膨胀岩隧道施工力学行为关键技术研究合同中南通道13标Word文档格式.docx
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20世纪40年代中期，西方发达国家开始对膨胀土进行专门的研究，我国有关部门是在70年代开始对膨胀土进行系统试验研究的。
现就对膨胀土的定义、判别、分类、基本特性和规律；
膨胀土边坡防护和加固技术；
膨胀土填筑路堤技术、膨胀土土质改良的理论和方法等研究有了比较深入的认识。
例如在南水北调工程中的膨胀土问题的研究主要针对沿线膨胀土的发育规律、工程性质、膨胀机理及针对膨胀土工程处理措施开展了专题研究。
现在针对公路路基膨胀土问题的解决也日趋成熟。
这些主要是针对公路、铁路、水利、建筑等膨胀土工程的研究。
但是对膨胀土隧道的研究在国内外确较少，现有的膨胀土隧道在开挖后由于应力重分布与水的作用等原因，膨胀性岩土反复遇水膨胀、失水收缩，使隧道产生了向内空方向积压和位移的现象，一般达几厘米，甚至百余厘米，造成岩体恶性变形，渗水、漏水现象严重，致使圬工开裂或地板隆起，对工程造成了极为严重的后果。
例如西岭雪山隧道的二次衬砌混凝土局部塌落、断面开裂和隆起、洞内渗漏水现象；
襄渝线上董家沟隧道和七里沟隧道，围岩为灰白色强膨胀土。
两座隧道都出现了隧道坍塌冒顶的严重破坏。
这正是我们对膨胀土隧道认识不深，不能有效计算膨胀压力的结果，整治时只能采用加厚衬砌，修改直墙为曲墙等措施，正是鉴于上述此原因，本项研究主要是通过对膨胀土进行物性分析，确定膨胀土的物理基本参数，通过模型实验、数值模拟、现场测试方法来提出隧道在穿越膨胀土时的作用机理，及在膨胀时应力重分布的规律。
找出相应的对策，从而设计出一套针对膨胀土隧道结构设计和施工的技术，而且为将来编制相应的指南或规范提供理论依据和先导，更好地服务于设计和施工，为大量工程技术人员方便和善于应用，从而使科研成果更好地转化为生产力，创造经济效益和社会效益。
二、主要研究内容、关键技术及研究方法
（课题研究的创新点和内容，要解决的主要技术难点及采用的研究试验方法等）
1、主要研究内容
（1）膨胀土的本构关系及微观膨胀机理：
一是建立膨胀土在膨胀下的膨胀应变－膨胀应力关系，二是确定膨胀岩土隧道的土体微观成分组成及膨胀机理。
（2）膨胀性岩土与支护之间及初期支护和二次支护之间的相互作用关系。
（3）膨胀土隧道开挖后应力重分布规律。
（4）确定及优化支护参数、工法及工艺。
（5）信息化施工流程、监控控制指标。
2、关键技术及研究方法
本项目拟采用实态调查、理论研究与科学试验、生产实践相结合，理论研究与计算机仿真技术相结合的研究路线和方法。
理论研究主要针对以上关键技术问题中提出的数值模拟中的力学模型进行理论上的创新。
计算机数值模拟研究主要通过应用先进的大型通用有限元软件ANSYS进行对研究内容中相关的数值模拟问题进行数值模拟。
并通过实验研究手段对膨胀土隧道开挖过程中的内力变化规律进行室内实验，为建立相关的基础理论体系和数值模拟提供可靠的论证。
三、课题预期目标、经济技术指标和成果形式
1、课题预期目标
本项目拟新建山西中南部铁路通道郭家隧道、上庄1#隧道为工程背景，对开挖过程中的应力分布规律及施工工艺等关键施工技术进行研究。
预期完成的主要成果体现在以下几个方面：
（1）以实态调查法为基础，建立普遍的膨胀岩土隧道开挖的经验。
（2）以本隧道为依托确定不同施工工艺条件下的应力分布规律，及长期大
气影响的膨胀力大小变化规律，为膨胀岩土隧道衬砌的设计提供依据。
（3）通过室内试验研究膨胀岩土开挖过程中的遇水膨胀的应力分布规律及膨胀力大小。
（4）建立适合膨胀岩土隧道开挖的施工工艺。
（5）确立适合膨胀性岩土隧道的信息化施工流程；
总之，力求使本项目成果达到国内外领先水平，为膨胀岩隧道施工力学研究及工艺优化打下坚实的基础。
2、特色与创新
本项研究主要是通过对膨胀土进行物性分析，确定膨胀土的物理基本参数，通过模型实验、数值模拟、现场测试方法来提出隧道在穿越膨胀土时的作用机理，及在膨胀时应力重分布的规律。
找出相应的对策，从而设计出一套针对膨胀土隧道结构设计和施工的技术，为将来编制相应的指南或规范提供理论依据和先导，更好地服务于设计和施工，从而使科研成果更好地转化为生产力，创造经济效益和社会效益。
3、成果形式
（1）形成报告一份。
（2）发表与本项目研究成果有关的核心期限以上论文3～5篇。
（3）通过省级以上鉴定，达到国际领先水平。
四、课题的年度计划及年度目标
年度
计划及目标
2010年8月20日～2011年3月31日
完成现场测试；
确定在不同施工工艺条件下的应力分布规律，及长期大气影响的膨胀力大小变化规律，为膨胀岩土隧道衬砌的设计提供依据。
2011年4月1日～2011年8月31日
完成实验室试验；
通过室内试验研究膨胀岩土开挖过程中的遇水膨胀的应力分布规律及膨胀力大小。
建立适合膨胀岩土隧道开挖的施工工艺；
确立适合膨胀性岩土隧道的信息化施工流程。
2011年9月1日～2012年4月30日
完成理论分析，准备资料，进行项目结题。
五、课题参加单位及主要研究人员
参加单位名称
研究任务及分工
中铁二十一局山西中南部铁路通道ZNTJ-13标指挥部
提供技术资料及工作条件
西南交通大学
通过对膨胀土进行物性分析，确定膨胀土的物理基本参数，通过模型实验、数值模拟、现场测试方法来提出隧道在穿越膨胀土时的作用机理以及在膨胀时应力重分布的规律。
课题
负责人
性别
年龄
职务职称
研究任务及分工
全时率
所在单位
冯建军
男
39
高工
技术总负责
75%
中铁二十一局
主要研究人员
仇文革
52
教授
博导
技术负责
25%
邓兴安
42
施工负责
数据分析
吕剑
30
工程师
赵德刚
43
现场负责
高善一
40
教高
现场测试
数值分析
张德昌
37
100%
毛云辉
33
彭孝平
32
助工
龚伦
副教授
50%
舒磊
35
中铁设计咨询集团公司
赵民有
46
张志才
47
晋豫鲁通道公司
（全时率100%、75%、50%、25%）
六、经费预算单位：
万元
经费来源预算
经费支出预算
科目
预算数
来源预算合计
352
支出预算合计
一、股份公司计划拨款
25
一、人员费
50
二、国家拨款
二、设备费
190
三、省市拨款
1、购置费
80
四、单位自筹款
327
2、试制费
五、银行贷款
3、租赁费
六、其他来源款
三、相关业务费
90
1、材料费
20
2、燃料及动力费
10
3、测试及化验费
4、会议差旅费
5、资料费、咨询费
6、文整费
四、课题管理费
5
五、其他费用
17
七、分年度拨款计划单位：
计划拨款总额
首次拨款
（2011年）
中间拨款
（年）
结题拨款
17.5
7.5
八、合同签定双方意见
股份公司科技部（甲方）（章）
负责人（签字）年月日
课题承担单位（乙方）：
中铁二十一局集团有限公司（章）
课题负责人（签字）年月日
开户银行：
建行兰州市铁路支行营业部
帐户名称：
中铁二十一局集团有限公司
帐号：
79796
九、共同条款
1、合同双方共同遵守《股份公司科技开发计划管理办法》（以下简称“办法”），若有争议时，按“办法”有关规定处理。
2、乙方必须按要求编报年度计划执行情况及时上报甲方，逾期不报，甲方有权终止拨款。
3、合同执行过程中，乙方如需变更合同，应根据“办法”中有关规定，向甲方提出变更内容及理由的申请报告，经甲方审核批准后实施。
甲方提出变更合同书有关内容时，要与乙方协商达成书面协议后实施。
在变更合同未经双方确认前，双方仍应履行原合同书内容。
4、乙方课题经费开支应符合财务管理有关规定和“办法”经费开支范围要求。
5、甲方根据“办法”的规定，及时向乙方拨付经费，并监督经费使用情况。
对不符合规定的开支，甲方有权提出调整意见。
6、遇下列情况之一，甲方可通知乙方终止合同：
（1）课题所需自筹资金等条件长期不落实的；
（2）经论证，课题所选技术路线、方案已无实用价值，或依托的工程项目发生较大变化致课题无法进行的；
（3）参加研究开发的合作单位或课题人员发生较大变化，致课题无法进展的。
（4）乙方违反财经纪律弄虚作假、截留、挪用、挤占课题经费情节严重的。
7、合同执行过程中，甲方无故中止合同，所拨经费、物资不得追回，并承担善后处理所发生的费用。
8、双方协议的其他条款如下：
其它未定事宜经双方共同协商解决。
仅供个人用于学习、研究；
不得用于商业用途。
Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;
notforcommercialuse.
Nurfü
rdenpersö
nlichenfü
rStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.
Pourl'
é
tudeetlarechercheuniquementà
desfinspersonnelles;
pasà
desfinscommerciales.
толькодлялюдей,которыеиспользуютсядляобучения,исследованийинедолжныиспользоватьсявкоммерческихцелях.
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