运营中的公路隧道病害调查统计与治理对策

通过对重庆市正在运营的2条隧道病害进行全面调查,分析隧道衬砌裂缝、渗漏水、衬砌背后空洞等病害的分布规律以及病害产生的原因;并据此给出不同病害的治理对策。为今后类似运营中的隧道工程的衬砌裂缝、渗漏水以及衬砌背后空洞治理提供参考和借鉴。     

运营隧道病害综合治理技术

以某运营隧道为例,通过病害情况的调查及地质雷达无损检测,从隧道衬砌开裂、渗漏水、衬砌围岩空洞、衬砌厚度不足、排水设施损坏等方面,分析了隧道的病害特征及产生原因,并针对各种病害类型,给出了具体的治理办法,取得了预期的治理效果,保证了隧道的正常运行。     

高速公路隧道渗漏水病害分析及治理措施

公路隧道近年来呈快速增长趋势。根据当前运营隧道病害分类的有关规定及统计资料,目前隧道病害主要表现在:隧道渗漏水、结构衬砌腐蚀裂损、仰拱变形损坏,约占隧道病害的75%以上。这些病害中衬砌开裂变形和渗漏水多发于投入运营5~10年的公路隧道。隧道渗漏水的产生将直接危及行车安全,制约着汽车的运行速度,阻碍正常的交通运营,给国民经济造成了严重的损失。通过对隧道渗漏水病害原因的分析,提出了相应的治理措施。     

基于机器视觉的隧道表观病害监测技术研究

随着在役隧道运营年限的增长,会产生诸如裂缝、渗漏水等典型表观病害,影响隧道的安全运营。如何通过有效的技术手段识别出各种病害,并将结果反馈给养护单位显得尤为重要。通过调研国内外隧道病害检测技术与方法,分析利用机器视觉技术对隧道典型表观病害的测量原理,结合计算机技术,开发基于变焦摄像头的隧道典型表观病害智能监测系统,实现了对隧道衬砌表观病害的智能识别与监测,并利用标定板在实体隧道中模拟裂缝和渗漏水情况。经实验测试,该监测系统可实现对隧道病害7×24 h实时监测,隧道表观病害在拍摄环境优良情况下,识别率可达95%,监测裂缝最小宽度0.2 mm,最小渗漏水面积50 cm²。采用该系统,可实现多处、多类型病害的识别与全天候监测。     

基于小波变换的隧道渗漏水自动识别

以隧道渗漏水的数字图像为研究目标,本文利用图像小波变换系数不同尺度间的关系,能较为容易的区分目标、背景和边界;然后根据渗漏水的特点,剔除误识别区域、连接目标区域。本算法对图像灰度值依赖性较小,很大程度上能够处理不均匀图像,这对准确找到渗漏水的位置很有帮助。实验结果表明,该算法能够较好的识别隧道衬砌渗漏水。     

隧道病害分级的现状及问题

随着我国隧道建设的快速发展，隧道病害问题日益突出。为了对隧道检测结果进行综合分析以便科学地评价隧道病害状况和提出切中要害的整治方案，就需要对隧道病害程度进行恰当的分级。本文对国内外隧道病害分级现状进行了综述，对衬砌裂缝、渗漏水、衬砌剥落、衬砌材质劣化、衬砌变形、冻害、鼓出、翻浆冒泥等病害的分级方法进行了详细的分析，最后提出了在隧道病害分级中还需要进一步研究的问题。     

运营期公路隧道不同形式渗漏成因及治理

运营期公路隧道衬砌存在不同程度的渗漏水病害,致使灾害性事故频发,严重影响行车安全。本文总结了公路隧道渗漏水常见的三种形式,并从工程地质与水文因素、设计、施工及运营养护因素等方面系统分析了不同渗漏形式下的病害成因,给出了隧道衬砌渗漏水治理方法及其适应性,并成功应用于华东地区某隧道渗漏水病害工程治理中,取得了良好的工程效果,从而为类似工程提供了一定的借鉴作用。     

杭徽高速公路连拱隧道渗漏水分析及治理

由于多种原因共同作用下,使得连拱隧道出现了衬砌开裂、渗漏水等病害;由于其复杂性,很难准确的推断出造成衬砌开裂、渗漏水等病害的真正原因;使得连拱隧道渗漏水病害出现了拱顶渗水和滴水,拱脚处渗水和淌水,施工缝部位渗水和淌水、以及局部涌水、涌泥等,在冬天则表现为顶部形成冰挂,侧墙形成冰柱,在道床形成冰堆、冰坡等。通过对杭徽高速公路七座连拱隧道渗漏水的的实地调研以及所处的地质水文条件的考察,分析其渗漏水的原因,并结合现有的隧道堵漏材料性能的研究,给出了有效防止隧道渗漏水产生的治理措施。通过渗漏水治理前后的对比,可以看出治理效果良好,对今后连拱隧道的防渗漏施工具有一定的参考价值。     

公路隧道病害分析及结构安全评价

结合江西某公路运营隧道病害问题,通过对隧道衬砌裂缝、衬砌渗漏水,衬砌厚度及二衬轮廓线等检测结果进行总结,从地质、设计和施工方面分析其各自病害产生的原因,并对不同围岩类型的危险断面进行结构安全验算,验算发现衬砌裂缝和衬砌厚度对隧道顶拱和拱肩的轴力、弯矩和安全系数影响较大,顶拱和拱肩部位得出的安全系数小于规范要求。根据病害原因分析和结构安全计算的结果,提出针对性治理建议。     

连拱隧道衬砌病害及其处治

以云南某公路隧道为例,研究了连拱隧道衬砌病害的特点及其产生的原因,在此基础上提出了处治对策.该隧道衬砌病害表现为开裂、剥落、渗漏水等.在中隔墙及其基础、边墙、拱部和仰拱部位都有裂缝,但以中隔墙上最多,剥落主要在中隔墙与拱部的结合部位附近.渗漏水多数出现于中隔墙与拱部的结合部位,部分裂缝也发生渗漏水.隧道衬砌的开裂原因包括地质、设计、施工等方面.对于衬砌开裂、剥落和渗漏水分别提出了处治方法.鉴于不良地质条件是造成以上病害的主要原因之一,提出了隧道内地基处治的方法.     

灾害环境下隧道不同部位漏水对于周围土体及平行隧道的影响研究

 针对盾构隧道在施工和运营过程中发生漏水引发的灾害问题,以盾构隧道单位面积发生一处线漏作为灾害的一种形式,采用考虑应力–孔压耦合的有限差分方法研究盾构隧道自不同位置发生漏水对于土体以及平行隧道的影响。研究发现,漏水量相同时,隧道不同位置发生漏水对于周围土体和平行隧道的影响有很大区别。对于周围土体,隧道漏水位置越靠近隧道底部,其对土体竖向位移场的影响范围越宽,对土体水平位移场的影响范围越深,平行隧道的存在会使地表变形趋于不对称且产生更大的曲率变形;对于平行隧道,不同位置漏水将会引发不同的位移模式,平行隧道的水平位移可能大于漏水隧道本身的位移。最后,根据隧道漏水对于其自身及平行隧道的不同影响,对漏水位置进行分区,在进行灾害治理和预防时需根据不同区域的不同影响进行针对性的处理。     

基于深度学习的盾构隧道渗漏水病害图像识别

随着城市地铁隧道急剧增加的养护需求,地铁盾构隧道结构病害尤其是渗漏水病害亟需快速精准的识别诊断。利用计算机视觉对盾构隧道进行健康检测是近年来国内外的一种新趋势,但目前渗漏水病害图像的识别效果尚不能满足实际工程的需要。在分析盾构隧道衬砌表面图像特点的基础上,将渗漏水图像分为6种类别,采用深度学习的方法,提出一种新颖的基于全卷积网络的盾构隧道渗漏水病害图像识别算法,并从图像识别结果、错检率和运行时间三个方面与大律法、区域生长法、分水岭法等传统图像识别方法进行对比分析。研究表明:基于全卷积网络的盾构隧道渗漏水病害的图像识别能够有效地避免管片拼缝、螺栓孔、管线、支架等干扰物的影响,特别是在克服管线遮挡方面具有优越的鲁棒性;与传统图像识别算法相比,提出方法在错检率和运行时间上具有较大优势,能够更好地满足工程需要。     

隧道衬砌渗漏水红外辐射特征影响因素试验研究

针对隧道渗漏水红外热成像检测问题,总结渗漏水红外辐射特征的影响因素(渗漏温差、流量、位置以及衬砌表面材料等),采用室内混凝土试块注水模拟各工况下隧道衬砌渗漏水,并利用红外热像仪记录分析渗漏水的红外辐射特征,研究不同因素对渗漏水红外辐射特征的影响规律.试验结果表明:渗漏水热图像呈现水流方向温度递减,水流横断面温度呈抛物线...     

提高地震区隧道超前地质预报准确性的措施

隧道超前地质预报工作已是隧道施工中不可缺少的一部分,特别是在不良地质段施工中更应重视这项工作。当前,隧道超前地质预报方法已经从单一的一种预报方法向两种甚至多种方法相结合的综合超前地质预报方法过渡。同时,随着近年来全球地震灾害的频发,针对地震区隧道超前地质预报体系的研究还不成熟,因此,在总结地震区隧道灾害特征及成因的基础上,采用短距离地质分析与长距离物探监测相结合的方法进行超前地质预报工作,再根据预报结果,对影响隧道围岩等级划分的地下水、主要软弱结构面产状、初始应力状态等影响因素进行修正,进而对隧道围岩等级进行动态划分,提高隧道超前预报的准确性,对隧道施工提供更为准确的指导。     

An expert system for prediction of Karst disaster in excavation of tunnels or underground structures through a carbonate rock area

Karst may become a very serious disaster in tunneling if there is no prediction or warning. We developed an expert system, based on expertise of Chinese experts in karst science and in underground engineering, for prediction of karst debacles when a tunnel is excavated through a carbonate rock area. This system has been demonstrated and affirmed by domain experts.     

管线渗漏水范围对浅埋隧道围岩变形和破坏的影响

 管线渗漏水是城市浅埋隧道施工安全事故的重要诱因,明确管线渗漏水对浅埋隧道围岩变形和破坏的影响规律是安全事故防控的基础。针对VI级围岩浅埋地铁隧道,采用平面应变模型试验研究管线渗漏水范围对围岩变形和破坏的影响规律。试验结果表明：(1) 管线渗漏水作用下,隧道尚未开挖就产生明显的地表沉降,随着渗漏水范围的增加,地表沉降值和沉降范围也随之增大,但当管线渗漏水范围到达拱顶后,其继续增大对地表沉降的影响程度明显减弱。(2) 管线渗漏水作用下,隧道开挖前地表即产生明显的竖向裂缝,随着地表沉降的增加,裂缝的深度和宽度均同步增加;隧道开挖后,地表竖向裂缝的深度和宽度随地表沉降的变化速率较隧道开挖前有所减小。(3) 管线渗漏水范围越大,隧道开挖后造成地层破坏的程度越剧烈;小范围管线渗漏水情况下,管线渗漏水范围对围岩破裂面形状的影响不大;中等范围和大范围管线渗漏水情况下,管线渗漏水范围的包络线和围岩破裂面高度吻合,且破裂面相对于无渗漏水影响的情况更为陡峭。     

浅议岩溶隧道施工变形监测

岩溶是山区隧道建设中常见的地质灾害。随着城市基础建设的加快,为方便交通,隧道的修建越来越多,这就使得隧道施工的安全问题变得日趋重要。本文就某岩溶地层的隧道变形监测进行探讨,这将对隧道的施工有重要的指导意义。     

Numerical simulation of TBM construction ventilation in a long diversion tunnel

A three-dimensional Renormalization-group (RNG) k-ε model has been performed for forced ventilation to the working face of a long diversion tunnel, taking into account the effects of air leakage and the frictional resistance along the tunnel. The case study involves the working face during TBM construction of the Xinjiang 81 Daban long diversion tunnel, China. Analysis of the flow-field distribution and the pressure distribution near the working face and tunnel outlet revealed the relationships among the air leakage rate per 100 m, pressure difference at the air leakage port, and quantity of air in the air duct. The simulation results show that the air flux, velocity, and leakage rate gradually decrease along the tunnel. The air leakage rate per 100 m increases logarithmically along with pressure growth when the latter is limited within a certain pressure difference range. A low-pressure area can be found on the duct wall near the air leakage port, and the pressure inside the tunnel gradually decreases from the working face to the tunnel outlet; the velocity is relatively high near the leakage port, and is low in the tunnel. The simulated results were in good agreement with the experimental work by Cigdem Aydin and Hui-min Wang, and the simulated axial velocities of the tunnel were validated with the empirical value.     

隧道衬砌质量缺陷的探地雷达图像分析

探地雷达广泛地应用于公路、铁路隧道衬砌质量检测中,本文通过实例分析总结了隧道衬砌存在的常见问题及缺陷与探地雷达图像的对应关系。结果表明,探地雷达能够对隧道衬砌实施连续扫描,图像直观,经济快速,能够确定出具有工程灾害诱因的缺陷,为隧道工程安全而有效的进展提供充分的科学依据。     

隧道渗漏水病害的影响因素研究

近年来,我国公路隧道得到了蓬勃的发展。调查表明,渗漏水是隧道工程中常见的病害之一,因此隧道渗漏水病害研究成为热点问题。从物理化学作用、降雨以及冻胀三方面入手,通过建立物理化学数学模型,结合单纯形Monte Carlo法求解得出整个系统中反应动力随总自由能变化而变化,并且结合实例说明了统计参数方差较大时反应趋于平衡;并且根据渗漏量以及冻胀力的计算分析可以看出,渗漏量与地下水位和衬砌厚度存在紧密联系,当衬砌后的空洞缺陷尺寸较大时,冻胀力也增大。本研究为隧道渗漏水防治提供借鉴。