先采用火灾模拟软件FDS4．0模拟不同规模的火灾：通过许多小的长方体堆砌建立隧道的实体模型,并采用FDS4．0中的多重网格技术（Multiple Meshes）进行网格划分;然后结合仿真得到横断面的温度场与相应温度下的材料参数,应用荷载一结构模式（即直刚法）对二次衬砌的安全性进行评估。结果表明：小规模火灾下（〈20MW）,衬砌的安全性能够得到满足,在较大火灾规模下（≥20MW）,拱顶的安全性得不到满足,而其余部位的安全性满足要求;随着火灾规模的增大,衬砌安全系数逐渐降低,拱顶的安全系数降低梯度最大。最后,对衬砌的耐火措施提出了一些建议。     

长大深埋铁路隧道地下水流场演化与恢复预测研究

长大深埋隧道穿越富水地质环境时,易造成区域水环境变化。拟建运三铁路中条山隧道要穿越多条断层破碎带,地层含水量较大,地质条件复杂。采用GMS地下水模拟软件,构建了隧址区三维水文地质结构模型,模拟预测隧道建设施工与运行期的地下水流场分布及恢复情况。结果表明：运三铁路隧道建设排水会形成沿隧道轴线的降落漏斗,区域地下水位平均降深20～40m,最大降深达200m, 3年建设期造成水量损失6.2×10⁶m³。隧道运行稳定排水后,地下水流场可在1年时间内恢复至初始形态,区域流场10年后基本恢复,但隧道周边仍存在约30m的降落漏斗,水资源量将恢复至建设前水平。数值模拟较好地揭示了长大深埋铁路隧道地下水涌水量、影响范围、恢复周期等规律,可为拟建运三铁路中条山隧道的水环境效应评价、恢复与防治提供科学支撑。     

植被过滤带对泥沙和磷削减效率及VFSMOD-W模型模拟

植被过滤带是有效削减面源污染的生态管理措施,其削减效果受很多因素的影响。该文通过植被过滤带试验,探讨不同坡度和浅层地下水埋深对植被过滤带削减地表径流、泥沙和磷的影响,结合VFSMOD-W模型和简单磷运移经验模型评估污染物在植被过滤带的传输。结果表明,植被过滤带对地表径流、泥沙和TP的削减效率范围分别为25%～72%、43%～82%和39%～80%。在同一浅层地下水埋深条件下,当过滤带坡度分别为2%、5%和15%时,坡度越缓,植被过滤带削减效率越高。在同一坡度条件下,当浅层地下水埋深分别为0.08、0.22和0.36 m时,浅层地下水埋深越深,植被过滤带的削减效率越高。VFSMOD-W模型模拟结果显示,该模型能够较好地模拟地表径流和泥沙在植被过滤带的传输。VFSMOD-W模型结合简单磷运移经验模型对削减效果进行模拟评估,发现整体拟合效果较好(C_eff>0.85)。VFSMOD-W能较好地用于预测地表径流、泥沙和磷在植被过滤带的传输。     

深部盐水层CO_2地质埋存适宜性评价指标体系及其应用

深部盐水层CO2地质埋存具有极高的埋存潜力,其埋存区域的适宜性评价是科学选址的重要依据,但我国至今没有建立该领域完善的评价指标体系。本文在总结国内外相关领域的研究成果的基础上,结合相近领域构建指标体系的成熟经验,提出了全面性与针对性相结合、可行性与可操作性相结合、科学性与客观性相结合以及系统性与层次性相结合的指标体系构建原则,建立了以技术性、安全性、经济性与社会环境为准则的包含26项指标的深部盐水层CO2地质埋存适宜性评价指标体系;利用层次分析法确定了准则和指标的权重,并为每个指标拟定了从适宜到不适宜的五级评分标准;最后以松辽盆地的一级构造单元为例,按照指标逐级加权求和的评价方法进行了综合评价,通过综合得分比较得出中央坳陷区相对适宜性最好,是松辽盆地优先开展详细CO2深部盐水层埋存工程的区域。     

崩塌落石冲击荷载作用下埋地管道的安全评价

野外调查人员在进行崩塌落石灾害的风险分析和评价时,由于没有科学的判别依据,往往只能根据以往经验主观加以判断。本文在前人研究成果和野外调查资料分析的基础上,探讨了崩塌落石冲击力的计算方法,并运用LS-DYNA显式动力学分析软件建立了崩塌落石冲击荷载作用下埋地管道的三维有限元模型,进行了数值模拟,研究了某些因素对埋地管道安全的影响规律,得出一些具有实用性的曲线或公式,可供评价实际问题时查询应用,以为埋地管道的安全运营及崩塌落石的防护设计提供决策依据。