摘要：BIM技术在建筑工程领域已经有较多成功的应用案例,但应用于隧道工程领域的研究还处于起步阶段,为了研究BIM技术在隧道工程中的应用,文章从软件平台比选、技术路线阐述、实际工程应用等方面,探究了BIM技术在隧道工程全生命周期的应用。研究结果表明:使用奔特力(Bentley)平台进行隧道BIM应用是具有优势的,在隧道全生命周期中,BIM技术可以改善设计的准确性,加强施工的协同性,提高运维的效率。在实际的工程应用中,BIM技术应用在优化原有设计、可视化技术交底、工程数量与成本控制、施工管理与协同、施工风险管控、工程后期运维等方面都取得了良好的应用效果,可为隧道工程BIM应用积累了经验。

摘要：为解决在高地应力软岩大变形隧道控制研究中,传统监测方法有限断面有限点、监测结果以点带面、难以发现最大最小平均变形,无法为隧道初支优化调整提供有效数据支撑等问题,以沙嫰山二号隧道为依托,采用三维激光扫描仪对隧道初期支护进行全息变形监测,获取隧道初期支护的变形全貌,并进行沉降收敛和断面轮廓变形分析。同时依据三维激光变形监测结果,设计适应隧道变形特征的限阻耗能支护结构,对软岩大变形隧道初期支护破坏问题进行控制。结果表明:(1)三维激光扫描仪与全站仪沉降监测方差为3.03 mm、收敛监测方差为3.42 mm,两种仪器监测精度相当;(2)三维激光扫描仪监测结果显示,初期支护左侧出现受围岩剪切滑移带影响的局部鼓出问题,鼓出影响范围为左拱脚至左拱腰,且沿里程方向呈现明显的时空效应,监测段初期支护变形包络结果显示,拱顶左侧变形平均值35.2 cm、右侧变形平均值16.4 cm;(3)依据三维激光扫描仪监测结果不对称的设计限阻耗能支护结构,与设计支护段相比,对初期支护破坏取得了较好的控制效果,同时通过变形加速度来判断隧道变形速率的发展,避免累计变形和变形速率预警中假型性预警现象。

摘要：针对现阶段隧道超前地质预报系统管理粗放、数据利用率低等问题,结合数据驱动原理重塑业务逻辑,研发新的隧道地质信息系统TGIS。通过高度集成隧道勘察设计阶段地质、施工阶段超前预报地质及掌子面开挖揭示地质,实现基于数据驱动的预报方法优选、临近预报提醒、分级实时预警与有效处置、掌子面自动素描、预报成果辅助判识等功能,达到隧道地质信息精细化管理的目的。经现场使用表明:基于数据驱动的隧道地质信息精细化管理系统界面友好、运行稳定、效果良好,各项功能达到设计要求,相对于传统超前地质预报系统具有明显的优势,可普遍服务于隧道建设。

摘要：为解决蒙华铁路阳山隧道深埋老黄土段的初期支护破坏问题,从合理处理围岩压力和变形关系的角度提出耗能支护理念;在分析依托工程初期支护受力机理的基础上,设计基于限阻器的限阻耗能型支护,在试验段进行施工,测试支护的受力与变形,分析限阻耗能型支护的工作性能。结果表明:深埋老黄土隧道在支护设计时不能忽略支护的变形能力,应从能量支护的角度统筹围岩压力与变形;围岩压力以形变压力为主,初期支护整体处于小偏心受压状态,故将以受压变形为主的竖板厚7.5 mm、高280.0 mm、间距100~150 mm的钢板型限阻器环向嵌入原支护的左右拱脚位置,通过限阻器形成限阻耗能型支护,实现围岩压力释放和支护内力降低;限阻器在距掌子面约1.5倍洞径时开始压缩变形,最终压缩量为100~150 mm,小于设计压缩量,且支护除特殊情况外无破损现象,支护内力有较高安全系数,围岩压力释放充分;相比加强型支护,限阻耗能型支护既能提高支护的安全性又能降低工程造价,节省直接成本1.4万元·m^(-1),优越性明显。

摘要：为解决隧道大变形初期支护因受力过大而破裂问题,通过理论分析和试验验证,自主研发利用材料峰后性能实现能量释放的"限制支护阻力阻尼器",简称"限阻器"。通过室内试验和工程调研,确定限阻器设计参数,制定由限阻器组成的限阻耗能型支护的设计和施工方案,并应用于工程实践,得到以下结论:(1)在应对隧道大变形等高能问题时,支护理念应从传统的大刚度、强支护转变为允许围岩变形、控制围岩能量释放的限阻释能型支护;(2)限阻器环向嵌入到初期支护受力关键部位中,将传统刚性支护转化为"刚–柔–刚"型的限阻释能型支护,成功解决了深埋老黄土隧道和高地应力水平岩层隧道中初支开裂问题,是一种可行有效的隧道支护手段;(3)限阻耗能型支护整体性和安全性有保证,且限阻器取材容易,加工方便,施工简单易操作,故限阻器增加了结构安全性的同时又提高了经济性。

摘要：为解决玉楚高速公路齐云隧道大变形问题,引入限阻耗能型支护设计理念,采用限阻耗能型支护方案进行研究。通过静压试验进行限阻耗能型支护元件的方案比选,对比分析直板型、弧板型、斜板型限阻器的压力-变形情况。试验结果表明,弧板型限阻器工作性能更佳,其恒阻值约为3 MPa,初始峰值小于C25混凝土抗压强度,且压缩变形具有导向性和可控性,满足设计需求。因而选用弧板型限阻器进行设计,并将优化后的结构应用于齐云隧道。根据限阻耗能型支护在大变形隧道的应用效果,得到以下结论:1)支护结构受形变压力控制,除限阻器在设计行程内产生塑性变形以外,其余初期支护结构均在弹性范围内工作,增加了结构的安全性,围岩压力最大值仅为0.13 MPa,可以看出施作限阻器能够更有效地释放围岩压力;2)在齐云隧道施工中,相较于常规支护方法出现的初期支护结构混凝土剥落、钢架压溃现象,限阻耗能型支护段落的限阻器产生了显著的变形,但支护结构状态整体较好,达到了治理大变形的功效;3)限阻器不仅加工方式简单,且施工工艺与台阶法相适应,具有良好的可操作性和经济效益。

摘要：为了解决深部煤矿开采过程中所遇到的“高地应力、大变形、支护结构破坏”等问题,以朱集东矿东部辅助轨道大巷为工程背景,采用变形监测与数值模拟的方法研究深井软岩巷道围岩变形特征规律;依据围岩耗能支护理念,设计出控制巷道围岩能量释放与变形的“限制支护阻力阻尼器”(简称“限阻器”);通过数值分析与室内静压试验相结合的方式得到限阻器试件的性能指标与设计参数之间的关系,并验证限阻器的工作性能;最后通过数值模拟对比巷道常规支护与限阻耗能支护形式的变形与受力情况,验证巷道限阻耗能型支护方案的可行性。结果表明:限阻器的试验压缩量均达到了80%以上,具有较大的变形行程,在保证初期支护发生较大变形的前提下,达到降低围岩压力、耗散围岩能量的目的。限阻耗能支护较巷道常规支护最大主应力值分别降低51.2%、89.8%,提高了结构的安全性。

摘要：为及时、准确、全面获取掌子面岩石单轴饱和抗压强度,并为推进隧道智能化建造、实现围岩级别动态变更提供重要依据,依托池黄高铁2标段岭上村隧道工程,获取42组掌子面以及4组岩石相似材料的凿岩台车钻进参数和岩石强度数据。在对凿岩台车的破岩过程进行分析后,选取冲击压力、推进压力、回转压力、钻进速率共4项指标作为预测模型的输入参数,分别建立单因素回归、多元非线性回归和LSSVM算法的岩石强度预测模型。模型预测结果表明:1)单因素预测模型中采用钻进速率作为输入参数具有最高的预测精度,预测值与实际值的相关系数为0.9458;2)采用多因素预测模型后,其预测准确率进一步提高,相关系数达到0.9745;3)LSSVM算法模型的预测值与实际值的相关系数为0.9838,其预测准确率与多元非线性回归相当,均可用于实际工程中的岩石强度预测。

摘要：为解决传统人工素描的诸多弊端,提出在掌子面三维几何图像的基础上提取掌子面围岩结构面特征。使用相机和激光雷达采集掌子面围岩数据,建立隧道掌子面三维实景模型;基于围岩结构面法向量的差异,在三维模型上对围岩结构面进行识别;采用卷积神经网络算法训练软件基于地质工程师地质素描识别围岩节理迹线;将三维模型识别结果与图像识别训练进行结合判识,实现掌子面围岩节理迹线的自动识别;基于自动识别结果得到掌子面围岩的岩体体积节理数J_(v),从而实现对围岩完整程度的判识。将该方法应用于池黄铁路黄坑隧道和岭上村隧道进行掌子面围岩完整度分析,结果表明:该方法可获取高精度的掌子面三维模型,能够对隧道掌子面围岩的完整度进行快速、准确的判识,实现隧道地质信息编录。

摘要：为解决瓦日(瓦塘—日照)铁路南吕梁山隧道衬砌开裂问题,拟在置换衬砌时在初期支护与二次衬砌之间施作隧道缓冲结构。提出使用聚乙烯闭孔泡沫板、径向管式限阻器的两种缓冲层技术方案。通过数值模拟对常规支护结构以及两种含缓冲层的支护结构予以分析。结果表明:与常规支护相比,施作缓冲结构后隧道初期支护受力增大而二次衬砌受力明显减小,既保护了二次衬砌又充分发挥了初期支护与围岩的承载能力,两种缓冲层方案均满足二次衬砌结构的受力安全性要求;聚乙烯泡沫板缓冲层购置及裁取方便,施工操作相对简易,但有效压缩率不高,约为50%,适用于运营期结构存在明显时效变形但总变形量不大的情形;径向管式限阻器缓冲层缓冲性能稳定,有效压缩率高达75%,但其结构加工与施工相对复杂,更适用于运营期变形量10 cm以上的工况。