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| 1 | 盾构法修建地铁隧道的技术现状与展望显示文摘随着我国城市地铁的大力发展,盾构法作为安全、环保、快速的建设手段,在地铁隧道修建中得到了广泛应用,已逐渐成为国内外研究的热点.通过综述我国城市地铁盾构隧道修建技术的发展历程及近期新的发展趋势,讨论了采用盾构法修建地铁隧道存在的技术问题,介绍了近期国内外盾构设备制造技术与选型技术、盾构施工对环境的影响及控制、复杂条件下盾构隧道结构性能、盾构隧道衬砌结构劣化特征与耐久性的相关技术研究与新进展,展望了未来我国地铁盾构隧道关于特种断面盾构的制造与应用、盾构扩挖修建车站技术、灾害与事故的影响与评估,以及衬砌结构安全性评价与维修养护体系的建构等的发展方向与研究趋势. | 何川 封坤 方勇 | 2015 | 西南交通大学学报2015，50，1： | 321 |
| 2 | 重庆岩溶地区季节性富水营运隧道渗漏水病害特征及其成因机制分析显示文摘文章在全面搜集重庆地区现役187座高速公路营运隧道的基础上,针对目前出现渗漏水病害的66座隧道进行了调研,选取了15座渗漏病害比较严重的隧道进行归纳统计分析,依据其区域分布特征,得出了隧道渗漏水病害同岩溶地貌,以及季节性降水存在的必然联系;进而选取了具有典型代表特征的秀山隧道作为研究对象,对其渗漏水病害特征、致灾机制,以及成因机制进行了探讨。研究表明,重庆岩溶地区隧道渗漏水病害在空间里程上呈带状分布、时间上具有延续性、隧址区岩溶水呈动态变化、与不良地质段在里程上分布基本一致,且隧道周围水环境与暗河存在间断性联系等典型病害特征;隧道穿越岩溶发育区储水型构造,致使其在不同时期存在三种不同工作状态,即正常工作状态、高水压工作状态、低水压工作状态的相互转换;渗漏水病害是隧址区内外众多因素共同作用的结果,尤其是同其水文地质条件、设计因素,以及防排水设施施工质量和营运期间的失效性等有关。实践检验表明,对于岩溶地区季节性富水营运隧道渗漏水病害的治理区段,应以'排为主,堵为辅'。 | 邹育麟 何川 何聪 张政 汪波 | 2014 | 现代隧道技术2014，51，4： | 54 |
| 3 | 预制装配式结构在地下工程中的应用及前景分析显示文摘系统总结了地下工程预制装配式结构在国内外的应用和发展现状,着重介绍了地铁工程中预制装配式结构的应用;分析了预制装配式结构在地下工程应用中面临的设计计算理论不成熟、构件形式选择及划分考虑不全面、接头构造受力不明确、结构防水性能和抗震措施不完善等主要问题,并论述了目前的研究进展;最后从新型机械设备和新材料的研发,施工工艺以及组合形式等方面探讨了预制装配式结构的发展前景和方向,以期为推动地下工程产业化进程,促进地下工程一体化、绿色化施工提供一定借鉴。 | 王德超 王国富 乔南 代长顺 | 2018 | 中国科技论文2018，13，1： | 53 |
| 4 | 地表超载作用下盾构隧道劣化机理与特性显示文摘对某软土地区地铁盾构隧道进行了调研与分析,发现盾构隧道在现有计算理论所允许的地表超载作用下极易发生横向变形超限,并引发管片纵缝接头破损与渗漏水,对此展开了模型试验、数值仿真及理论分析。研究表明:地表均布超载导致的隧道附加竖向土压力并不是均匀分布,且在隧道中心正上方一定范围内要大于地表均布超载;隧道的穿越土层越软弱,地表超载导致的隧道周围附加土压力对隧道结构抵抗横向变形越不利;隧道发生横椭圆变形过程中,管片纵缝接头是管片环中的最薄弱部位。最后提出了软土地区盾构隧道采用'刚性衬砌'的设计理念,并给出了加大管片纵缝接头强度与刚度的建议。 | 黄大维 周顺华 赖国泉 冯青松 刘林芽 | 2017 | 岩土工程学报2017，39，7： | 40 |
| 5 | 复杂地质条件下软岩隧道大变形破坏机制及开挖方法研究显示文摘通过对汶马高速公路鹧鸪山软岩隧道多次出现的大变形现象进行分析,文章将围岩破坏分为3大类,即软岩塑流、板梁弯曲变形及结构面滑移。针对建设过程中的大变形问题,选取了50 m典型围岩区段作为试验段,开展了两台阶开挖参数优化试验及两台阶与三台阶开挖工法的比选试验。两台阶开挖参数优化试验表明,开挖进尺以及下台阶左右侧前后间距对隧道的稳定性影响最大。开挖工法比选试验中,通过对两台阶与三台阶开挖洞周位移、围岩与初期支护间压力及钢拱架受力的对比发现,两台阶开挖方法由于一次开挖断面过大,围岩来压快,导致洞周变形值及围岩与初期支护压力值相对偏大,钢拱架安全储备相对不足。因此,对于处于复杂区域环境中的软岩隧道,应结合现场实际情况适当调整围岩的预留变形量;合理地选择开挖工法与开挖进尺,且在围岩条件很差的情况下,采用三台阶法可有效控制大变形灾害的产生。 | 徐国文 何川 代聪 汪耀 | 2017 | 现代隧道技术2017，54，5： | 34 |
| 6 | 盾构隧道管片衬砌结构稳定性研究显示文摘为了给盾构隧道管片衬砌结构的设计与施工提供参考,针对大断面盾构隧道,采用非线性有限元方法分析地层抗力系数、地层侧压力系数、管片接头抗弯刚度以及管片拼装方式对隧道稳定性的影响,并与失稳破坏相似模型试验结果进行比较,提出基于极限位移和隧道直径变化率的盾构隧道管片衬砌结构失稳破坏判定的建议。研究结果表明:地层条件对隧道稳定性的影响程度最大,管片接头抗弯刚度次之,拼装方式影响最小;地层抗力越小,隧道发生失稳破坏的概率越大,柔性管片接头和通缝拼装方式降低了管片衬砌结构的整体刚度,减弱了隧道的稳定性;管片衬砌结构失稳时处于塑性带裂缝工作状态,失稳类型属于结构稳定性理论中的第二类失稳(极值点失稳)。 | 郭瑞 何川 | 2015 | 中国公路学报2015，28，6： | 26 |
| 7 | 浅埋超大断面暗挖隧道施工方法及支护力学特征显示文摘通过数值模拟和现场监控相结合的方式,研究地铁区间过渡段浅埋超大断面隧道的破坏形态、开挖工法、施工参数及支护体系力学特性。研究结果表明:应以中风化和微风化岩层的交界处产生向两侧以泰沙基破裂角扩展的破裂面作为荷载设计的依据;不同开挖工序的地表沉降有较大区别,拱部中导洞最后施工对控制地表下沉最有利;管棚直径对地表沉降影响不大,减少管棚环向间距对控制地表沉降更为有效;临时横撑是施工期重要的支护结构,1次拆除长度不宜超过6 m。 | 李讯 何川 耿萍 丁建隆 | 2015 | 中南大学学报(自然科学版)2015，46，9： | 21 |
| 8 | 不考虑开挖扰动影响的隧道涌水量预测模型试验研究显示文摘采用大型施工及运营期矿山法隧道渗流模型试验系统,在不同的注浆圈和初衬渗透系数下,不考虑隧道开挖的扰动影响进行涌水量预测,并以Visual-modflow软件进行数值建模分析,结果表明:两者涌水量结果和规律基本吻合,随注浆圈或初衬的渗透系数减小,其试验平均涌水量值均呈非线性下降,各工况单次试验测试值的离散性也逐渐减小,而降低注浆圈渗透系数对涌水量的影响更为明显;改变注浆圈渗透系数,各工况连续采集涌水量结果呈先减小后增大至逐渐平衡的趋势,而改变初衬渗透系数则呈现涌水量逐渐减小直至平衡的趋势;非扰动开挖使地下水向隧道内汇集,隧道周围水力坡度明显增大,等水位线分布密集,掌子面附近等水位线沿隧道开挖方向凹陷;完善的防水体系(初衬及注浆圈)对保持地下水稳定起到显著作用,可有效减弱局部水力联系,减小渗流影响范围,地下水降幅也明显减小。研究方法及成果对类似工程设计和施工具有一定的指导作用。 | 李铮 何川 杨赛舟 汪波 王均勇 | 2016 | 岩石力学与工程学报2016，35，12： | 20 |
| 9 | 砂卵石地层中大断面泥水盾构泥膜形态研究显示文摘文章以南京地铁十号线越长江隧道为研究对象,采用离散元数值模拟与室内模型试验相结合的方法研究了砂卵石地层条件下,大断面泥水盾构隧道施工过程中泥膜生成—破坏—再生成的动态过程以及泥浆渗透范围,探讨了不同泥水压力条件下盾构施工对周围环境的影响。研究表明,采用的离散元方法能较好地重现泥水盾构施工过程中泥膜的动态变化过程;在泥水盾构施工中,泥水压力的选取对控制地层变形与掌子面稳定性具有十分重要的作用;针对砂卵石地层条件采用试验配置的泥浆,在泥水盾构开挖过程中可以形成渗透性泥膜,试验中泥膜最后形成的外曲线为椭圆的纯圆锥体,锥体最大旋转半径约为0.3D,泥膜最大渗透距离在盾构前方0.4~0.5D处,泥膜范围随着盾构掘进而向前推进。 | 王俊 何川 封坤 夏炜洋 | 2014 | 现代隧道技术2014，51，6： | 17 |
| 10 | 考虑流固耦合效应的水下盾构隧道受力特性显示文摘为探讨水下盾构隧道施工期流固耦合效应对管片衬砌结构受力的影响,以广-深-港(广州—深圳—香港)铁路客运专线狮子洋越江盾构隧道为依托,建立了该盾构隧道数值分析模型,计算作用在管片结构上的水压,并对隧道施工和运营期间管片结构所受外荷载、内力进行了原位测试;将计算水压力施加到梁-弹簧模型上,得到考虑施工期流固耦合效应的盾构隧道结构受力。研究结果表明:受注浆压力影响,目标环管片刚脱环3-5环时,所受水压力波动较大;脱环10环后,随注浆压力的逐渐消散和流固耦合效应的消失,管片所受水压力接近于该处的静水压力。 | 齐春 何川 封坤 | 2015 | 西南交通大学学报2015，50，2： | 17 |
| 11 | 盾构隧道纵向变形附加内力的壳-弹簧-接触模型数值分析显示文摘盾构隧道装配式管片结构的纵向变形力学机理较为复杂,同时由于与地层相互作用,其纵向所受荷载值往往难以明确,而国内外目前常用的纵向弹性地基梁模型和三维均质壳体模型均不能直接计算出管片附加内力、接头螺栓受力和接缝张开量等结果。文章基于有限元构建纵向壳-弹簧-接触模型,采用强制位移法对盾构隧道发生纵向变形后的三维结构附加内力和变形进行分析。结果表明,盾构隧道的纵向变形不但会产生纵向附加内力,还会产生一定量的横断面变形和横向附加内力;结构在纵向上会出现主要受弯区域和主要受剪区域;在纵向螺栓内力较大处附近的混凝土还会出现应力集中。 | 苏宗贤 何川 | 2015 | 现代隧道技术2015，52，6： | 16 |
| 12 | 泥水平衡式盾构模拟试验系统的研制与应用显示文摘为了探究泥水盾构水下掘进控制和泥水平衡机理等问题,在调研国内外模型盾构设备的基础上确定泥水盾构的基本参数和工作模式,研制出泥水平衡盾构模拟试验系统,包括模型箱、盾构机总成、推进机构、液压动力系统、操作系统、深冷装置等主要部分。该系统可对最高100 m水头条件下泥水平衡盾构施工的主要过程进行模拟,可较真实地再现泥水平衡盾构掘进过程中泥膜的动态形成过程,从而阐明水土压力平衡的机理等关键技术问题,并可为泥水平衡盾构的设计和控制提供重要参数。以砂卵石地层为例配制相似地层和泥浆,并进行盾构试掘进,对设备的功能性进行验证,并初步研究了泥水盾构掘进过程中地表位移的时空变化规律和地层中泥膜的形态。结果表明,由于刀盘无超挖且地层开挖后直接由盾壳支撑,土体移动受到限制,地层变形主要由开挖导致的应力释放产生。排渣装置长度较长,可暂存的渣土量多,使得盾构通过前地表沉降随顶推力和刀盘、排渣装置转速的增大而增大;盾构通过后的地表沉降则由于盾壳与土体的摩擦作用有所减小。在盾构刀盘前方,泥浆渗入地层的范围大致关于盾构轴线对称,泥膜形态呈倒扣的"锅底"形分布,其范围约占刀盘外径的20%~43%。 | 齐春 何川 封坤 汤印 王维 夏炜洋 | 2016 | 岩土工程学报2016，38，11： | 15 |
| 13 | 破碎千枚岩隧道施工期位移安全控制基准研究显示文摘随着以千枚岩为主的软岩隧道的大量兴建,建立针对性的位移安全控制基准已成为工程界亟待解决的难题之一。以横跨5.12震区的广(元)甘(肃)高速公路杜家山隧道为工程背景,采用室内模型试验及现场试验相结合的研究手段,通过对以V级围岩为主的破碎千枚岩隧道在不同埋深、施工工法及支护参数等条件下位移变形规律的研究,揭示埋深、施工工法、支护与隧道位移间的关联性,结果表明较之工法、支护参数而言,埋深对隧道变形的影响更为显著。并以拱顶沉降作为主要控制指标,以衬砌裂损的出现作为隧道稳定性的判别标志,结合依托工程现场统计数据的系统分析,建立破碎千枚岩隧道中埋深在300 m以内、三台阶法(核心土)以及F3~F5支护方式下的施工期位移安全控制基准。 | 汪波 杨意 何川 代聪 周艺 | 2016 | 岩石力学与工程学报2016，35，11： | 14 |
| 14 | 城市浅埋隧道穿越饱和砂土复合地层时适宜的施工工法显示文摘根据莞惠城际轨道交通项目工程地质概况,以控制拱顶沉降、洞周变形、地表沉降和内力作为安全标准,通过现场试验段、室内模型试验和数值模拟计算的方法,研究城市浅埋隧道穿越饱和砂土复合地层时适宜的施工工法。研究结果表明:上CD下台阶五部施工工法为较适宜的工法;采用该工法时,洞室位移变化平稳,地表最大沉降不超过5mm,围岩—支护体系处于安全状态;该工法能将各工序紧密衔接,机械与人工配合形成流水作业,初支封闭时间缩短,有效加快施工进度,避免拱脚长时间处于淤泥质黏土、饱和砂土等软弱地层中,单导坑施工后形成封闭整体并取消了下台阶中隔壁,从而有效地控制了收敛和沉降;在城市浅埋隧道穿越含有饱和砂土的复合地层时,此工法可同时兼顾结构安全与周边协调。 | 李铮 汪波 何川 王均勇 程天健 | 2015 | 中国铁道科学2015，36，1： | 13 |
| 15 | 盾构隧道地层抗力系数的修正计算方法研究显示文摘研究目的:地层抗力系数的合理取值对于盾构隧道管片衬砌结构的设计的合理性、安全性至关重要。鉴于此,本文从既有的盾构隧道地层抗力计算方法出发,通过引入荷载修正和断面不同位置修正的系数ξ,考虑地层中隧道结构与地层的相互作用,推导出基于简化二向不等地应力场假定的地层抗力系数的修正计算公式,并与既有地层抗力系数的计算方法及现场实测数据进行对比分析,对该修正计算方法进行验证。研究结论:(1)采用本文得到的地层抗力系数修正计算方法与Muir Wood方法、Plizzari-Tiberti方法等三种地层抗力理论算法下管片衬砌结构受力分布规律基本相同,但内力的量值有所差异;(2)三种算法下最大正负弯矩对应轴力均与现场实测结果相差不大,采用本文方法管片结构弯矩偏差明显小于其他两种方法;(3)本研究成果可为盾构隧道结构分析中地层抗力系数的合理取值提供有益参考。 | 封坤 刘四进 邱月 何应道 郭思良 | 2014 | 铁道工程学报2014，31，6： | 13 |
| 16 | 富水区隧道合理防排水型式及注浆加固参数研究显示文摘以在建的某近接水库公路隧道为工程依托,建立其渗流场和应力场的双场流固耦合计算模型;选取3种不同的防排水型式为研究对象,对注浆圈厚度、注浆圈渗透系数、控制排水量等因素对隧道内排水量和衬砌外水压力的影响规律进行探究,提出了合理的注浆圈加固参数、控制性排水量以及最优的防排水方式等。研究结果表明:增大注浆圈厚度或降低注浆圈渗透系数均能实现减小衬砌外水压力的目的,但并不意味着注浆圈厚度越厚、渗透系数越低,对隧道涌水量的控制效果就越好,而是存在一个相对经济合理的注浆圈加固参数值;隧道控制排水量以及排水型式对于控制衬砌结构外水压力的大小起到决定性的作用;采用环向排水管及盲管+墙脚设泄水孔的排水型式,这对衬砌结构受力最为有利。 | 邹育麟 何川 胡雄玉 何聪 蓝蕾蕾 | 2014 | 防灾减灾工程学报2014，34，4： | 13 |
| 17 | 矿山法城市隧道运营期排水量与水压力关系的一种预判方法显示文摘预判隧道运营期排水量与二衬外水压力的关系是城市隧道设计中的关键问题,而高、低水位隧道的渗流场影响范围存在较大差别,理论预测隧道排水量和水压力时不能忽视其边界效应的作用。首先,利用地下水渗流理论、复变函数保角映射理论和二维稳态流动的复变函数理论,并结合围岩-支护结构精细化模型和气象因素,分别对高水位和低水位隧道运营期排水量及二衬外水压力进行分析,然后依托在建的深圳东部过境高速公路连接线工程,对不同注浆圈渗透系数和厚度条件下城市隧道排水量及水压力之间的关系进行研究,结果表明:无论低水位还是高水位城市隧道,二衬外水压力均随隧道排水量增加呈线性降低,且注浆圈渗透系数的变化相比其厚度的变化,对水压力随排水量的折减作用更加明显;注浆圈渗透系数的增减比例相同时,低水位城市隧道水压力随排水量的折减速率更快,而注浆圈厚度增减量值相同时,高、低水位隧道水压力随排水量的折减速率基本相同。 | 李铮 何川 丁建军 杨赛舟 | 2017 | 工程力学2017，34，1： | 12 |
| 18 | 浅埋软岩隧道大变形特征及控制措施显示文摘为了解决浅埋软岩隧道在开挖过程中发生大变形的问题,依托在建隧道工程,分析隧道初支变形及破坏特征,并利用数值模拟软件对大变形原因进行分析,提出合理的变形控制措施。结果表明:洞口浅埋段围岩受到开挖扰动和地下水影响,围岩变形量大,纵向变形分布不规律;开挖初期变形快且变形速率大,最高达到38.4 mm/d;变形持续时间长,变形后期能达到10.2 mm/d;变形主要发生在上、中台阶开挖阶段,约70%;初支应力过大,且塑性区过度发展是隧道发生大变形的主要原因。根据现场监测数据和数值模拟结果提出优化工法、提高支护参数、进行洞内降水和加大预留变形量的综合处治措施。研究结果可为类似软岩隧道的大变形预防与处置提供参考。 | 李建敦 肖靖 江鸿 杨林 陈世豪 | 2022 | 科学技术与工程2022，22，3： | 12 |
| 19 | 施工及运营期矿山法隧道渗流模型试验系统的研制及应用显示文摘为探索隧道防排水体系与地下渗流场之间的关系,研制了施工及运营期矿山法隧道渗流模型试验系统,其整体尺寸为3 m(宽)×3 m(高)×2 m(厚),包括渗流模型箱、加固区模拟装置、排(涌)水量采集装置、移动式循环水箱装置和数据采集装置。该试验系统能够方便、准确地测试矿山法隧道施工及运营阶段的水压力、排(涌)水量和渗流场变化,并可根据试验需求对不同水头作用下的围岩、注浆圈、掌子面预注浆区域和初衬等进行配置和更换,最大限度地还原隧道及其周边渗流场状态。依托实际工程,采用该渗流模型试验系统和以控制渗透系数为基础的围岩-支护体系相似材料开展了不同注浆圈渗透系数下的渗流模型试验研究。结果表明:随着注浆圈渗透系数减小,渗流速度减慢,渗流时间大幅增加;运营期隧道二衬和注浆圈背后的特征点水压分布规律相似,注浆圈渗透系数越小其分担水压的效果越明显;对于非扰动开挖状态下隧道拱顶的特征点,开挖区靠近掌子面时其水压力值呈快速减小的趋势,但仍有动水压的作用,注浆圈渗透系数的改变对掌子面前方围岩中的渗流影响有限;对于非扰动开挖状态下隧道拱底的特征点,不同注浆圈渗透系数下,开挖区各测点的离散性较大,随注浆圈渗透系数增大,初衬背后的水压力值逐渐增加,而注浆圈背后的水压力值呈下降的趋势。 | 何川 李铮 杨赛舟 骆耀文 杨文波 | 2017 | 中国公路学报2017，30，5： | 10 |
| 20 | 分岔隧道中夹岩柱围岩应力及最小厚度研究显示文摘为揭示分岔隧道中夹岩柱围岩压力及最小厚度,基于分岔隧道小净距段平衡拱的2种极限情况,结合普氏理论,推导分岔隧道中夹岩柱的围岩压力表达式;并针对壁板坡分岔隧道小净距段,运用FLAC3D对不同厚度的中夹岩柱进行数值模拟。研究结果表明:当中夹岩柱仅采取普通锚喷支护时,中夹岩柱的最小厚度应控制在8 m以上,若想减小中夹岩柱厚度,则需对其进行加固处理。为确定分岔隧道中夹岩柱围岩压力及最小厚度提供了理论基础。 | 唐陶文 傅鹤林 张加兵 孙明国 | 2016 | 铁道科学与工程学报2016，13，8： | 10 |
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