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基于大刚度支护体系的新型暗挖技术

岩土工程学报 2024年第6期46卷 1332-1338页

作者：聂子云谭小兵朱占国关永平中国铁路设计集团有限公司天津300251 台州市交通投资集团有限公司浙江台州318000

传统暗挖技术存在施工风险大、施工效率低、对周边环境影响大、工程投资大等问题,很难适用于软弱地层或复杂环境下大型地下结构暗挖施工。为解决以上问题,提出一种基于大刚度支护体系的新型暗挖技术。新型暗挖技术利用纵向管幕、顶横梁... 详细信息

传统暗挖技术存在施工风险大、施工效率低、对周边环境影响大、工程投资大等问题,很难适用于软弱地层或复杂环境下大型地下结构暗挖施工。为解决以上问题,提出一种基于大刚度支护体系的新型暗挖技术。新型暗挖技术利用纵向管幕、顶横梁和中间立柱构筑大刚度支护体系,支护体系各构件通过非开挖方式或者在管幕保护下利用小空间构筑,保证施工安全的同时,防止地层出现较大应力释放,支护体系构筑完成后即可进行大面积暗挖施工。新型暗挖技术工序简单、施工效率高、风险低、对周边环境影响小、工程投资小。数值分析和工程实例验证了新型暗挖技术的可行性和实用性,新技术为大型地下结构暗挖技术提供了新的思路。

关键词：大型地下结构暗挖大刚度支护体系数值分析

深地煤炭资源安全高效智能化开采关键技术与实践

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煤炭科学技术 2024年第1期52卷 52-64页

作者：李伟孙希奎山东能源集团有限公司山东济南250101

深地煤炭资源地质赋存复杂,智能化开采是深地资源安全、高效、绿色发展的必由之路。智能化开采成套技术与装备能否适应千米深井复杂地质环境、控制围岩稳定并驱动装备跟随煤层自动推进是影响煤炭安全高效开采、减少作业人员、降低劳动... 详细信息

深地煤炭资源地质赋存复杂,智能化开采是深地资源安全、高效、绿色发展的必由之路。智能化开采成套技术与装备能否适应千米深井复杂地质环境、控制围岩稳定并驱动装备跟随煤层自动推进是影响煤炭安全高效开采、减少作业人员、降低劳动强度的关键。山东能源集团聚焦千米深井智能化开采围岩控制理论,提出了以强度耦合、刚度耦合和稳定性耦合为核心的支架-围岩智能耦合关系,并形成与之相适应的智能耦合控制逻辑;为突破超大采高智能综采开采工艺及超高煤壁围岩控制技术瓶颈,提出了超大采高液压支架工作阻力“双因素控制法”,发明了三滚筒采煤机及其配套开采方法,研制了与超大采高智能综采相匹配的液压支架及配套系统;针对超大采高综放开采智能化放煤理论与围岩控制难题,提出超大采高综放支架-围岩耦合协调采放空间控制方法,创新了超大采高综放“马鞍形”开采工艺,研制了7 m超大采高智能综放开采液压支架及配套系统;研发了无反复支撑、快速循环自移的单元式超前支架,解决了回采巷道超前支护距离长、支护技术与装备适应性差的问题;开发了基于惯导和精准地质模型的智能采煤控制系统,解决了深部矿井工作面设备智能控制及困扰连续生产的难题;搭建了千米深井智能化开采综合管控平台,实现了千米深井重大灾害多源异构数据融合与管控。上述核心技术在山东能源集团赵楼煤矿7302工作面、东滩煤矿3308工作面等多个工作面进行了智能化开采示范建设,取得了良好的应用效果,所获成果整体推动了我国深地煤炭资源安全高效智能化开采水平,可以为类似矿井智能化工作面建设提供理论与技术借鉴。

关键词：千米深井智能化开采支架-围岩关系超大采高液压支架智能采煤控制系统多元灾害

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智能牵引供电系统工程实践与发展思考

铁道学报 2024年第6期46卷 1-10页

作者：王保国中国国家铁路集团有限公司北京100844

作为智能高速铁路的重要组成部分,智能牵引供电系统已在京沈、京张、浩吉、京雄、赣深等多个工程项目上进行了实践与应用,有力提高了牵引供电的安全保障水平。阐释智能牵引供电系统的顶层设计思路与技术特征;以京雄城际为例简述智能牵... 详细信息

作为智能高速铁路的重要组成部分,智能牵引供电系统已在京沈、京张、浩吉、京雄、赣深等多个工程项目上进行了实践与应用,有力提高了牵引供电的安全保障水平。阐释智能牵引供电系统的顶层设计思路与技术特征;以京雄城际为例简述智能牵引供电系统的工程化实施方案,解读基于状态信息采集的设备状态分析方法、调度分区协同体系架构、融合历史数据的故障预警模型及其主要功能;从牵引供电设施、供电调度、供电运行检修管理角度,分析智能牵引供电系统较传统牵引供电系统的技术优势;从设备集成泛联、数据驱动提升供电可靠性、优化拓扑提升供电环保节能等方面,研究探索智能牵引供电系统的未来发展方向。

关键词：电气化铁路智能牵引供电供电调度运行检修工程实践发展思考

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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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单元式无砟轨道周期性变形敏感因素分析

铁道工程学报 2024年第1期41卷 26-31,38页

作者：赵磊杨国涛刘伟斌施成中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081 中国国家铁路集团有限公司北京100844

研究目的:单元式无砟轨道应用过程中检测出波长与板长相近的周期性不平顺问题,影响了列车运营舒适性。为研究周期性变形的敏感影响因素,以CRTSⅢ型板式无砟轨道为例,建立考虑层间非线性接触关系的无砟轨道多物理场耦合分析模型,分析轨... 详细信息

研究目的:单元式无砟轨道应用过程中检测出波长与板长相近的周期性不平顺问题,影响了列车运营舒适性。为研究周期性变形的敏感影响因素,以CRTSⅢ型板式无砟轨道为例,建立考虑层间非线性接触关系的无砟轨道多物理场耦合分析模型,分析轨道板内温度梯度和自密实混凝土收缩对轨道板翘曲变形和轨面周期性不平顺的影响程度,获取了两种荷载与周期性变形间传递关系。研究结论:(1)温度梯度、混凝土收缩等效降温量越大,轨道竖向变形差越大且传递比越大,+90℃/m、-45℃/m温度梯度时,钢轨垂向变形差分别为0.72 mm、0.32 mm,传递比分别为0.0158 mm/(℃·m^(-1))、0.0183 mm/(℃·m^(-1));(2)等效降温-10℃时,钢轨垂向变形差0.39mm,传递比为0.0739 mm/℃;(3)与混凝土收缩组合时,正温度梯度变形效应叠加,负温度梯度变形效应抵消,-45℃/m温度梯度与混凝土收缩-10℃间引起的变形效应相当,可基本抵消;(4)通过控制轨道精调时机,合理预设初始不平顺可减小运营期单元式无砟轨道周期性不平顺;(5)本研究结论可为控制目前广泛存在的无砟轨道周期性变形问题提供理论指导。

关键词：高速铁路单元式无砟轨道温度梯度混凝土收缩周期性变形

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危险废物灰渣玻璃化处理及资源化利用

化学工程 2024年第4期52卷 7-10,16页

作者：李小锋于伟锋张召锋孟祥琪王肖哲陕西建工安装集团有限公司陕西西安710068

危险废物焚烧、热解等过程产生的飞灰和底渣仍属于危险废物,其处理会占用大量土地。分析危险废物灰渣组分及熔融特性,设计相应的富氧燃烧熔融工艺、余热回收工艺及烟气净化工艺。根据固体废物玻璃化处理产物的判定、环境安全质量要求、... 详细信息

危险废物焚烧、热解等过程产生的飞灰和底渣仍属于危险废物,其处理会占用大量土地。分析危险废物灰渣组分及熔融特性,设计相应的富氧燃烧熔融工艺、余热回收工艺及烟气净化工艺。根据固体废物玻璃化处理产物的判定、环境安全质量要求、应用技术要求,确定熔融工艺玻璃化产物的资源化利用方向。可以得知:燃料式富氧燃烧熔融玻璃化处理工艺能够固化重金属并完全分解二噁英,解决危险废物填埋二次污染的问题;系统烟气余热可回收利用以降低系统能耗,熔融玻璃化处理产物可替代建筑材料资源化再利用。

关键词：固体危险废物液态排渣焚烧玻璃化处理废物再利用

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高速铁路大范围穿越采空区关键技术研究

铁道工程学报 2024年第6期41卷 34-39页

作者：赵斗中国铁路设计集团有限公司天津300308

研究目的:太焦铁路是第一条穿越大面积采空区的高速铁路,也是迄今为止国内外穿越采空区分布最广、分布最复杂的高速铁路。本文针对太焦铁路采空区特征,开展高速铁路大范围穿越采空区关键技术研究,对于查清采空分布、合理选择线位、确定... 详细信息

研究目的:太焦铁路是第一条穿越大面积采空区的高速铁路,也是迄今为止国内外穿越采空区分布最广、分布最复杂的高速铁路。本文针对太焦铁路采空区特征,开展高速铁路大范围穿越采空区关键技术研究,对于查清采空分布、合理选择线位、确定安全的路桥隧工程措施具有重要意义。研究结论:(1)研究形成多学科、多层次、多方法耦合采空区勘察技术,在宽达37 km的采空区密布带上找出了200 m的安全通路,提出“两咽喉、一通道、六绕避、二治理”地质通廊;(2)研究形成多维空间选线技术,线位绕避采空区密集、时间久远难以查明的古窑等区域,平面无法绕避时,部分区段线路以隧道形式从采空区下方安全深度通过;(3)研究形成隧道下穿采空区技术,通过围岩稳定性和隧道下穿采空区距离研究,提出隧道支护措施以及探测和预报、质量检测方法;(4)研究形成路基整治技术,针对采空区埋深大、沉降要求高的特点,通过缩小注浆孔间距、调整浆液成分、加大注浆压力等措施,保证了整治效果,可为其他同类工程提供借鉴。

关键词：高速铁路采空区关键技术

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阵列式监测传感器研究及算法实现

铁道工程学报 2024年第4期41卷 84-89页

作者：薛骐中国铁路设计集团有限公司天津300308

研究目的:目前基坑深层水平位移自动化监测和路基隧道等构筑物内部形变自动化监测领域中所用测量传感器普遍使用测斜等轮轴测量设备,存在抗压性较差、监测密度不够详细等问题。本文通过研发具有高强度、高稳定性的阵列式传感器,并针对... 详细信息

研究目的:目前基坑深层水平位移自动化监测和路基隧道等构筑物内部形变自动化监测领域中所用测量传感器普遍使用测斜等轮轴测量设备,存在抗压性较差、监测密度不够详细等问题。本文通过研发具有高强度、高稳定性的阵列式传感器,并针对设备监测过程中发生的旋转误差问题研究多轴实时矫正算法,以实现实时、自动化、高精度监测。研究结论:(1)本文通过软硬件结构设计,将加速度传感芯片、磁力传感芯片和温度传感芯片等高度集成,研发了MEMS三维形变监测仪;(2)本文针对各芯片的输出数据进行解算,开发了各节段位移计算方法;(3)本文利用三轴加速度计和三轴磁力计研发了组合旋转角度计算方法,测试证明了在单节段0.5 m条件下,单节绝对精度优于0.1 mm,系统稳定性优于0.2 mm,航向角绝对精度优于0.5°,航向角稳定性优于0.1°;(4)本文研究可为自动化监测领域提供一种新型设备及自动化监测方法。

关键词：阵列式传感器自动化监测旋转角

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变透水边界与起始坡降下软土路基固结模型

铁道工程学报 2024年第6期41卷 40-44,51页

作者：杨强魏征中国铁路设计集团有限公司天津300308

研究目的:路基沉降问题是引起铁路、公路等基础设施发生工程事故的主要原因。为提高软土地区路基土沉降预测水平,本文考虑土体的非达西渗流效应、土体边界透水能力的变化以及变形非线性特征,建立相应的分段线性化固结模型。其中,起始坡... 详细信息

研究目的:路基沉降问题是引起铁路、公路等基础设施发生工程事故的主要原因。为提高软土地区路基土沉降预测水平,本文考虑土体的非达西渗流效应、土体边界透水能力的变化以及变形非线性特征,建立相应的分段线性化固结模型。其中,起始坡降渗透模型用来反映土体的非达西渗流过程,连续排水边界用来描述土体边界透水性能的变化,e-lg(av0)关系用来表示土体的非线性变形特征。然后,应用一些算例分析探讨边界透水性能变化、土体非线性变形以及非达西效应下土体的固结行为,以期为软土路基工程工后沉降预测提供理论支撑。研究结论:(1)土体的非达西效应越强(即起始坡降值越大),边界透水性能越差(即连续排水界面参数越小),相同时刻下的固结滞后现象越明显;(2)起始坡降值能同时影响固结过程及最终结果;(3)连续排水边界和起始坡降下初始压缩系数对沉降过程的影响比较显著;(4)本文固结模型可模拟深厚软土路基的沉降过程,相关结论可应用于深厚软土的堆载排水加固过程。

关键词：软土路基固结起始坡降连续排水边界