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旋挤钻法在软土及砂土地层施工灌注桩的研究

铁道工程学报 2024年第4期41卷 54-59页

作者：朱正余陶涛陈珣王玉波顾乡常聚友侯龙中铁十局集团有限公司济南250000 中铁二院工程集团有限责任公司成都610031 中铁四局集团有限公司合肥230000

研究目的:采用常规旋挖钻法在地下水丰富的黏土地层和软土及砂土地层施工的灌注桩,部分灌注桩因坍孔出现扩径和缩径,扩径浪费混凝土,缩径使灌注桩不合格,由此提出把旋挖钻法改进为旋挤钻法,达到灌注桩轻微扩径不缩径不浪费混凝土的完整... 详细信息

研究目的:采用常规旋挖钻法在地下水丰富的黏土地层和软土及砂土地层施工的灌注桩,部分灌注桩因坍孔出现扩径和缩径,扩径浪费混凝土,缩径使灌注桩不合格,由此提出把旋挖钻法改进为旋挤钻法,达到灌注桩轻微扩径不缩径不浪费混凝土的完整合格桩,本文对其展开研究。研究结论:(1)把旋挖钻法钻斗的慢速重钻改进为旋挤钻法钻斗的快速轻钻可行,可减小振动,挤密孔壁土,预防孔壁坍孔;(2)旋挤钻法成孔对于地表浅部极易坍孔地层用长护筒护壁,且护筒长度要大于极易坍孔地层厚度,对于易坍孔和不易坍孔地层用比重1.25和1.15等指标的泥浆护壁,且泥浆护壁是以垂直式的可控泥浆和离心力水平式的扰动土混合泥浆共同作用于护壁,迫使孔内部分扰动土与泥浆粘黏旋挤进入孔壁内,孔壁得到加固稳定不坍孔;(3)采用旋挤钻法在地下水丰富的黏土地层和软土及砂土地层施工的灌注桩,灌注混凝土充盈系数为1.02~1.03和1.04~1.05,均达到轻微扩径不缩径不浪费混凝土的完整合格桩;且成孔效率高,可减少污染、节约成本;(4)本研究成果可为铁路、公路等领域提高混凝土灌注桩施工质量提供参考。

关键词：旋挖钻法旋挤钻法慢速重钻快速轻钻护壁质量

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寒区隧道施工期空气幕保温系统现场试验研究

铁道建筑 2024年第2期64卷 94-97页

作者：田学志中铁十九局集团第六工程有限公司江苏无锡214028

当隧道内气温低于5℃时,混凝土的硬化速度会减缓,进而影响工程质量。本文以京兰高速铁路(北京—兰州)在建尚山隧道工程为依托,首先通过现场试验对比了搭建防寒门、搭建防寒门+生炉子和搭建空气幕保温系统三种措施下洞内浇筑混凝土处气... 详细信息

当隧道内气温低于5℃时,混凝土的硬化速度会减缓,进而影响工程质量。本文以京兰高速铁路(北京—兰州)在建尚山隧道工程为依托,首先通过现场试验对比了搭建防寒门、搭建防寒门+生炉子和搭建空气幕保温系统三种措施下洞内浇筑混凝土处气温的变化情况,然后通过数值模拟分析风幕机的射流风速、射流温度对洞内浇筑混凝土处气温的影响。结果表明:搭建防寒门保温时洞口风速3.21 m/s、气温-12.68℃条件下洞内浇筑混凝土处气温开始降至5℃以下,搭建防寒门+生炉子保温时洞口风速5.36 m/s、气温-19.13℃条件下洞内浇筑混凝土处气温开始降至5℃以下,均须联合采用其他保温措施;洞口最大风速4.56 m/s、最低气温-15.83℃条件下,搭建空气幕保温系统后洞内浇筑混凝土处气温为7.36℃;适当增加风幕机的射流风速或增加射流温度均可以提高洞内气温,为了降低系统运行能耗,建议适当增加风幕机的射流风速。

关键词：寒区隧道混凝土硬化速度现场试验数值模拟施工期防寒门空气幕保温系统

基于UAV高密度点云的结构面粗糙度分形特征与各向异性

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地球科学 2024年

作者：宋盛渊刘殿泽李保天赵明宇杨泽黄迪王思骢吉林大学建设工程学院中铁三局集团第六工程有限公司

为研究岩体结构面各向异性对粗糙度评价的影响，以藏东南某铁路察达工点高陡斜坡为研究对象，运用无人机综合摄影测量技术，提取研究区结构面高密度点云并剪裁结构面轮廓线，采用修正直边法与盒维数法求算粗糙度系数JRC与分形维数D，拟... 详细信息

为研究岩体结构面各向异性对粗糙度评价的影响，以藏东南某铁路察达工点高陡斜坡为研究对象，运用无人机综合摄影测量技术，提取研究区结构面高密度点云并剪裁结构面轮廓线，采用修正直边法与盒维数法求算粗糙度系数JRC与分形维数D，拟合JRC与D的新公式并利用数字化Barton标准线验证。选取压剪性和拉张性结构面各15个，运用新公式计算各采样方向的JRC。结果表明：压剪性结构面粗糙度各向异性规律显著，整体上JRC由剪切滑动方向至垂直剪切滑动方向递增，呈椭圆状分布；拉张性结构面粗糙度存在各向异性但无明显规律，JRC随采样角度变化波动较大，呈刺状分布。证明不同力学成因的结构面JRC各向异性存在差异，在评价粗糙度时应遵循不同采样规则。

关键词：无人机综合摄影测量高密度点云结构面粗糙度分形维数各向异性

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大体积混凝土筏板基础温度场的精确控制

科学技术与工程 2024年第16期24卷 6862-6869页

作者：张烈霞中铁二十局集团第六工程有限公司西安710032

在深基坑开挖后的饱和土地层上浇筑混凝土筏板,浇筑与养护的过程中,由于水化热导致的温度剧烈升高,导致产生温缩裂缝隐患的工程问题的风险是无法避免的。着重研究某工程在施工前所处临近地铁施工导致土体含水率大幅度浮动情况下温度场... 详细信息

在深基坑开挖后的饱和土地层上浇筑混凝土筏板,浇筑与养护的过程中,由于水化热导致的温度剧烈升高,导致产生温缩裂缝隐患的工程问题的风险是无法避免的。着重研究某工程在施工前所处临近地铁施工导致土体含水率大幅度浮动情况下温度场的变化环境,并进行温度场控制方案的模拟,在确保工程安全的前提下对方案再度进行优化。通过理论计算与有限元模拟分析,同时考虑到混凝土浇筑筏板都有其唯一性,针对本工程的大体积筏板进行特有的混凝土水化热温控措施设计,能够在保障筏板强度的同时抑制因内外温差过大导致的混凝土裂缝。对热能传导原理及混凝土破坏原因进行分析,通过有限元模拟分析大体积混凝土筏板基础温度场,提出针对深基坑开挖后在饱和土上浇筑混凝土筏板水化热的有效精确话冷却方法与成本控制措施,在有效降温同时节能减碳。研究成果为相似的混凝土筏板工程温控技术契合碳中和、碳达标方针政策提供有效参考。

关键词：混凝土基础温缩裂缝冷却系统节能减排

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一岛两侧站与单岛站十字换乘方案设计研究

隧道建设（中英文） 2024年第5期44卷 1068-1076页

作者：姚显贵中铁第六勘察设计院集团有限公司天津300308

为解决两线十字交叉换乘站设计中换乘易拥堵、建设地下大空间投资大以及施工期交通组织与管线迁改困难等问题,通过吸取前人研究成果,结合自身设计实践,提出采用一岛两侧站台、增加楼扶梯数量及点位、扩大站厅十字交叉区域面积、优化换... 详细信息

为解决两线十字交叉换乘站设计中换乘易拥堵、建设地下大空间投资大以及施工期交通组织与管线迁改困难等问题,通过吸取前人研究成果,结合自身设计实践,提出采用一岛两侧站台、增加楼扶梯数量及点位、扩大站厅十字交叉区域面积、优化换乘路径等方式,使上下车乘客流线分离、换乘客流单向循环,最大程度减少客流交叉、加大缓冲区域,有效缓解换乘便捷与拥堵的矛盾;同时,借助客流仿真进行优化设计,达到大客流车站换乘的最佳效果;针对常规十字换乘站地下空间压抑、视线不通透的问题,在节点区域采用组合结构,实现大跨度、大层高设计,改善空间尺度和乘客舒适性。在节点区域采用小埋深、大空间,是在提高换乘功能、空间效果的基础上节约投资的有效途径。在十字路口下方的节点区采用盖挖逆作法,可提高深基坑的安全性,显著减小工程建设对道路交通、市政管线等外部环境的影响,并可节约大量混凝土支撑等临时结构,是一种安全、环保的建造方法。研究和实践表明:针对城市核心区的两线十字交叉大客流换乘站,综合利用一岛两侧站台、组合结构、盖挖逆作法等方法,可以达到车站设计综合效果最优的目的。

关键词：地铁车站一岛两侧十字换乘地下大空间缓冲区域客流仿真

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轨道交通工程中消火栓系统设计关键技术探讨

隧道建设（中英文） 2024年第1期44卷 139-147页

作者：周金忠张美琴范太兴杜金海中铁第六勘察设计院集团有限公司天津300308

为设计出更加安全可靠、经济合理的轨道交通工程,介绍南京—马鞍山城际铁路(简称宁马线)消火栓系统设计中的一些关键技术及其相对于常规传统设计的优点。首先,在对规范解读及工程经验分析的基础上,首次提出“轨道交通工程中,为了保证消... 详细信息

为设计出更加安全可靠、经济合理的轨道交通工程,介绍南京—马鞍山城际铁路(简称宁马线)消火栓系统设计中的一些关键技术及其相对于常规传统设计的优点。首先,在对规范解读及工程经验分析的基础上,首次提出“轨道交通工程中,为了保证消防安全,消防泵房保护距离尽量控制在2000 m以内”的原则。为了将此理念落实到具体设计中,在本工程中提出一种新的消防供水方案,即“消防供水多方案组合模式”,具体内容为:1)优先选用一站带左右各半个相邻区间的方案;2)当区间长度小于2000 m时,也可以采用一站带一相邻区间方案;3)当区间长度大于4000 m时,在一站带左右各半个相邻区间方案的基础上,在区间风井处设置独立的消防泵房,以保证所有消防泵房的保护距离控制在2000 m以内;4)将各消防泵房的供水单元完全独立。其次,在车站给水水压制式方面,提出2种单路水源高架站的消防供水方案及其适用范围,即:1)室外低压、室内临时高压系统,适用范围为“高架站布置在市政道路一侧,并且车站离市区较近、消防基础设施条件较好,能保证足量消防车及时赶到火灾现场”或“条件特别困难的既有高架车站改造”;2)室内外共用临时高压消防系统,适用范围为“高架站布置在市政道路中央”或“车站离市区较远、消防基础设施条件比较不利,不能保证足量消防车及时赶到火灾现场”。最后,在消防设施布置方面,提出“高架车站室外消防水池、扑救类室外消火栓”的布置原则,其中最重要的2条为:1)室外低压、室内临时高压系统中,当高架站超出消防水池150 m保护半径时,应增设相应的消防水池取水井;2)车站扑救面上布置室外消火栓时,应优先布置在每个高架站出入口附近。

关键词：轨道交通工程消火栓系统消火栓泵房保护距离消防供水多方案组合模式车站给水水压制式室外消防水池

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混合均匀度对粗粒土强度特性影响的试验研究

中南大学学报（自然科学版） 2024年第6期55卷 2175-2186页

作者：黄超唐明扬张升童晨曦郭鹏赵伟中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中铁二局第六工程有限公司四川成都610061

现有研究普遍将粗粒土视为均匀的二元混合料,忽略了粗细颗粒混合均匀程度对其强度特性的影响。为此,首先,提出了一种描述粗粒土混合均匀程度的定量指标Me;其次,通过静三轴试验探讨了应力-应变曲线、弹性模量、破坏强度及抗剪强度指标与... 详细信息

现有研究普遍将粗粒土视为均匀的二元混合料,忽略了粗细颗粒混合均匀程度对其强度特性的影响。为此,首先,提出了一种描述粗粒土混合均匀程度的定量指标Me;其次,通过静三轴试验探讨了应力-应变曲线、弹性模量、破坏强度及抗剪强度指标与混合均匀度Me的内在关系;最后,基于静三轴试验结果,建立了一种综合考虑围压和Me影响的修正邓肯-张模型,并对其适用性及合理性进行鲁棒性验证。研究结果表明:应力-应变曲线随着围压增大而逐渐由应变软化型向应变硬化型曲线过渡;随着Me减小,应力-应变曲线由应变硬化型逐渐发展为应变软化型曲线;当围压与Me增大时,弹性模量与破坏强度均随之增大,且弹性模量在Me从0.25降低至0的过程中衰减幅度可达总衰减幅度的41.3%,破坏强度在Me从1降低至0的过程中衰减幅度可达总衰减幅度的40%以上;随着Me逐渐下降,试样的整体骨架-密实结构在不同区域分别向局部骨架-空隙结构、局部悬浮-密实结构转变,进而致使黏聚力、内摩擦角均随Me下降而逐渐衰减。

关键词：道路工程粗粒土混合均匀度强度特性邓肯-张模型

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成都地铁9号线盾构下穿高铁隧道变形控制技术研究

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隧道建设(中英文) 2024年

作者：何永洪中铁六局集团有限公司

为确定下穿施工对高铁隧道的影响，解决盾构下穿高铁隧道施工面临的技术难题，依托成都轨道交通9号线一期三元站～太平寺站区间盾构隧道在复杂条件下21°平面小夹角、长距离、超近距斜下穿成贵高铁隧道工程，采用Abaqus、FLAC3D软件，... 详细信息

为确定下穿施工对高铁隧道的影响，解决盾构下穿高铁隧道施工面临的技术难题，依托成都轨道交通9号线一期三元站～太平寺站区间盾构隧道在复杂条件下21°平面小夹角、长距离、超近距斜下穿成贵高铁隧道工程，采用Abaqus、FLAC3D软件，建立三维数值模型、有限差分模型进行盾构下穿高铁隧道施工全过程模拟分析及有限元强度折减过程的模拟分析，结合工程经验，进行了以“应力补偿、主动托换地层”为核心的盾构下穿高铁隧道变形控制技术的研究。研究表明，盾构隧道中心断面两侧高铁隧道位移变形呈对称分布；下穿施工对高铁轨道结构竖向位移影响较大、水平位移影响较小，轨道结构竖向位移与隧道整体沉降变形规律一致；采取主动防护施工控制技术，及时将应力补偿率控制在70%～140%，可有效控制高铁变形；泥岩复合地层条件下，高铁隧道滞后沉降期长达4个月，滞后沉降量占比高达30%～40%。高铁实际变形情况与模拟分析成果基本一致，验证了本文所述变形控制理论与关键控制技术的适用性。

关键词：盾构高铁隧道模拟分析变形控制主动防护

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基于机器视觉的高鲁棒轨道表面缺陷检测方法

铁道工程学报 2024年第5期41卷 11-18页

作者：李栋王睿王烨江周娴崔晓彤北京交通大学北京100044 中铁第六勘察设计院集团有限公司天津300308

研究目的:为了解决轨道缺陷检测系统在实际自然环境因素干扰下由于鲁棒性下降从而造成决策的不确定性问题,提出一种提高检测系统鲁棒性的方法,首先利用变异算法处理生成多样化的鲁棒训练样本,使模型能够学习适应各种环境扰动和变化,然... 详细信息

研究目的:为了解决轨道缺陷检测系统在实际自然环境因素干扰下由于鲁棒性下降从而造成决策的不确定性问题,提出一种提高检测系统鲁棒性的方法,首先利用变异算法处理生成多样化的鲁棒训练样本,使模型能够学习适应各种环境扰动和变化,然后选择基于YOLOv5的目标检测模型作为轨道缺陷检测器,以满足高精度、实时性的要求,且准确性较高。研究结论:(1)通过变异生成算法,可以生成更多样性的鲁棒训练样本,使模型有更多的样本来学习各种扰动,以此适应各种环境;(2)所选YOLOv5目标检测模型作为轨道缺陷检测器,不仅能满足轨道缺陷检测对检测精度和实时性的高要求,而且即使在训练样本数量有限的情况下,也能凭借其优秀的泛化能力取得良好的检测效果,契合了实际轨道检测场景下对数据获取的困难,展现出较强的适用性;(3)在真实地铁线路上采集轨道巡检数据进行实验,实验结果表明,经过鲁棒重训练的轨道缺陷检测器在扰动数据上的鲁棒性得到了显著的提升,平均准确率提高23.35%,召回率提高32.75%,mAP50提高30.98%,mAP50-95提高19.54%;(4)本研究成果可应用于铁路、地铁等交通领域,有助于保障线路的安全运行。

关键词：目标检测轨道缺陷检测变异生成算法鲁棒重训练