纤维喷射混凝土单层衬砌施工技术探讨

摩天岭隧道通风斜井左洞,坡度大于24°,长度接近1400m,在此条件下进行施工难度极大,特别是在二次衬砌的施工中,斜井内大规模混凝土的运输、衬砌台车的加固、定位和模筑混凝土的振捣等作业的危险性很大,施工质量难以保证。因此,该工程施工中采用了相对简单、方便,但强度满足工程运营要求的纤维喷射混凝土单层衬砌。论文以摩天岭隧道斜井单层衬砌施工为工程背景,对大坡度斜井纤维喷射混凝土的工程特性及纤维喷射混凝土作为隧道永久衬砌的施工工艺等进行了介绍和探讨,其相关研究和结论直接服务和指导了摩天岭隧道的斜井施工。     

喷射混凝土强度概率统计规律及其可靠度分析

对某公路隧道喷射混凝土进行了现场钻孔取芯和室内抗压强度试验。在此基础上,对喷射混凝土强度进行了概率统计规律的分析,并利用所得的规律对其结构可靠度进行了计算和分析。结果表明,隧道工程施工中, 喷射混凝土强度的离散性很大;C25喷射混凝土强度的概型分布符合正态分布;喷射混凝土强度满足设计要求的可靠度仅为70%;喷射混凝土强度平均值虽然都超过了设计强度,但隧道喷射混凝土强度标准值没有达到设计强度。     

鹧鸪山隧道海拔修正系数的现场测试研究

目前国内外在海拔2400m以上无海拔修正系数的实测值。以高海拔特长公路隧道鹧鸪山隧道为依托,于2003-2005年对海拔400～4000m处烟雾海拔系数进行了现场测试,研究在营运隧道通风设计中烟雾海拔高度系数的合理取值,以对鹧鸪山隧道及类似高海拔地区公路隧道营运通风设计提供依据和参考。     

将军沟隧道支护结构断面形式优化分析

近年来,大量已建运营公路隧道发生漏水等多种形式的恶化现象已经引起了隧道工程界的关注,大量的研究表明,隧道结构的恶化现象在一定程度上是由于作用在隧道衬砌上的力或者是由衬砌混凝土的损坏引起的。因此,在隧道和地下工程的轴线选定以后,通过优化设计,不断地调整隧道和地下工程断面的几何形态,以改善支护结构的受力状态是隧道设计优化的最终目标。针对将军沟隧道工程,选取设计参数不同的4个支护结构断面,采用ANSYS有限元程序,对不同支护结构条件下隧道的受力、变形进行了数值模拟试验。数值模拟试验表明:选定4种支护结构断面形式,初次衬砌和二次衬砌的压应力都非常小;但考虑到拉应力对素混凝土的受力的不利影响,建议采用优化的结构形式,以减小拉应力。同时,考虑到隧道衬砌结构受力的最不利部位出现在隧道拱脚处,建议施工中加强对拱脚的支护,增加锁脚锚杆,以确保施工的安全。     

公路隧道衬砌混凝土火灾高温下的物理力学损伤规律

围绕公路隧道衬砌混凝土火灾高温下的物理力学损伤特征,通过大量的公路隧道衬砌混凝土试件烧蚀试验,及试件烧蚀后的探伤试验（超声波法、回弹法）、强度试验和刚度试验,系统研究国内公路隧道C20～C35常用混凝土标号区间的混凝土材料火灾损伤,给出各种工况下的损伤规律与表现特征。对公路隧道衬砌结构温度损伤形式进行划分,对混凝土材料的火灾后力学性能进行归纳分析,建立衬砌混凝土外观和力学指标与火灾温度的定性、定量关系,总结提出衬砌混凝土损伤等级,为定量与定性评价公路隧道衬砌混凝土损伤状况提供试验依据。     

公路隧道高性能湿喷混凝土配合比研究与应用

针对目前公路隧道湿喷混凝土现场喷射回弹量大、强度低、成本高、工作性能不佳等问题，通过在试验材料中添加流变控制剂(RC430),解决了砂率高、石屑含粉量高造成的混凝土粘稠现象，同时考虑水灰比、砂率、石屑占细集料比例和RC430含量4个因素，进行正交试验和现场实测，不断优化喷射混凝土配合比，以得到最佳湿喷混凝土配合比，并研制出一种高性能的湿喷混凝土。试验结果和现场应用表明：1)砂率对喷射混凝土回弹率的影响最为显著，最佳砂率为70%;2)水灰比对喷射混凝土强度影响最大，最佳水灰比为0.47;3)石屑占细集料比例为50%及RC430含量为0.4%时，其喷射混凝土工作性能最佳；4)金林隧道现场试验中，研制的高性能混凝土28 d抗压强度均满足设计要求，回弹率较普通喷射混凝土降低50%,综合经济成本降低。     

龙厦铁路象山隧道辅助坑道优化设计

为了进一步提升斜井的运输能力和满足施工通风的要求,将象山隧道原设计斜井断面做了进一步优化：将1、5#斜井原设计单车道加错车道断面变更为双车道断面;将2#斜井井身倾角优化为22°,斜长优化为507.98m;将3、4#斜井井身衬砌断面由三车道变更为四车道;5#斜井井位改移于线路前进方向右侧,与线路相交于YDK34+800里程处,与线路大里程方向夹角42°38′35″,综合坡度9.2%,斜长327.5m,并采用无轨运输双车道衬砌断面。优化后的隧道辅助坑道能够更加合理利用现场资源,加快施工进度,取得的经验值得在类似工程中推广。     

秦岭天台山隧道1#斜井取消衬砌支护的影响研究

为解决公路隧道通风斜井取消二次衬砌对洞室稳定性和通风造成影响的问题，根据秦岭天台山隧道1#斜井Ⅲ级围岩段的地层特点和施工情况，从规范符合性、结构的安全性和耐久性等方面入手，分析取消二次衬砌后该段洞室围岩喷锚衬砌安全性的问题。同时，依据相关规范和文献资料，对斜井Ⅲ级围岩喷锚衬砌段的沿程阻力系数进行修正，据此分析计算出隧道的风道压力损失，并与原设计的相关参数进行综合比较，确保在满足隧道通风系统设计要求的前提下节约工程造价。结果表明： 1）在地质围岩条件较好的地段，斜井取消二次衬砌满足规范要求，且具有足够的安全富余度； 2）在斜井喷锚衬砌的壁面粗糙度不超过30 mm、通风设备等参数增大10%的设计富余量，可抵消斜井段取消二次衬砌对该段压力损失的不利影响。     

矩形大断面水下隧道射流风机布设位置优化仿真

矩形大断面水下隧道具有"超宽扁平"化的特点,其结构区别于一般公路隧道,因此纵向通风中射流风机布设方式也呈现出明显的差异性。为了获取矩形大断面隧道射流风机最佳的布设位置参数,以获取最佳风机升压效果,保障射流风机高效运行,以太湖水下特长公路隧道工程为矩形大断面隧道模型蓝本,利用CFD软件Fluent建立隧道射流纵向通风方式的三维模型。通过仿真模拟计算得出升压影响系数判断射流通风质量,研究射流风机安装高度、横向净间距和纵向间距对纵向通风效果的影响。结果表明:射流风机升压系数与风机距顶壁距离成正比;当风机距隧道顶壁距离为1.2D～1.4D(D为风机直径)时,升压系数为0.897～0.931;射流风机横向间距不断增加时,升压系数先增加再减小,当风机横向间距为2D～2.4D时,升压系数可超过0.9;随着射流风机纵向间距的增加,其升压系数先增加再减小,当风机纵向间距在140～170 m时,升压系数为0.887～0.936。综上,考虑到建筑限界等条件,射流风机的最佳布设位置应为:距隧道顶壁1.2D～1.4D处,风机横向间距2D～2.4D;风机纵向间距140～170 m,最优间距为150 m。     

公路隧道衬砌台车模板质量控制关键技术

公路隧道使用钢模台车衬砌已有多年历史，随着经济的发展，对环境的美化要求越来越高。因钢模台车制造质量直接影响隧道的成型效果，所以工程施工单位对钢模台车的制造质量要求也不断提高。衬砌台车是按隧道的设计衬砌断面及混凝土浇筑速度等参数设计而成。通过变换不同的...     

西汉高速公路秦岭Ⅰ号隧道通风斜井方案优化

坡度14％（8°）～70％（35°）、长度在300m以上、断面为55～62m2,包含开挖、支护、二衬及中隔墙全工序作业的反打斜井,国内在此之前尚没有这样的设计和施工先例。在进行调研分析和相关模拟试验的基础上,对设计方案进行了比选优化,采用无轨常规施工设备顺利地建成了通风斜井工程。     

米仓山隧道深大竖井建井新法

为解决目前公路行业面临的大直径竖井建设缺乏相关规范支撑和竖井主要采用复合式衬砌及单行掘砌作业带来的工序复杂、建井速度慢、缺乏相应施工机械配套和安全性较差等难题，通过吸收煤矿深大竖井主流支护与掘砌技术，结合公路运营情况考虑送风井与排风井分设或通过中隔墙合设的布置方式，在公路行业现有支护与掘砌技术的基础上，对米仓山隧道通风竖井进行多方案研究，最终选定单层模筑混凝土衬砌与短段掘砌混合作业单井布置方案，并采用该方案安全快速地建成净直径9 m、深431.8 m的深大竖井。工程实践表明： 1)在同等通风面积下双井工程量要小于单井工程量，但由于其配套施工设备造价高，单井造价要低于双井造价； 2)单层模筑混凝土衬砌与短段掘砌混合作业方式在进度和施工安全等方面优于复合式衬砌及掘砌单行作业方式，可作为公路深大竖井建井新方法。研究结果可为今后深大竖井的修建提供技术支撑和为规范的修订积累经验。     

大断面公路隧道二次衬砌受力特性模型试验

为研究大断面公路隧道运营期二次衬砌受力特征,开展室内相似模型试验,采用主动加载方式模拟隧道在运营过程中承受的围岩压力,对3车道和加宽带2种断面二次衬砌受力、变形及破坏规律进行研究。试验结果表明： 1）按规范设计的大断面隧道衬砌结构在设计荷载作用下内力和变形均较小,结构具有较高的安全储备; 2）衬砌各截面内力（弯矩、轴力）随围岩压力的增加呈现先慢后快的增加趋势,偏心距则呈现逐渐减小的变化趋势; 3）开挖断面越大,内力控制截面越多; 4）开挖断面大小对衬砌变形及破坏形态也有一定影响,断面越大,拱顶、边墙变形越大,衬砌各部位开裂荷载差异越明显,且衬砌开裂过程持续时间越长。     

特长公路隧道风机房典型双T型结构稳定性分析

隧道空间交叉结构受力特性及其稳定性是近年来长大公路隧道亟待解决的关键技术问题。通过对隧道风机房典型双T型交叉结构三维有限元数值模拟，研究了在双T型交叉结构建设过程中围岩的变形规律、影响范围以及结构自身的受力特性等。结果表明:随着隧道开挖，交叉结构受到的影响程度为:叠加区 > 影响区 > 普通区；小断面中围岩与衬砌间主要作用为抗剪，大断面中围岩与衬砌间主要作用为抗拉；结构存在一定的偏压现象，在对交叉结构进行设计施工时要注意对偏压部分进行局部加强。     

基于驾驶工作负荷的高海拔地区隧道照明亮度分析

为研究高海拔地区与平原区驾驶员驾驶工作负荷差异特性以得到适用于高海拔地区的隧道照明亮度需求，以及客观量化高海拔地区公路隧道照明设计与管理标准提供理论、方法与技术依据，基于驾驶员驾驶工作负荷理论，从驾驶视认安全、稳定和舒适性的角度，分别在道路运行条件相似的江西宜安Ⅱ级公路和青藏公路高原青藏段（公路－Ⅱ级）设计实车试验进行定量研究。1）运用CART分类方法分析实地驾驶试验数据，发现海拔高度与驾驶员正常行驶的驾驶工作负荷之间呈正相关关系： 平原区驾驶员驾驶需求最低、驾驶工作负荷度最小，海拔高度3 200～3 300 m驾驶工作负荷度居中，海拔高度4 300～4 400 m驾驶工作负荷度最大。2）通过分析得到高海拔地区驾驶员驾驶工作负荷可根据海拔高度进行修正，得到修正系数和驾驶工作负荷度阈限。3）提出高海拔地区隧道照明视认需求相对于平原区的修正系数，海拔高度3 200～3 300 m时为1.2，海拔高度4 300～4 400 m时为1.8。4）得到不同海拔高度公路隧道各个特征段照明亮度设计标准。     

公路隧道通风系统“沿程压力损失系数”取值研究

对公路隧道通风系统中的沿程压力损失系数取值进行了理论分析和计算模拟。研究结果表明,尼古拉兹经验计算式适用于联络风道和竖井的沿程压力损失系数计算且可满足工程精度要求,但并不适用于运营工况下隧道正洞的沿程压力损失系数计算。在充分考虑高速公路隧道洞内附属设施的情况下,对两车道、三车道以及四车道公路隧道的"等效通风沿程压力损失系数"进行模拟,得出了对应隧道"等效通风沿程压力损失系数"的最小值。在此基础上,考虑隧道内行驶车辆的体积对隧道通风的影响,求出了隧道"等效通风沿程压力损失系数"的最大值。相关研究结论可供公路隧道通风设计计算参考。     

矩形断面综合管廊线缆舱通风阻力系数数值仿真研究

为探究城市综合管廊通风阻力影响因素和计算方法，通过调研综合管廊通风系统设计和交通隧道通风阻力的相关研究成果，得到综合管廊线缆舱单位长度通风阻力系数的计算公式。建立综合管廊线缆舱三维数值模型，利用ANSYS FLUENT软件并采用标准双方程模型对通风障碍物比例约为15%的综合管廊线缆舱室内部支架、线缆和热效应对通风的阻力影响进行模拟。分析得到： 1)相较于内部无支架、线缆的综合管廊线缆舱，有支架、线缆时对通风阻力影响极大； 2）随着通风风速的增大，综合管廊线缆舱通风阻力逐渐增大，而通风阻力系数减小，且逐渐趋于稳定； 3）进口空气温度、线缆发热及舱内温度产生的热效应对通风的阻力效应有一定的影响，且随着进风温度增大，通风阻力和通风阻力系数逐渐降低。     

龙潭特长公路隧道营运通风方案比较

 建设中的龙潭隧道系沪蓉国道主干线宜昌至恩施公路上的特长隧道，长约2×8.7km，其营运通风系统值得认真研究。结合工程实际情况，从通风、防灾救援和施工组织等因素综合考虑，经技术经济比选，确定了技术相对可靠、经济较省的营运通风方式。