软土地区既有盾构公路隧道结构损伤成因和表征

随着大量软土地区盾构公路隧道投入运营,隧道结构的损伤问题逐渐显现。介绍了设计、施工、隧道管片生产等因素导致的隧道结构早期性能损伤。同时研究了运营期特殊荷载(加载、卸载、地震、火灾、爆炸、水灾等)导致的隧道结构突发损伤、长期行为引起隧道结构耐久性不足和隧道结构变形等产生的损伤。最后指出盾构隧道结构的病害损伤主要表征在混凝土衬砌、连接螺栓、衬砌接头和路面结构等方面。     

盾构隧道的结构病害及其成因探析和治理措施

随着大量盾构隧道投入运营,隧道结构的病害问题逐渐显现。本文从影响和引起隧道结构病害的原因出发,对盾构隧道服役寿命期内其结构病害的情况进行了总结,阐述了盾构隧道结构病害、劣化的主要类型及其内在和外在的表征形式。事实显示,引起盾构隧道结构病害的主要成因包括:运营期特殊荷载导致的隧道结构突发损伤、隧道结构耐久性不足和隧道结构变形等长期行为产生的损伤。盾构隧道结构的病害和损伤主要包括管片和路面结构混凝土开裂、破损剥落;钢筋锈蚀且与混凝土粘结力降低;管片连接螺栓锈蚀或长期受应力腐蚀作用产生扭曲变形甚至断裂;隧道衬砌环纵缝的错台变形、接缝张开等;另外还包括隧道管片、衬砌接头、螺栓孔等位置的渗漏。     

盾构公路隧道结构性能检测评估指标及应用研究

就评价运营城市盾构公路隧道结构的整体功能性,安全性能和耐久性能的指标体系进行了研究,并提出了获得上述指标的运营盾构隧道结构检测方案的“三步法”和基于隧道结构纵向长期变形、营运隧道先验信息及踏勘结果的修正的隧道结构检测区段划分方法.最后以服役近40年的我国第一条越江隧道上海打浦路隧道为例,采用上述方法对表征该隧道结构当前性能的整体功能性、安全性和耐久性指标进行了检测并给出部分检测结果.结果表明,文中给出的指标体系基本能够反映运营盾构隧道结构的服役性能状态,采用文中提出的检测方案可准确的获得上述指标,从而对运营盾构隧道结构的服役性能现状做出有效判定.     

隧道结构服役性能动态监测现场试验研究

以上海市某地铁线路的盾构隧道段作为试验段,深入分析了以隧道沉降为代表的关键参数,通过监测揭示了盾构隧道纵向变化的规律和采用该技术手段大规模开展隧道结构服役性能长期监测的可行性。     

盾构隧道结构耐久性研究

盾构隧道处于复杂的侵蚀性环境中且耐久性影响因素错综复杂,已建工程中,由于耐久性失效每年造成巨大的经济损失。本文作者分析了盾构隧道结构耐久性影响因素,重点阐述了荷载与环境的长期作用对钢筋的锈蚀和混凝土的腐蚀影响,探讨了盾构隧道结构耐久性设计方法。     

公路隧道表观损伤检测方法研究

从公路隧道进行表观损伤检测的必要性出发,对隧道结构表观裂缝及渗漏水的检测方法作了分析,并通过工程实例进行了研究,从而有助于隧道运营养护,同时为隧道维护措施的实施奠定了基础。     

双线盾构隧道二次注浆对既有隧道结构影响研究

基于合肥市轨道交通2号线东延线三护区间平行下穿既有地铁2号线工程,采用FLAC3D软件构建盾构隧道精细化模型,分析不同二次注浆压力下盾构隧道下穿时对既有隧道结构沉降的影响。研究结果表明：二次注浆对既有隧道结构沉降有着显著影响,且注浆压力越大,影响效果越明显,为保证既有隧道结构的安全,注浆压力不宜过大,二次注浆压力应控制在0.3～0.4 MPa;二次注浆浆液配合比为水泥∶水玻璃∶水=0.5∶0.5∶1.0;盾构隧道下穿过程中,既有隧道结构最大沉降值与模拟值基本一致,且二者均呈减小趋势。研究结果可为新建盾构隧道下穿既有隧道结构设计提供一定的工程参考。     

盾构隧道小近距下穿既有隧道施工技术研究

在盾构隧道小净距下穿既有隧道,未对既有隧道内及周边进行加固的情况下,利用FLAC3D有限差分程序模拟计算了地表、既有隧道的沉降变形及二者间的土层最大主应力,参考数值计算的结果优化了盾构施工参数,当施工进入盾构隧道对既有隧道的影响范围内时对既有隧道进行自动化监测,根据监测结果进一步调整盾构推进参数,使得盾构隧道安全、快速通过了既有隧道,取得了良好的社会和经济效益。     

既有盾构隧道衬砌结构的安全性评估

科学合理地评估既有隧道的安全性具有重要的现实意义,是当今隧道界的热门课题.目前隧道的安全性评估理论研究还处于起步阶段,有待于形成完善的理论体系.本文借鉴桥梁成熟的安全性评估理论,在简单评述了盾构隧道衬砌结构的设计方法的基础上,研究了基于设计理论的盾构隧道衬砌结构安全性评估方法,并讨论了评估与设计的不同.通过研究可知:(1)基于设计理论评估既有隧道的安全性可以采用与设计新隧道相近的方法,易于为评估者接受和理解;(2)评估阶段能够获得比设计阶段更为全面准确的有关控制断面、荷载、结构分析以及截面尺寸和材料强度的信息;(3)在评估阶段避免了许多不确定因素,因此评估结果更接近隧道的实际状态.     

盾构近距离穿越既有地铁隧道变形控制措施研究

盾构近距离穿越既有地铁隧道施工风险较大,需采取专门的变形控制措施来保护既有隧道的结构安全,对变形控制措施展开研究十分必要。从下穿、上穿和夹穿3种工况出发,整理分析目前国内关于变形控制措施的研究现状,介绍不同工况下常见控制措施并进行分类,研究注浆加固、隧道内压重、MJS桩、加强型管片及隧道内支撑等几类常见控制措施的原理,分析其主要研究内容及研究成果,提出现有研究的不足并给出建议。     

软土地区盾构上穿越既有隧道的离心模拟研究

随着地铁网络不断完善,新建盾构隧道近距离穿越既有隧道的现象越来越多。盾构近距离穿越既有隧道的影响问题,比常规盾构施工的研究更为复杂。结合上海外滩通道盾构上穿越地铁 2 号线工程,采用离心模型试验与现场实测相结合的方法对盾构上穿越对周围地层及既有隧道的影响进行了研究。文中选用排液法在离心场中模拟盾构施工,在国内首次实现了在不停机状态下模拟隧道开挖卸载、地层损失和注浆过程,并分析了盾构上穿越施工引起的地层、新建隧道与既有隧道的纵向位移变化规律。通过现场实测数据分析了既有隧道在盾构上穿越过程中纵向变形与时程曲线的变化规律。     

局部冲击损伤对房屋结构性能影响的研究

运用数值模拟弹体对房屋冲击动态反应的整个过程，分析了这个过程中各个楼层结构的动力及结构的损伤程度，为军事和民用建筑物的鉴定与加固度提供参考。     

群洞效应对紧邻交叠盾构隧道及场地土地震响应影响的初步分析

随着地下空间开发利用的深度和广度的进一步发展,近距离、复杂、相互穿越的大型地下空间工程必将大量涌现,各地下工程必将影响到其他相邻地下工程的抗震性能。以武汉地铁二号线和四号线工程在洪（洪山广场站）中（中南路站）区间的紧邻四孔交叠盾构隧道为依托,建立不同隧道数目的计算模型,分析了00093;群洞效应00094;对近距离多孔盾构隧道地震响应以及对场地土动力特性的影响规律。计算分析结果表明：①下卧隧道能在一定程度上阻断地震波的传播,起到减震的作用;②上层隧道的存在降低了周围土层对邻近隧道的约束作用,即降低了邻近隧道的抗震性能;③00093;群洞效应00094;对场地土基本周期以及地表加速度放大效应的影响均不显著;④浅层上覆土层对隧道抗震性能及场地土加速度放大效应影响显著。     

震后火灾作用下大断面盾构隧道复合管片#br# 结构损伤及防水性能分析

为研究大断面盾构隧道复合管片在震后火灾作用下的结构损伤及防水性能损失,利用有限元计算软件abaqus建立复合管片与直螺栓接头的三维实体模型和密封垫压缩的二维数值模型,分析了地震及地震与火灾耦合作用下复合管片混凝土在螺栓孔处刚度损伤分布情况,研究了复合管片钢板在螺栓孔处的屈服分布情况,计算了地震及地震与火灾耦合作用下隧道密封垫防水性能的损失,结果表明：当采用RABT升温曲线模拟火灾时,大震导致的螺栓孔处混凝土刚度损伤在火灾作用后均超过90%,而中震工况在火灾作用后除螺栓孔顶部混凝土刚度损伤低于85%外,其余部分都超过90%;火灾作用导致螺栓孔处钢板屈服;防水密封垫在中震和火灾耦合作用后仍能保持较好的防水性能,但在大震和火灾耦合作用后,防水性能完全丧失。     

盾构隧道收敛与病害特征及性能相关性研究

基于南京地铁3号线九龙湖站—诚信大道站区间隧道收敛长期监测数据及结构检测成果,通过对收敛形态、数据与结构病害、性能的统计和指标分析获得以下研究结论:(1)隧道管片椭圆收敛形态主要以水平向“外扩型”为主,其长轴方向与水平线偏转角多处于±1～±30°之间;(2)收敛数值与裂缝数量、渗漏面积成正相关,但是与结构强度、错台量及壁后空鼓无明显相关性;(3)软土地层隧道收敛值＞60 mm时,管片纵向贯通裂缝数量明显增多,且最大宽度已达到或超过设计标准值0.2 mm。建议在软土条件下钢环加固标准设置为60 mm;(4)管片渗漏部位常发生于隧道水平线附近±30°范围,这与“外扩型”收敛椭圆长轴方向产生最大变形量Δ_max的范围相一致,进一步验证了收敛变形是导致接缝渗漏的主要成因。     

水压作用对通缝拼装管片结构力学性能的影响研究

以苏通GIL综合管廊工程为背景开展了通缝拼装方式下的原型试验,从水压对管片环的受力、形变及抗裂性方面着手,对通缝拼装条件下水压力对管片结构力学性能影响进行了研究。试验结果表明：①通缝拼装管片结构在拱顶位置出现较大的位移,水压力的增大对管片结构拱顶形变和整体椭圆变形的控制有良好的效果,但管片最大单点位移相比椭圆度更易达到限值;②通缝拼装管片结构建议取单点最大形变率2‰~2.5‰作为形变控制标准;③在高水压作用下通缝拼装管片结构的纵缝张开主要发生在封顶块附近,由于该处纵缝密集、结构刚度最小、变形最大所致,水压力的增大对该处纵缝张开有明显的限制作用,且可减小相应连接螺栓的受力;④水压力的增大会较大幅度地提升管片的抗裂性能,并减小管片主筋的拉应力,但也会使主筋的压应力和箍筋应力有较大幅度的升高;⑤水压力的升高在一定程度上提高了管片结构的受力性能,但高水压使管片结构处于高轴压受力状态,易发生纵缝处的压剪破坏,该破坏具突发性。研究成果对水下盾构隧道的设计具有重要的指导意义。     

盾构隧道管片接头破坏特征及损伤特性试验研究

破坏特征和损伤特性是管片接头失效分析和承载性能研究的重要内容,对于确保其受力安全具有重要意义.文章开展了正负弯矩下管片接头抗弯破坏试验,对接头混凝土裂纹和压溃、螺栓受力和变形及接头位移等宏观破坏特征进行了总结,采用声发射技术对接头混凝土损伤演化过程和分布范围等细观损伤特性进行定量分析.研究结果表明:高轴压下管片接头破坏...     

小净距平行盾构隧道施工先行隧道管片附加应力监测研究

通过现场监测,研究揭示小净距平行盾构隧道施工中后行隧道掘进引起的先行隧道管片附加应力的变化规律.介绍了管片附加应力测点布置及监测方法,分析给出了管片附加应力动态变化规律,研究了附加应力与后行隧道掘进距离的关系,对管片附加应力的最大值和稳定值进行了统计分析.监测结果表明,当后行隧道掘进到监测断面附近时,附加应力有突变量,水平直径处环向受到压力作用,环向应力的量值比纵向应力大.以期能为评价小净距盾构隧道施工相互影响程度及该类盾构隧道设计,施工提供参考依据.