水下隧道二次衬砌支护时机及力学效应研究

水下公路隧道二次衬砌施作时机的选择对隧道的安全修建至关重要,目前国内对此相关研究相对较少。基于此,文章以某软弱围岩水下公路隧道为工程依托,采用有限元分析软件ANSYS对隧道开挖在不同二次衬砌支护时机的力学效应进行数值模拟及对比分析,得出了依托工程水下公路隧道二次衬砌施作的最佳时机,为类似隧道工程的施工提供借鉴与参考。     

某高速公路隧道二次衬砌安全性分析

二次衬砌作为Ⅲ类以下围岩隧道的主要承载结构和最后一道防水防线，其结构安全对隧道工程质量起着至关重要的作用。首先根据公路隧道设计规范和普氏地压理论，对某高速公路隧道围岩压力进行计算，为现场二次衬砌压力实测值提供了可比较的参考标准。然后，根据二次衬砌压力实测值，应用同济曙光软件对最大实测压力断面二次衬砌结构内力进行数值计算，根据规范对二次衬砌轴力和剪力设计值进行计算，并基于数值计算结果对二次衬砌进行了结构强度校核。最后结合隧道设计、工程地质、施工及地质雷达探测情况，分析了该隧道加宽段及其附近二次衬砌压力明显偏大和产生细小裂缝的原因。     

某公路隧道二次衬砌厚度偏差值影响分析

隧道二次衬砌对隧道结构安全,起着至关重要的作用。为了有效解决和控制二次衬砌厚度不足产生的问题,以某公路隧道为工程背景,对二次衬砌厚度设计和实际施工偏差值进行分析,选取具有代表性的衬砌断面,采用有限元方法,建立数值计算模型,对不同范围的偏差值进行建模分析,得出二次衬砌厚度偏差值在不同范围应采取不同的处治措施,并对处理范围进行了划分。该模拟分析结果对同类隧道工程二次衬砌厚度不足的处理具有一定的借鉴作用。     

大跨度断面隧道二衬施工技术

结合广州绕城公路龙头山隧道工程实践,分别从拆撑换撑作业、模板施工、混凝土、监控量测等方面比较详细的论述了大跨度断面隧道二次衬砌施工技术及注意事项,对以后类似大断面隧道二次衬砌施工具有一定的指导作用。     

隧道仰拱及二次衬砌施工工艺及技术要点

仰拱与二次衬砌是隧道的重要组成部分,其关系到隧道是否稳定、安全。仰拱及二次衬砌施工是隧道施工过程中的关键工序之一,一要精细、二要严格,以确保隧道结构的整体性,避免隧道因结构失稳、造成路面沉降开裂、翻浆冒泥等现象不会在隧道交付使用过程中出现,保证隧道安全及正常运营。本文结合某隧道工程仰拱、二次衬砌施工工序及施工方法进行详细的阐述,总结了施工过程中的技术要点和注意事项,希望可以给隧道施工参与者起到参考作用。     

全液压自动行走混凝土衬砌台车结构受力计算

目前,我国隧道施工多数采用混凝土衬砌台车。混凝土衬砌台车是隧道施工过程中二次衬砌不可或缺的非标产品,主要有简易衬砌台车、全液压自动行走衬砌台车和网架式衬砌台车。全液压衬砌台车又可分为边顶拱式、全圆针梁式、底模针梁式、全圆穿行式等。在水工隧道和桥梁施工中还普遍用到提升滑模、顶升滑模和翻模等。全圆式衬砌台车常用于水工隧道施工中,不允许隧道有混凝土施工纵向接缝,在水工隧道跨度较大时一般使用全圆穿行式;边顶拱式衬砌台车应用最为普遍,常用于公路、铁路隧道及地下洞室的混凝土二次衬砌施工。现着重介绍公路隧道施工中常用的全液压自动行走混凝土衬砌台车结构受力的简单计算。     

谈客运专线隧道二次衬砌施工质量控制探索

简单介绍了客运专线隧道二次衬砌工程的概况,了解了客运专线隧道二次衬砌施工流程,通过对客运专线隧道二次衬砌施工质量中存在的问题进行分析,探讨了加强客运专线隧道二次衬砌施工质量控制的有效措施,以保障客运专线隧道二次衬砌施工质量。     

浅谈如何防止公路隧道衬砌混凝土表面缺陷

结合公路隧道二次衬砌施工中容易出现的混凝土表面缺陷,从衬砌混凝土施工前期条件、原材料选用及配比优化、施工工艺及施工管理等方面提出了混凝土表面缺陷的预防措施,从而提高公路隧道衬砌混凝土的质量。     

公路隧道二次衬砌厚度不足数值分析

在满足现有设计规范的前提下,通过大规模三维数值仿真,研究了公路隧道二次衬砌厚度不足对隧道结构的影响.主要包括了S5b与S4a衬砌结构形式二次衬砌截面拱顶、墙脚部位的检算、抗压强度、抗拉强度、抗剪强度均可满足规范要求,二次衬砌可以保证工程运行期的长期稳定性.     

盾构隧道双层衬砌横向力学结构参数优化研究

随着水下盾构隧道建设及运营环境日益复杂,安全要求日益提高,盾构隧道双层衬砌有望在工程中得到较为广泛的应用。本文依托武汉轨道交通8号线越江隧道工程,采用双层衬砌盾构隧道三维壳—弹簧力学分析模型,研究了不同工况下二次衬砌强度及厚度对双层衬砌内力及变形的影响,并对二次衬砌是否应当配筋的问题进行了探讨。研究结果表明:二次衬砌强度变化对管片衬砌结构内力影响甚微,但二次衬砌弯矩量值略有提高,同时通过提高二次衬砌强度来抑制隧道竖向变形的效果不明显,考虑到工程造价问题,二次衬砌强度不宜过高,取C40为宜;二次衬砌厚度增加对管片横向内力影响甚微,但对其结构受力有不利影响,综合考虑隧道运营期火灾以及列车撞击等因素,二次衬砌厚度取30~40 cm为宜;在外荷载增大情况下,二次衬砌拉应力量值显著增加,超过混凝土规范容许拉应力值,因此,实际工程中建议对二次衬砌进行配筋设计。研究结论可为盾构隧道双层衬砌的设计及施工提供有益的借鉴。     

大跨度浅埋隧道二次衬砌结构静力分析

结合大跨度浅埋隧道衬砌的受力情况比较复杂的特点,通过对广乐高速公路某隧道的二次衬砌结构进行静力分析,验证了设计采用的二次衬砌厚度和配筋率是合理可行的,可为同类大跨度浅埋隧道的二次衬砌结构设计提供参考。     

层状岩层围岩隧道稳定性的探讨

首先分析了层状岩层围岩隧道受力特点,并提出层状岩层围岩隧道破坏机理及其四种典型失稳模型,结合湖南省常张高速公路关口垭隧道工程,利用有限元程序对不同倾角岩层围岩进一步分析了支护结构受力特点,总结出不同产状围岩的受力特征及相应二衬的最不利受力处,对今后相似层状岩层隧道设计及施工具有一定的参考价值和指导意义。     

浅谈隧道二次衬砌施工技术

本文结合重庆涪丰石高速公路隧道工程，对隧道二次衬砌施工技术进行探讨。     

Cracking mechanism of secondary lining for a shallow and asymmetrically-loaded tunnel in loose deposits

Tunnels constructed in loose deposits with low strength and complex composition are usually subjected to asymmetrical stresses at the entrance and exit. The secondary tunnel lining is prone to excessive deformation, cracking, or even collapse, seriously affecting the safety of tunnel construction and operation. In this paper, a large shallow highway tunnel in loose deposits is used as an example to study the cracking mechanism of secondary lining. Triaxial consolidated-drained shear tests are carried out on large remolded specimens to obtain the mechanical parameters of the surrounding soil. Three-dimensional numerical modeling is conducted based on the field monitoring data to simulate the process of tunnel construction and to analyze the mechanical mechanism of cracking in the secondary lining. It is shown that even with the 30 m advance pipe roof at the tunnel entrance, the apparent difference in stiffness between the retaining wall and the surrounding soil results in an obvious stress concentration at the spring of the secondary lining near the end of the retaining wall, due to the effect of highly asymmetrical stresses. In addition, loose deposits are very sensitive to construction disturbances. Large horizontal deformation towards the lower topography occurs during tunnel construction. With increasing overburden depth, the stress concentration at the spring level and the horizontal deformation in the secondary lining increases, which are the main reasons for cracking in the secondary lining. These findings can be useful for tunnel design and construction in the similar type of loose deposits.     

BIM技术在隧道衬砌病害信息可视化中的应用

对BIM技术在运营公路隧道衬砌结构病害检测结果信息可视化展示中的应用展开了研究,通过对AutoCAD和Revit的二次开发,实现隧道衬砌病害的三维可视化。所实施的方法为:将公路隧道的结构进行解构,以便在BIM软件中建立隧道各个构件的空间模型;结合隧道结构特征,推导出将CAD平面图形元素映射到三维隧道空间结构的转换公式;提取隧道病害展示图中特征点的关键参数,把提取的隧道病害的参数进行坐标换算,将隧道病害元素映射到隧道结构的空间模型上,实现了衬砌病害从二维向三维的转化。通过BIM技术展示衬砌病害的三维可视化,为公路隧道的维修养护工作提供便利。     

大跨软岩隧道二衬合理支护时机的分析与优化

随着我国高速公路大规模的建设,新奥法的基本理念已经被广泛应用于大跨软岩隧道施工中,因此,支护时机的选择尤为重要。以集呼高速公路金盆湾隧道为例,应用大型通用软件ANSYS建立有限元模型,采用弹塑性方法及Drucker-Prager屈服准则,进行二维平面应变模拟。数值模拟CD法施工时不同荷载释放系数下的开挖与支护,通过分析隧道围岩受力状态、围岩变形、初期支护结构力学性能变化及现场监测结果,初步确定二次衬砌的最佳支护时机。     

隧道与斜井交叉段用钢纤维砼支护受力研究

空间交叉结构受力复杂性及其支护结构适应性是近年来长大公路隧道亟待解决的关键技术问题。采用喷射钢纤维混土做永久衬砌以替代复合式衬砌,可满足交叉结构承受弯曲应力作用下强度要求,同时从根本上解决了支护结构的施工性问题。从钢纤维混凝土(SFRC)抗拉韧性性能研究入手,通过四点弯曲试验,获得了钢纤维混凝土的裂缝宽度w与裂缝高度关系以及钢纤维混凝土开裂后拉应力随裂缝宽度增加而降低的拉伸软化曲线。在有限元计算中,引入应变软化模量以及剪切滞后因子两个特征参数,对云山隧道与斜井(3#)钢纤维混凝土交叉支护结构进行三维有限元数值模拟,探明了钢纤维混凝土支护隧道交叉连接段局部范围内位移变形、裂缝分布、接触应力等演化的施工力学行为,研究结果可为采用钢纤维混凝土做永久结构设计、施工以及合理支护参数选择提供有益参考。     

高速公路隧道软岩大变形段衬砌裂缝及变形监测

结合福建省永安市至宁化县高速公路石林隧道工程,通过现场分析调查获得了隧道软岩大变形段二次衬砌表面开裂的基本形态,并基于多种技术手段对衬砌的表面变形及裂缝的发展进行了现场监测,结果表明,受软岩大变形灾害的影响,衬砌结构的安全性存在隐患,必须采取有效的加固措施以确保施工及运营安全。     

大断面小净距公路隧道现场监测分析研究

针对大断面小净距隧道的特点,对福建省鹤上隧道进行地表下沉、围岩内部位移、洞周收敛、拱顶下沉、围岩压力、衬砌内力等项目的监测工作。基于监测结果,分析该隧道围岩和支护系统的变形及受力特点,指出小净距隧道开挖影响的时空范围和隧道衬砌支护的最佳时机,并为支护体系的优化提供依据。研究结论可为类似条件下工程的设计、施工和监测提供借鉴。     

大断面纯黄土公路隧道施工技术研究

黄土在受水浸蚀后结构迅速破坏而引发的湿陷现象,对隧道的安全稳定和正常使用产生巨大影响。加之大断面隧道开挖过程中,对土体扰动大,极易发生地表开裂、拱部下沉、衬砌变形甚至塌方等严重问题。我国目前在大断面纯黄土公路隧道施工领域还没有成熟的经验可借鉴。本文结合神府高速公路大断面黄土隧道施工,总结出浅埋段采用双侧壁导坑开挖,深埋段根据地质情况分别采用双侧壁导坑法、单侧壁导坑法和三台阶七步流水法进行施工,并分析了三种工法的优劣和适用条件,为同类工程提供借鉴。