高寒地区单线隧道中心深埋水沟施工技术

在高纬度寒冷地区隧道建设中,由于气温低,地下水出露易结冰,影响隧道排水系统的正常使用,也会对隧道结构产生冻胀破坏。通过设置隧道中心深埋水沟的方式有效防止渗漏水冻结,使得隧道整个防排水系统在高寒地区有效运行。但由于单线铁路隧道净空限界小,施工作业空间狭小且中埋水沟开挖较深,加之中心深埋水沟施工的特殊性,交叉施工多,施工技术复杂、难度大,施工质量、安全、进度很难有效保证。结合阿拉套山隧道中心深埋水沟及其检查井施工经验,分析单线隧道中心深埋水沟施工工艺和关键技术。     

寒区隧道中心水沟的受力与施工关键技术研究

针对现阶段广泛使用的寒区铁路隧道中心深埋水沟的施工难点和受力特性进行了研究,用有限元方法重点计算分析了浅埋偏压隧道中心深埋水沟的受力特性,结果表明,中心深埋水沟开挖后隧道结构水平和竖向变形有明显增大。     

深埋隧道三心拱洞室平面应变模型试验研究

随着隧道的埋深增加、地应力将进一步增加、岩体变形的非线性效应进一步显现,为研究深埋隧道围岩的受力变形特点,以重庆市共和隧道为工程背景,进行深埋隧道平面应变模型试验研究。自行研制了满足工程围岩抗压强度、弹性模量、抗拉强度、泊松比、内摩擦角等指标要求的相似材料,应用内窥摄影技术,全程跟踪了模型试验破坏的全过程,采用过程分析的方法,研究高应力条件下隧道关键部位的变形特征、裂纹演化特征。试验结果表明,高应力条件下,洞室围岩变形局部化现象严重,变形发展呈现阶段性、延发性和不对称性;初始围岩损伤是后期急剧破坏的诱因,整个破坏过程可以分为:裂纹局部扩展、裂纹急剧贯通、残余强度三个阶段;已破坏岩体仍然具有承载能力,其残余强度对围岩稳定性具有重要意义。     

公路隧道中心水沟非开挖修复技术研究

以甘肃省某高速公路隧道中心水沟结晶堵塞、无法疏通等问题为研究对象,通过中心水沟检查井、路面钻孔、探坑检查等手段,揭示了隧道病害的主要原因,通过综合比选,采用水平定向钻非开挖修复中心水沟的处治方案。应用结果表明,水平定向钻非开挖技术施工便捷、环保、经济、不需要中断交通,能够实现隧道中心水沟的微创重构,具有良好的推广应用价值。     

双连拱隧道模型试验研究

结合某双连拱隧道实际工程,利用相似模型在Ⅱ、Ⅲ类围岩条件下,采用三导坑法、双导坑法和中导坑拓展法三种施工方法进行模型试验研究。得出：最大的周边径向位移发生于拱顶,其次为拱腰部位,径向位移收敛警戒值的范围不能超过10 mm；从洞室的失稳特征分析,衬砌最容易在隧道边墙及中墙与衬砌搭接处出现裂缝；通过模型试验得出了连拱隧道在Ⅲ类围岩中采用中导坑拓展法施工,对围岩扰动较小,有利于隧道稳定的结论。     

用于寒区隧道深埋水沟的透水混凝土性能影响因素研究

透水混凝土作为可预制的回填材料,可以在很大程度上满足隧底水沟透水性的功能要求,是作为新型深埋水沟周边回填材料很好的选择.评价透水混凝土工作性能的两个主要指标强度和透水性,主要受到水灰比、砂率、骨料粒径等多种因素的影响.通过采用L9(34)正交试验,以混凝土28 d单轴抗压强度和透水系数为指标,分析了水灰比、砂率、骨料粒...     

水平定向钻技术在公路隧道中心水沟修复中的应用

隧道中心水沟失效会造成路面渗水病害,特别是北方地区冬季结冰后,将严重影响行车安全,传统施工方法需开挖路面,交通中断,无法满足保通要求。论文以G30连霍高速公路天水甘泉隧道中心水沟疏通工程为例,分析了该隧道中的主要病害及成因,概括出水平定向钻技术技术的优势,介绍了该技术应用在疏通公路隧道中心水沟施工中的施工工艺、方法等。     

探讨铁路隧道中防排水施工技术

隧道施工部位的地质环境是决定其防排水施工方式的重要因素。铁路隧道施工实践证实,隧道防排水工程综合性强,必须坚持因地制宜、综合治理的原则。笔者结合自身多年的施工经验,重点介绍了铁路隧道防排水施工技术,以实现最佳的防水效果。     

鹿门隧道防排水施工技术

在隧道施工中,施工防排水是一个技术难题。鹿门隧道防排水施工中采取防、排、堵相结合,因地制宜,综合治理的原则,通过狠抓防排水细节施工,收到了良好的防水效果。     

动力排水固结模型试验设计研究

以广州国际会展中心一期工程动力排水固结软基处理项目为工程背景,根据相似理论并考虑实际工程因素,推导了模型试验相似判据,依此进行模型试验设计,在模型试验制作实施中,给出了模型试验箱制作、模型土层模拟、加载系统模拟、测试系统模拟、研制了数字控制及数据采集系统,给出了试验测试方法,并进一步进行了贴近实际施工工艺的室内模型试验,使动力排水固结加固机理的研究更加深入.     

隧道仰拱与钢筋砼中心水沟机械化施工技术

依托贵南铁路GNZQ-3标独山一号隧道开展了基于可折叠式全弧液压模板的隧道仰拱分仓浇筑施工工艺研究与实际应用,对隧道仰拱标准化施工工艺及配套工装设备进行进一步优化,保证了仰拱混凝土浇筑质量,增加了模板周转次数,有效降低了施工成本.     

深埋排水盾构隧道钢纤维混凝土高刚性接头受力特性试验研究

为解决深埋排水盾构隧道管片衬砌的受力和变形问题,需在管片结构中采用高刚性接头。高刚性接头构造复杂,在施工及承载过程中容易出现接头位置混凝土开裂及手孔局部破坏现象,进而影响接头的承载与防腐性能。对钢纤维混凝土(SFRC)和钢筋混凝土(RC)高刚性管片接头开展正弯矩试验,研究钢纤维对深埋排水盾构隧道高刚性接头受力性能的影响。研究结果表明：在高刚性接头中掺入适量钢纤维可有效提高接头的承载及抗裂能力。SFRC高刚性接头和RC高刚性接头的混凝土开裂荷载相同,但SFRC高刚性接头达到正常使用极限状态时的荷载抗力为RC高刚性接头的1.2倍。与RC高刚性接头相比,SFRC高刚性接头的承载力提高约15%;且接头破坏后,SFRC高刚性接头受压区与手孔附近混凝土裂缝的数量、宽度及分布范围相较于RC高刚性接头明显减小。     

重叠隧道盾构施工对先建隧道影响模型试验研究

针对软土地区重叠盾构隧道施工中,由于不同开挖顺序及不同推进速度下既有隧道位移和内力变化规律,设计了4组模型试验,试验结果表明,先上后下施工时,下线隧道的施工引起上线隧道纵向的沉降,且上线隧道管片环向内力发生偏转,拱底两侧内力变化最大;先下后上施工时,上线隧道的施工引起下线隧道纵向隆起,且下线隧道管片环向内力发生偏转,拱顶两侧内力变化最大;不管何种施工顺序,都会引起隧道纵向附加内力,但纵向内力表现为波动性和临时性。从纵向位移及既有隧道的内力改变来看,先下后上施工顺序的安全性优于先上后下的施工顺序。在重叠盾构隧道施工过程中,既有隧道的附加变位和内力值均随着推进速度的增大而增大,并且推进速度的影响范围也相应增大,所以在施工期间,应合理控制盾构机的推进速度,以免对近接既有隧道的结构安全造成较大的影响。     

地表堆载作用下盾构隧道纵向受力机制试验研究

通过开展室内模型试验,探究地表堆载诱发下盾构隧道纵向受力变形特性。应用3D打印技术制作的盾构隧道模型,可以较好地反映真实盾构隧道管片结构特点,克服精细化盾构隧道模型制作困难的问题。首先通过开展盾构隧道模型集中荷载试验,探究盾构隧道纵向等效抗弯刚度变化规律;其次开展地表堆载试验,研究地表堆载诱发下盾构隧道受力与变形特征。试验结果表明：盾构隧道纵向等效抗弯刚度有效率并非一个常量,而是随着集中荷载增大而减小,本试验得到其值在0.176～0.044范围;在地表堆载诱发下,盾构隧道拱顶沉降呈正态分布曲线形态,主要沉降范围在加载宽度范围内;地表堆载作用下拱顶土压力分布变化特点与拱顶沉降相似;随着地表荷载增加,通过隧道中间环四周土压力监测发现,拱顶土压力增量最大,拱底次之,拱腰最小;受地表荷载作用,盾构隧道衬砌结构发生“横鸭蛋”状收敛变形,其中拱顶位移最大,拱腰次之,拱底最小。试验结果揭示了盾构隧道结构变形特性和地表堆载条件下盾构隧道与地层相互作用机制,对突发堆载下既有隧道的保护提供了参考依据。     

严寒地区铁路隧道防渗排水施工技术研究与应用

严寒地区铁路隧道防渗排水施工是一项系统工程,同时防渗排水的施工质量直接影响隧道的使用寿命及铁路的运营安全。沈丹客专锦江山隧道受冰冻灾害影响较大,对隧道防渗排水施工提出了更高的要求,结合该隧道防渗排水施工的实例,简要介绍了防渗排水施工的一些具体做法。实践证明,该施工措施行之有效。     

大断面深埋黄土隧道锚杆作用效果的试验研究

 黄土隧道系统锚杆的作用效果问题一直是争论的焦点,依托正在修建的郑州—西安铁路客运专线大断面黄土隧道工程,采用现场对比试验方法对深埋黄土隧道系统锚杆的作用效果问题进行研究。为了使试验结果有可比性,选取试验条件基本相同的函谷关隧道洞身段作为试验段,分别设置有系统锚杆段45 m和无系统锚杆段45 m进行对比试验。对比试验的测试项目有：拱顶沉降、拱脚沉降、水平收敛、围岩压力、初支钢架应力及锚杆轴力等。试验结果表明：有系统锚杆段与无系统锚杆段的拱顶沉降和水平收敛基本相等;两者的土压力和钢架应力相差不大;锚杆轴力较小,且拱部锚杆受压,边墙锚杆受拉。综合分析后认为,拱部系统锚杆作用效果不明显,取消拱部系统锚杆可减少施工工序,加快开挖面的封闭和全断面初期支护的及早闭合,从而能更好地控制支护结构变形,并节约工程投资。     

深埋隧道围岩损伤破坏模式的数值试验研究

 深部岩体具有内禀特性。在开挖过程中，由于应力重分布导致围岩损伤破坏，传统岩体力学未能有效揭示其破坏机制。随着细观损伤岩体力学的发展，采用损伤观点解决深埋隧道围岩破坏问题逐渐显示出其优越性，但目前仅在均质性假设的基础上对应力状态和破坏判据进行研究，缺乏对其破坏全过程的相关研究。采用RFPA2D软件对通渝隧道二叠系栖霞组岩性为石灰岩且埋深超过1 000 m的K22+029断面在开挖过程中围岩的渐进破坏过程进行模拟，使用EMS–2型工程多波地震仪实测围岩破坏前、后波速的变化，定量模拟计算围岩损伤度的变化，揭示深埋隧道围岩破坏过程的损伤演化特性及损伤破裂过程中声发射、剪应力及岩体纵波波速等因素的变化特性，得出深埋硬岩隧道以拉剪型破坏为主，围岩破坏顺序依次为拱顶开裂→左、右拱肩裂纹扩展→左、右拱肩围岩深部裂纹；损伤过程中声发射事件数与围岩损伤程度近似成正比关系；损伤围岩表现出明显的非线性特性和损伤局部化特征。所得结论对于隧道施工支护具有指导意义，也为揭示深埋隧道围岩破坏机制进行有益的尝试。     

隧道防排水技术研究综述

对隧道防排水系统进行了简要介绍,从防水板施工技术、喷涂防水层施工技术、衬砌缝隙防水施工技术等入手,阐述了常用的隧道防排水技术,并就其技术理论及内容进行了论述,旨在为工程建设提供简单技术理论支持。     

深埋隧道岩爆灾害及其预防的关键技术研究

岩爆是深埋隧道建设面临的一类危害性极大的地质灾害,这类灾害制约了深埋隧道的建设并引起了学术界和工程实践的广泛关注。基于理清岩爆的特征和系统的总结岩爆灾害的预防技术的目的,通过对已有相关研究成果和工程实践经验进行了全面的总结梳理。结果表明,岩爆的影响因素非常多且机制复杂,工程实践中已形成了单一判据、复合多元判据及系统工程判据的多种预判方法。通过预测圈定岩爆的时间、地点、危险程度等,可在不同阶段有针对性的采取防治措施以降低岩爆带来的危害。     

褶皱构造体中深埋隧道岩爆机制与隧道断面适宜性研究

地质构造对岩爆具有重要的影响。以大瑞铁路高黎贡山深埋隧道为工程实例,在野外地质调查、岩石力学测试分析、地应力测试分析等研究基础上,采用ANSYS大型有限元数值软件模拟分析在现今构造应力场中,在褶皱构造带岩体中开挖隧道所引起的隧道围岩应力重分布特征,对不同工况组合条件下深埋隧道的岩爆特征进行深入分析和研究,并就可能发生岩爆的部位和岩爆强度进行预测。研究表明,岩爆发生强度与隧道所在地质构造体中的不同部位和隧道形状具有较大关系:当马蹄形隧道位于向斜核部、圆拱直墙形隧道位于背斜核部和褶皱翼部且隧道轴线与褶皱轴线相平行时发生岩爆的可能性最大,而当隧道轴线与褶皱轴线相垂直时发生岩爆的可能性较低。隧道规划建设宜选择在隧道轴线与褶皱轴线相垂直等部位,或当隧道轴线平行于褶皱轴线时选择适宜性较好的隧道断面,以减弱岩爆对隧道工程的影响。