城市隧道常见缺陷雷达图像特征研究

为了快速、准确地发现施工及运营阶段常见的洞内渗漏水、衬砌背后脱空、衬砌不密实、衬砌裂缝及衬砌厚度不足等缺陷,采用探地雷达进行检测。对城市隧道常见缺陷出现的原因进行分析,并提供相应的雷达图像进行研究,为城市隧道雷达检测提供参考和依据。     

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.     

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。     

铁路隧道衬砌脱空与渗漏水的预防措施

以实际工程为例,对铁路隧道中出现的衬砌裂纹、衬砌脱空和渗漏水现象进行了分析,并在此基础上提出了衬砌设计和制作方式,解决了隧道衬砌脱空和渗漏水的问题,具有一定的借鉴参考价值。     

纵向裂缝对隧道衬砌承载力的影响分析

 基于隧道衬砌拱顶结构1∶1的荷载试验,建立衬砌裂缝深度与衬砌刚度的关系,提出裂缝处衬砌刚度计算的梁弹簧模型。基于梁弹簧模型分析裂缝位置、裂缝深度和地层抗力对衬砌结构承载力的影响。计算结果表明：隧道拱顶安全系数随裂缝深度增加呈线性降低,裂缝深度为衬砌厚度的50%时,安全系数则降低78%;相同裂缝深度情况下,裂缝在拱顶时最不利,裂缝在拱腰、边墙以及拱脚时对结构安全系数影响较小;地层抗力对拱顶、边墙以及拱腰的安全系数影响较大,对拱脚的安全系数影响较小。     

隧道施工因素对衬砌结构安全性影响评价研究

施工中隧道衬砌背后空洞、衬砌厚度不足、衬砌混凝土强度不足、初期支护钢架间距不足、衬砌钢筋层间距不足等施工质量问题将直接影响结构安全。针对隧道施工因素,对隧道结构安全进行数值模拟计算分析,评价各施工质量因素对隧道结构安全性的影响。结果表明,各缺陷对结构影响按大小排序为:背后接触松散结构厚度钢筋层间距结构强度局部空洞钢架间距;拱顶和拱脚弯矩大,安全系数最低,设计及施工中宜采取加强拱顶及拱脚厚度、加强钢筋及抗拉锚杆布置等措施优化结构。     

铁路隧道病害有效整治技术研究

隧道工程施工中,其病害一直以来都很难避免,整治难度相对较大,整治费用更是相当地昂贵。文章从隧道工程病害的分类、成因等着手,从深层次,多角度的施工工艺、质量控制、技术特点进行分析,给出了隧道渗漏水、衬砌裂纹或裂缝、二次衬砌厚度不足、初期支护或二次衬砌背后脱空、仰拱或隧底虚碴、二次衬砌混凝土局部强度不足等的整治原则和针对性整治方法。最后,结合工程实际,提出了隧道施工过程病害控制的相关建议,以供同行或科技工作者分享、参考。     

甘肃某高速公路隧道二衬裂缝成因及整治技术研究

依托甘肃某高速公路8座隧道维修工程,以专项检测数据、现场调查及维修期间揭露的情况为依据,结合各个隧道的原设计、施工、运营、检测评估情况,采用排除法对隧道二次衬砌裂缝的成因进行了深入分析,指出衬砌产生裂缝的主因是隧底仰拱缺陷,其引发衬砌不均匀沉降,致使衬砌局部混凝土受拉产生裂缝,而衬砌背后脱空和厚度不足减小了衬砌刚度,引发应力集中效应进一步恶化了衬砌受力状态。以衬砌裂缝病害的发育情况和隧道质量缺陷(衬砌厚度、仰拱厚度)二者间的相关性情况为出发点,提出了针对衬砌裂缝产生原因的处治方案,取得了良好的维修效果。     

外水压下大断面公路隧道衬砌结构受力特性模型试验

矿山法修建的山岭隧道有的情况下对地下水采取排导式处理方案。当衬砌背后来水量超出排水系统能力时,将引起衬砌背后外水压增高,甚至导致隧道衬砌结构破坏。自行研制了隧道衬砌外水压力模拟加载试验装置,该装置通过形成负压环境,利用隧道结构模型内外气压差来实现外水压的模拟。基于隧道-地层复合模拟试验平台,开展了外水压下大断面公路隧道衬砌结构受力特性的室内加载模型试验。结果表明：衬砌结构在水土压力共同作用下,轴力呈锥形分布,拱脚轴力大于仰拱和拱部;弯矩呈蝴蝶型分布,拱脚处承受外弯矩,仰拱及拱顶承受内弯矩;轴力、弯矩随水压增加大致呈线性增大,偏心距逐渐减小,拱脚位置具有最大的偏心距,为外水压下隧道衬砌结构受力的最不利位置;依托隧道工程三车道及加宽带衬砌结构产生渗透性裂缝的外水压力分别为330kPa和420kPa,开裂裂缝主要出现在左右拱脚区域的外侧及仰拱内侧,为受拉开裂破坏,且随着外水压的增加,裂缝的渗透性急剧增大。此研究可为大断面公路隧道排水型衬砌在外水压力作用下结构安全评估提供参考。     

不同衬砌结构缺陷对隧道结构整体安全性的影响

为研究不同衬砌缺陷对隧道结构整体安全性的影响,以某实体隧道工程为依托,采用荷载 结构法建立有限元数值模型,分别对衬砌在正常状态、强度不足、厚度不足及背后脱空4种工况下进行数值计算,对比分析了不同衬砌缺陷对结构安全性的影响。结果表明:当隧道衬砌存在强度不足和厚度不足缺陷时,缺陷部位单元的安全系数减小,而其他部位的安全系数基本不变,随着衬砌厚度不足程度的加深,相应缺陷位置的安全系数也随之降低;当衬砌背后脱空面积较大时,衬砌脱空部位与其相邻位置处的剪力和弯矩均发生正负突变,衬砌结构受力与变形模式发生改变,脱空区域安全系数明显减小,但脱空部位相邻区域衬砌结构的安全系数反而增大,其他部位安全系数没有明显变化,与正常状态下基本保持一致。     

某铁路隧道衬砌脱空安全性分析及处治措施

衬砌脱空是铁路隧道运营过程中的重要安全隐患,为进一步明确衬砌脱空安全性影响,依托某铁路隧道缺陷整治工程,基于FLAC软件建立分析模型,探究了在不同脱空位置、不同脱空程度的情况下衬砌安全性影响规律,并结合工程实际制定了切实可行的整治方案,经多年检验证明了方案的有效性。研究结果表明:脱空主要不良影响在于恶化结构受力,降低结构安全性;脱空部位距离拱脚越近,内力增长越为明显,结构安全性越低;随脱空高度的增加,结构安全性逐渐降低,同时结构危险点从拱脚转移至脱空部位;出现非对称性脱空时,除脱空部位临近范围外,非脱空侧安全性均小于对应的脱空侧部位,故非脱空侧结构安全也需予以重视。     

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。     

减震层减震原理及跨断层隧道减震技术振动台试验研究

通过波函数展开法给出平面SV波入射下深埋圆形隧道"围岩—减震层—初期支护—二次衬砌"减震结构的动力响应解析近似解,分析了减震层厚度、弹性模量对衬砌结构动应力集中系数的影响,并开展了跨断层隧道抗减震研究大型振动台模型试验,通过分析跨断层及其设置减震层后隧道衬砌动力响应特性和破坏形态,得到以下有益结论:减震层与围岩弹性模量比越低,减震层厚度越大,衬砌动应力集中系数越小;减震层与围岩弹性模量的最优减震比在1/10~1/20,最优减震层厚度不宜大于0.2 m;跨断层破碎带隧道设置减震层可以明显降低跨断层衬砌结构加速度峰值和衬砌动应变幅值;断层处隧道衬砌裂缝分布数量多、复杂,多集中于拱脚、拱肩,并分布有剪切错动引起的环向裂缝,设置减震层后,断层处隧道衬砌裂缝明显减少,衬砌受力得到明显改善;断层处地表出现了平行断层方向为主的的贯通裂缝和大量斜裂缝,说明断层处以剪切破坏为主,设置减震层后,地表裂缝明显减少。     

隧道二次衬砌厚度不足及脱空原因分析与整治措施

高速公路、铁路等交通基础设施需求旺盛,山岭地区隧道施工越来越多。隧道二次衬砌厚度不足及背部空鼓现象将影响衬砌混凝土结构的耐久性,随着时间的累积,隧道衬砌会出现掉块、脱落等问题,影响行车安全。因此,发现隧道衬砌厚度不足及脱空要及时进行整治。论文结合工程实例,分析了衬砌厚度不足及脱空的原因,并提出了整治措施和施工方法,旨在为提高隧道施工质量提供借鉴。     

砂卵石地层非对称连拱隧道结构受力模型试验研究

针对砂卵石地层特性配制了围岩相似材料,利用自主研发的大型平面模型试验台架,对不同荷载条件下非对称连拱隧道的受力特性进行了深入研究,重点分析了衬砌外表面压力和结构内力的分布及变化特点,总结了隧道裂缝的发展规律和结构破坏过程。试验结果表明：非对称连拱隧道大洞衬砌外表面压力显著大于小洞,但两者分布规律相似,最大值均位于拱顶,其次为内侧拱肩,外侧拱腰处最小|左右洞室受力不对称导致隧道中墙存在明显偏压|注浆加固圈可以有效降低衬砌外表面压力,改善结构受力条件,提高结构稳定性。结构内力在加载过程中呈现出复杂变化,在裂缝产生之前,基本保持线性增长|首条裂缝出现后,结构内力重新分布,但总体上仍具有一定的承载能力|当裂缝充分发展,特别是当拱部出现裂缝后结构承载能力大幅下降。衬砌结构首先于内侧拱脚处出现纵向裂缝,随着荷载的增加,裂缝数量和宽度也逐渐增加且主要分布在靠近中墙一侧。     

衬砌背后空洞影响下隧道结构裂损规律试验研究

衬砌背后空洞的存在严重影响了围岩与衬砌之间的相互作用,极易引起衬砌结构破损并直接影响到运营安全。通过模型试验,系统研究了拱顶与拱肩背后存在双空洞条件下隧道结构裂损演化过程及衬砌结构轴力和弯矩的变化规律。模型试验结果表明:(1)衬砌背后双空洞的存在,严重影响隧道结构的受力状态,易导致衬砌结构承载力不足;(2)拱顶与右拱肩背后存在双空洞条件下衬砌裂缝出现的顺序为:仰拱内表面裂缝→空洞间衬砌内表面裂缝→拱肩空洞右侧衬砌外表面裂缝→拱顶空洞左侧衬砌内表面裂缝→左拱脚衬砌外表面裂缝→右拱腰衬砌外表面裂缝;(3)空洞尺寸变化显著改变了衬砌内力分布,空洞尺寸的增加,引起两空洞间衬砌结构轴力减小而弯矩增大,使两空洞间的衬砌结构破坏程度更严重;(4)衬砌背后空洞的位置及数量对隧道结构裂损过程有较大影响,衬砌背后存在双空洞时衬砌裂缝的传播过程更复杂。研究成果可为衬砌背后多空洞影响下衬砌裂缝病害的防治和修复提供参考。     

逐级加载下浅埋软岩隧道动力破坏振动台试验

浅埋隧道围岩的质量普遍较低,整体稳定性差,隧道震害表明强震作用下浅埋隧道极易发生震动破坏。通过开展V级围岩条件下浅埋隧道在小震下的震动响应和逐级加载下的震动垮塌振动台试验,研究了小震作用下围岩加速度沿地层的分布、衬砌结构的内力变化和围岩内部的水平位移变化规律,强震作用下衬砌结构裂缝开展和围岩震动垮塌。结果表明:围岩加速度随距地表距离的减小而增加,地表加速度约为拱顶处加速度的1.63倍,相同高度平面内靠近隧道的围岩振动具有一定的加强;隧道拱顶围岩内部的水平位移大约是拱腰围岩内部的1.23倍,围岩内部位移随着远离隧道而逐渐减小,随着震动烈度的增加而不断增加;隧道拱顶上方垮塌区形状近似漏斗,震动引起隧道衬砌结构拱脚处的轴力和弯矩变化最大,且拱肩和拱脚处裂缝分布最多,应加强拱肩和拱脚处结构的抗震性能。     

隧道工程常见通病的原因分析及防治

分析了隧道工程拱部脱空、渗漏水、裂缝三种通病的原因，并介绍了通病的防治措施，同时提出了施工中的注意要点，以消除隧道工程隐患，确保公路运输安全。     

隧道衬砌脱空及欠厚处治施工技术的应用研究

针对某公路隧道实际情况,在介绍其衬砌病害状况的基础上,提出隧道衬砌病害处治中需遵循的原则、衬砌脱空处治方法、衬砌欠厚处治方法与局部换拱实施方法,并简述隧道衬砌病害处治效果,即隧道的拱顶沉降与周边收敛均处在允许的范围之内,且没有产生裂缝与渗漏等病害,隧道运营状况良好,验证了该工程所用衬砌脱空与欠厚处治方法的有效性,为有类似病害的隧道提供技术参考。     

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。