竹坑山隧道施工空洞影响分析

隧道空洞通常会导致"衬砌减薄"和"衬砌背后约束减少",基于泉(州)三(明)高速公路上的竹坑山隧道工程实例,分析了施工空洞对隧道结构的影响,采用相应的荷载一结构计算模型,计算二衬在这两种缺陷情况下的内力,并根据<公路隧道设计规范>对二衬结构进行了安全系数检算,通过对比无病害时二衬的内力和安全系数,明确判断空洞对隧道结构的...     

增建二线隧道设计

本工程既有隧道衬砌裂纹,漏水现象严重。为保证新建隧道施工时既有隧道运营安全,新建隧道施工前应对既有隧道进行加固维修。新建隧道施工中进行爆破振速控制,以保证既有隧道衬砌安全。新建隧道设计借鉴了既有隧道病害情况,黄土地段采用钢筋混凝土衬砌结构,鸡鸣驿隧道低洞口段设计中心深埋水沟排水,保证排水通畅不冻结。     

铁路隧道洞口合理抗震设防长度

为确定隧道洞口段衬砌的合理设防长度,使隧道结构抗减震性能达到最优,以单线140 km/h、跨度6.4 m的铁路隧道为例,采用数值模拟方法,建立了隧道洞口段的动力分析模型;分析了围岩条件、衬砌物理力学参数等因素对地震作用下隧道洞口段衬砌内力响应的影响,讨论了围岩加速度响应和衬砌结构内力响应规律.数值模拟结果表明:距离超过洞口段3倍隧道跨度后,衬砌结构内力响应明显减小;振动台试验结果表明:洞口段抗震设防长度为3倍隧道跨度时,减震效果显著,验证了抗震设防长度的合理性.      

寒区公路隧道病害现状分析

以辽宁省在役高速公路隧道为研究背景,结合现场实际检查工作,通过实地对隧道病害的调查和描述以及地质雷达、隧道断面仪等检查手段,分析目前寒区隧道的病害现状,详细描述隧道渗漏水、衬砌开裂、厚度不足等病害特征,同时总结隧道的修建年份、病害所处区域的围岩级别、衬砌厚度等物理因素对病害发展的影响。研究表明:目前寒区高速公路隧道的病害主要集中在衬砌的开裂、渗漏水、二衬厚度不足及围岩脱空等。衬砌的开裂及二衬厚度不足的现象存在于每个隧道,衬砌渗漏水的隧道达到64.5%。同时根据统计分析发现,衬砌病害受运营时间、围岩级别的影响明显。其检查分析结果为隧道后期的养护和维修提供一定的参考。     

火灾工况下某隧道二次衬砌结构安全评价

传统的隧道内装饰方案为瓷砖+防火涂层,但防火涂层存在施工质量难以保证、运营期间容易受环境影响发生剥落、影响行车安全等问题。选取Ⅴ级围岩作为最不利情况,火灾影响深度按照5 cm考虑,火灾稳定达到900℃时,二次衬砌强度和钢筋按0.1系数折减等条件,验算火灾工况下二衬结构的安全系数。经验算,火灾工况下Ⅴ级围岩段衬砌结构不会发生坍塌,安全系数均满足规范要求,故隧道全线可取消防火涂层,以期为类似工程提供参考。     

公路隧道衬砌病害力学模拟研究

基于荷载-结构法隧道计算理论,建立了公路隧道衬砌的裂缝、材料劣化、空洞、附加荷载等病害的力学评价模型,研制了公路隧道衬砌病害力学模拟分析软件,以便量化评价衬砌病害对结构承载力的影响。工程算例分析表明:衬砌裂缝和空洞的存在均会降低结构的安全系数,且空洞区域内的结构安全系数影响比较平稳,随着与病害位置距离的增加,其影响能力亦逐渐减弱。     

公路隧道衬砌厚度不足对衬砌安全性影响

针对Ⅲ级和Ⅳ级围岩两种不同的支护形式,建立衬砌厚度不足计算模型.在有无病害条件下,比较隧道衬砌各位置的内力和安全系数,并根据衬砌厚度不足病害程度和宽度,采用数值计算的方法,分析公路隧道衬砌厚度不足对衬砌安全性的影响.分析结果表明:隧道衬砌边墙、拱腰和拱顶的弯矩、剪力和轴力都比较大,属于病害发生的敏感部位;隧道衬砌出现厚度不足病害时,安全系数显著减小;衬砌安全系数随着病害程度的加剧,左边墙呈线性减小,而拱腰和拱顶呈曲线形减小;衬砌安全系数随着病害宽度的增加,先是显著减小,最后又有小幅增长,但整体呈减小趋势;随着病害区域从边墙向拱顶转移,衬砌受影响的范围逐渐增大.     

软弱围岩浅埋隧道二衬结构设计探讨

在软弱围岩浅埋地段（特别是洞口段）,为了确保隧道施工安全,通常采用较强的超前支护措施,比如超前大管棚支护、超前小导管注浆等,这些超前工法极大地提高了地层围岩参数,改善了隧道稳定性。但设计中这些地段的二次衬砌结构配筋偏多,材料性能得不到有效利用。结合工程实际,借助数值模拟手段,分析了某隧道衬砌的受力特点并对内力进行检算,发现二次衬砌各截面均有较高的安全储备,墙脚是二衬配筋的控制部位。因此提出降低钢筋直径、增加钢筋间距,适当加长仰拱与边墙部位搭接钢筋的长度等措施,最终可以既减小全断面配筋面积、又充分发挥钢筋的作用效果,数值模拟验证了这一措施具有可行性。     

复工隧道初衬病害缺陷对其安全性的影响分析

在对停工时间长达5年的某高速公路隧道初衬进行病害检测的基础上,建立了合适的隧道初衬病害缺陷数值分析模型,对隧道V级围岩段初衬结构中4种缺陷病害(钢拱架锈蚀、喷射混凝土厚度不足、初衬背后存在空洞及喷射混凝土开裂)的安全影响进行了模拟。分析结果表明:1隧道初衬结构在病害缺陷部位出现应力集中现象,4种缺陷病害发展都会引起初衬结构最大主应力的增大;2初衬结构拱顶部位的钢拱架锈蚀、喷射混凝土厚度不足及喷射混凝土开裂病害缺陷的发展会引起拱顶沉降变形增加,初衬拱顶背后存在空洞会引起拱顶沉降量减小;3不同程度的隧道初衬结构病害缺陷对初衬结构安全系数的影响是非线性的,喷射混凝土厚度不足和喷射混凝土开裂病害缺陷程度严重时,会造成初衬结构的安全系数低于规范值。     

浅埋偏压隧道洞口施工技术

某隧道洞口浅埋偏压段,采用地表注浆、地表锚杆和喷锚加固地层,隧道结构采用偏压衬砌技术措施,结果表明,采用该施工技术可以有效阻止隧道变形开裂、地表沉降,保证了隧道安全。     

怎样搞好隧道施工安全

从现场监测及洞口段、锚杆、喷射混凝土、钢架、二次衬砌施工等几个方面介绍了隧道施工安全的经验与做法。     

矿山法地铁隧道二衬结构安全系数及可靠度计算方法研究

以北京地铁四号线某大断面矿山法隧道为背景,分别应用“初期支护与二次衬砌共同承受全部荷载的计算模式”与“不考虑初期支护承载而由二次衬砌单独承受全部荷载的计算模式”进行隧道截面安全系数和可靠度指标的计算,结果表明：两种承载模式得到的结构最不利截面安全系数均能满足要求,但“二衬结构单独承载模式”得到的最不利截面结构可靠度指标偏低．为确保根据不同承载模式得到的计算结果基本相同,在应用响应面法分析隧道衬砌结构荷载效应的基础上,采用了等效地层弹性抗力系数来表征初期支护对结构承载的贡献,为解决地铁隧道结构设计中由于结构承栽模式不同而造成的计算结果差异提供了一个途径．     

寒区运营隧道洞口段冻害分析及对策

为解决寒区公路运营隧道的冻害问题,分析冻害形成机理,依据冻融周期内隧道现场拱顶、边墙和路面3个测孔位置不同孔深处的监测温度数据,分析隧道洞口段冻害类型.结果表明:在冻融期,隧道洞口段边墙从隧道二次衬砌表面沿径向延伸至围岩深部的温度逐渐升高,拱顶位置从衬砌表面向深部延伸处温度先升高后降低,路面从隧道路面边缘表面沿径向延伸...     

某二级路上跨既有隧道的衬砌结构稳定性探讨

某二级路上跨既有高速公路白山隧道,上跨区域内隧道埋深浅且围岩较差,隧道顶部二级路车辆荷载对隧道结构不利。分别采用地层结构法、荷载结构法对隧道衬砌进行计算,得出隧道衬砌的应力、安全系数,结果表明隧道衬砌应力在安全范围之内,衬砌安全系数也比规范值大,说明隧道衬砌结构是稳定的,对类似工程有一定的借鉴意义。     

近接施工对通车运营隧道影响数值分析

通过对某隧道出现二次衬砌板缝间错台、局部开裂等病害的调查、分析,并应用Midas/GTS NX对隧道近接施工进行动态数值模拟,结果表明,隧道近接施工对二次衬砌的受力状态和整体稳定性影响显著,是导致隧道二次衬砌板缝错台和局部二衬开裂的主要原因。     

瓦斯隧道地震灾后重建施工技术

龙溪隧道地震后受损严重,地震后洞口埋深较浅段发生串珠式塌方;原二衬段落发生拱顶素砼大面积塌落;原二衬砼局部有掉块或剥落现象,有环向或纵向裂缝相连或贯穿整板二衬;原二衬受损较大,但整体受力结构尚未破坏;原施工仰拱段,在洞口浅埋段受到较大破坏,相对隆起高度达1 m左右;瓦斯积聚现象复杂.通过对以上现象的研究分析,提出了针对性的处治方案,施工结果表明,方案科学、合理.     

地震动输入方向对隧道洞口段动力响应的影响

隧道洞口段抗震分析中,需要考虑地震动输入方向的影响.通过数值模拟的方法对不同地震动输入方向输入时隧道洞口段仰坡和衬砌的动力响应进行了对比分析.结果表明:横向地震动作用时隧道洞口段的动力响应最大,纵向输入时次之,竖向输入时最小;横向和纵向地震动作用时,坡面位移放大系数(PGD)和加速度放大系数(PGA)均由减小段和增大段构成,竖向地震动作用时只有增大段;在距洞口20 m范围内,衬砌受地震惯性力的影响较大,超过20 m之后,衬砌上的惯性力作用在减弱.     

岩石蠕变对隧道二衬结构影响的研究

岩石蠕变是岩石的重要力学特征之一。在隧道开挖完之后的很长时间内,围岩会因为蠕变而进行应力调整,蠕变产生的荷载由隧道的初衬和二衬联合承担。而当今隧道的使用寿命规定为100a,隧道设计中往往将二衬作为安全储备,没有通过分析围岩蠕变荷载对二次衬砌的影响对二衬进行设计。如不对此进行准确分析并采取有效的控制措施,长时间的蠕变将会对隧道二衬结构产生严重影响。因此,分析隧道二衬受力以及健康程度随时间的变化是十分有必要的。结合铜锣山隧道工程,利用大型有限差分软件FLAC3D的Bur-gers蠕变模型,分析了不同时间蠕变对围岩应力重分布以及对二衬的力学性能的影响,得出一些有价值的结论:岩石蠕变造成隧道断面围岩应力、作用弯矩的大小及位置发生变化,对衬砌的安全造成影响。     

基于仰拱缺陷及膨胀围岩作用下的运营隧道衬砌安全性评价分析

针对辽宁省西部地区某高速运营隧道出现的检修道隆起及边墙收敛病害,在专项检测及地质勘察的基础上,结合现场实际病害特征建立数值分析模型,分析隧道衬砌在有无仰拱状态及膨胀围岩带来外部荷载增大状态的衬砌结构安全性。结果表明：仰拱结构对于衬砌安全起着至关重要的作用,在无仰拱的状态下,结构弯矩较大,导致安全系数不足,仰拱结构在很大程度上削弱了结构受弯效应,提高了结构安全系数;仰拱结构很好地抑制了外荷载作用下的拱脚部位结构变形,降低了结构收敛量。膨胀压力所带来的外荷载增大,主要集中在右拱腰及右侧边墙范围,在实际工程中应考虑其影响范围,通过计算分析为病害处治提供参考。     

基于隧道火灾损伤的衬砌安全性分析与评价

基于某隧道火灾过火段的结构安全性分析和评估,从衬砌结构变形及应力方面入手,通过工程类比、理论和数值分析等手段对特征隧道断面进行加固整治前后的二次衬砌结构安全性验算,验算指标包含衬砌抗压强度、抗拉强度和结构安全系数。结构安全性验算的主要特征断面选择在Ⅳ级围岩、Ⅴ级围岩和紧急停车带上,主要验算工况包含火灾前工况、火灾后拱圈不同剥离深度工况和加固施工后工况。安全性分析与评价表明,部分隧道过火段存在不同程度的衬砌结构失稳风险,加固施工后衬砌结构的位移与受力状态得到明显改善,各验算指标限值满足规范要求。