对岩石隧道衬砌结构防水问题的讨论

本文对隧道工程衬砌结构防水设计和施工进行了讨论.从环境保护和防止地下水流失出发,提出了衬砌结构防水的"全封堵”和"注浆+排导”两种基本方式.并针对水压力计算和施工质量控制等关键问题提出了建议.     

隧道工程高水头地下水的处治

为兼顾人居生态环境保护和衬砌结构的优化,高水头富水地层中的隧道工程的地下水处治,应同时满足控制地下水排放流量和消减作用在衬砌结构上的水压力荷载两个要求.文章借助渗流理论和数值分析,得出水压力折减系数的简单表达式:β=(Qg-Qc)/Qg.从而提出建议:(1)地下水水头大于60m的隧道不适宜采用全封堵型衬砌,在衬砌中必须设置完善的地下水排导系统;(2)地下水排放流量的控制主要通过围岩注浆而不是衬砌封堵;(3)衬砌排水系统通畅的关键是保证防水板背后透水垫层的足够厚度.     

隧道单层衬砌结构水压力特征研究北大核心CSCD

针对隧道单层衬砌材料性能、结构受力状态等的研究成果较多,但对于水压力分布特征的研究较少。基于此,以单层衬砌喷混凝土单一结构和复合式夹心结构为研究对象,基于渗流连续性方程和达西定律,推导了水压力计算公式,分析了喷混凝土层渗透系数、单层衬砌厚度等因素对水压力的影响规律。研究结果表明:(1)进行单层衬砌设计时,应采用围岩注浆等措施减小围岩渗透系数,设置必要的排水措施,不宜特别强调外层喷混凝土层的抗渗能力,以降低单层衬砌结构水压力;(2)单层衬砌厚度在满足围岩荷载和自重荷载作用的前提下,宜尽量减小厚度,建议厚度不超过40 cm;(3)复合式夹心结构的内层厚度应小于外层厚度的4/5。     

深埋高水位山岭隧道作用于衬砌外表面的水压力计算方法

文章针对深埋高水位山岭隧道,通过把含水地层视作无限含水地层和半无限含水地层(即考虑边界的影响)对作用于隧道衬砌外表面的水压力分别进行了分析论述,并推导出了水压力计算公式,同时给出了层状岩层垂直于层面渗流的等效渗透系数的计算方法,可供类似工程设计和施工中参考.     

单层衬砌若干关键问题的设计

在国内单层衬砌应用较少,对于单程衬砌设计的研究就更少,因此有必要对单层衬砌的关键问题,如结构设计、防排水和主要的建筑材料等进行设计,以利于国内的推广应用.单层衬砌相对于复合式衬砌,具有工序简化、施工快速、经济合理等多方面的优点,在设计过程中应贯彻以下设计理念:①取消防水板,结构与围岩共同受力;②单层衬砌自身满足防水要求,达到二级防水标准;③单层衬砌作为永久结构,应满足耐久性要求.     

隧道分区防水模型试验及工程应用研究

文章针对复合式衬砌在防水方面存在的问题,通过结构模型实验,对隧道复合衬砌卷材防水板分区防水的关键技术进行研究,对其防水效果进行综合评价,提出了分区防水的原则、设计参数和确保分区成功的拱顶注浆参数,同时为隧道分区防水的施工工艺提供确切的试验依据.阳宗隧道富水段工程运用分区防水技术,实现了隧道富水段不渗不漏目标,防水效果优异.     

浅谈公路隧道结构防排水施工及防治措施

目前公路隧道防排水设计采取"防、排、截、堵相结合,因地制宜,综合治理"的原则,以达到隧道防水质量可靠的目的,隧道结构防排水设施措施由环向排水管、纵向排水管、在复合式衬砌之间设置土工布加防水板和隧道两侧的排水沟组成完善的排水系统。本文浅析了隧道复合式衬砌防排水机理,并就隧道防排水施工工艺重点进行了概述,以供读者参考。     

公路隧道复合式衬砌中防水措施研究

为保障隧道工程的安全性与耐久性,综合研究公路隧道复合式衬砌中防水措施的有效性与应用,并通过水压法和现场观察法对隧道初期支护的防水效果进行评估。在分析防水的必要性与复合式衬砌防水材料特性后,详细探讨包括防水卷材、EVA/APPEK自粘性橡胶共混物以及PVC-U改性沥青油毡等在内的防水材料。进而论述实际工程中应用的防水措施,并提出针对性的防水效果评估方法与维护管理措施,为相关工作人员提供重要参考。     

轴对称解对隧道衬砌水压力计算的适用性研究

文章根据渗流理论推导了隧道衬砌水压力的轴对称解,并利用数值分析方法研究了轴对称解对不同形状隧道断面与浅埋隧道的适用性.研究结果表明:轴对称解适用于非圆形隧道断面衬砌水压力的估算；隧道断面形状对衬砌水压力折减系数的影响较小,可以忽略不计,其影响大小主要由衬砌与围岩的渗透系数比值决定.对于浅埋低水头隧道,用轴对称解计算的毛洞流量Qm与数值解比较,其误差较大,最大误差为36.5％；但用来计算衬砌水压力p1以及衬砌后水流量Q1时,误差相对较小,最大误差为6.3％,特别是利用轴对称解得出的衬砌水压力值与利用数值解得出的衬砌水压力特征值最大误差仅为3.4％.     

隧道反粘式防水板性能试验研究

针对隧道复合式衬砌中光面防水板易出现局部破损窜水、不利于后期渗漏整治等问题,文章通过进行反粘式防水板性能试验,研究了其抗剥离、反复剥离-粘接、防窜水等性能,并对其铺挂和焊接方式进行了探讨。结果表明,反粘式防水板的自粘胶具有自愈性,其抗污能力强,能与后浇混凝土多次剥离和粘接,抗剥离强度随混凝土强度增长而提高;采用钉子或热熔垫片固定反粘式防水板,其承载力均远大于单位面积防水板的自重,能有效固定而不受后续施工影响,爬焊机焊接或直接粘接工艺均可用于防水板的搭接;足尺模拟和实际工程加压注水试验中,水压最高可达1.3 MPa,检测钉子固定部位芯样无窜水痕迹,说明反粘式防水板与二次衬砌混凝土粘结良好,防窜水性能优异,便于开展后期隧道病害整治工作。     

天津开发区排水管道非开挖内衬修复工艺的选型

文中的目的是优选出排水管道非开挖内衬修复的适用工艺。首先根据排水管道的特点和需要,简要论述了排水管道内衬修复工艺应具备的一般特征;并以此为依据,通过不同修复技术的对比,提出CIPP非开挖内衬修复技术是比较适宜的;进一步通过100%免开挖、材料性能对比、不同的固化方式和内膜脱除要求,摒弃了CIPP翻转法内衬修复技术工艺,最后以泰丰路排水管道的成功修复,得出CIPP拉入法内衬技术是排水管道修复最适用的工艺技术。     

整体式衬砌台车在铁路客运专线隧道中的应用

铁路客运专线隧道施工工期紧、质量要求高,如何保质、保量、快速安全地完成施工将直接影响到工程的社会效益和经济效益。以石(家庄)太(原)客运专线太行山隧道9号斜井工区为例,介绍了整体式衬砌台车的结构、就位与调试(钢轨铺设、清理及刷油、快速就位与调试),以及二次衬砌混凝土浇筑中应注意的台车上浮、跑模及混凝土管道堵塞等问题。     

大伙房输水隧洞混凝土衬砌层的地震响应分析

文章结合大伙房输水隧洞二期工程,考虑围岩与衬砌层、水体与衬砌层的相互作用,采用现代岩体力学模型,对其进行模态分析和时程分析,分析了混凝土衬砌层的动力特性和地震响应,探讨了埋深、衬砌厚度、围岩弹性模量和水体等因素对混凝土衬砌层地震响应的影响;并指出衬砌层的环向应力是地震破坏作用的主导,埋深和围岩弹性模量是影响衬砌层地震性能的重要因素,衬砌厚度和水体的影响较小。     

岩石蠕变对隧道二次衬砌结构影响的研究

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期支护和二次衬砌联合承担.在隧道设计中往往将二次衬砌作为安全储备,而没有分析围岩蠕变荷载对二次衬砌的影响,因此分析隧道二次衬砌受力以及健康程度随时间的变化是十分有必要的.文章结合泥巴山隧道工程,利用大型有限差分软件FLAC3d的Burgers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次衬砌的力学性能的影响,得出了一些有价值的结论.     

输水盾构隧洞复合衬砌结构设计计算研究

软土有压输水盾构隧洞采用管片外衬和整筑预应力内衬作复合式衬砌的设计计算中,为能较好考虑内衬与外衬管片的相互作用,以及内衬预应力荷载在隧洞施工和运营各阶段对复合衬砌结构受力的影响,本文提出了一种新的实体叠合计算模型。由于确定管片纵缝接头抗弯刚度的复杂性,文中建议对用数值模拟管片纵缝接头刚度采用了一种非线性耦合弹簧＂接触对＂的模拟系统。在采用实体单元建模的条件下,由于计入管片接头刚度的力学处理困难,文中研究了一种能以模拟管片接头刚度的简化计算方法。根据内、外衬砌接触界面处理方式的不同,文中提出了5种适合不同界面条件内、外层衬砌的相互作用模型。此外,本文还研制了内衬预应力荷载的一种转化程序,以解决采用等效荷载法施加预应力时的前处理问题。上述各点创意构思已在南水北调中线一期穿黄隧洞的结构设计研究中得到了具体反映和成功应用。     

西秦岭隧道TBM掘进同步衬砌技术

新建兰渝铁路西秦岭隧道是全线咽喉控制性工程,为确保全线总体施工目标,要求采用在TBM掘进及连续皮带机出碴工况下同步衬砌的施工方法.文章重点介绍了通过全断面液压衬砌台车的特殊设计,为有轨运输、连续皮带机、通风管及其它管线穿越提供空间的关键技术;由于实施了同步衬砌的施工技术及科学的运输组织,达到了TBM掘进、衬砌真正意义上...     

武汉长江隧道盾构段结构型式研究

武汉长江隧道是我国在高水压、强透水地层中修建的第一条大直径盾构隧道,且左侧河床历年冲淤变化幅度较大,如何选择合理的隧道结构型式是工程设计必须考虑的关键问题.为此,在国内外现有单层管片衬砌和全环双层衬砌的基础上,研究提出了一种新型的“管片衬砌+非封闭内衬”的双层衬砌结构该结构在不增加隧道开挖直径的前提下,允分利用圆形隧道底部和两侧的富余空间现浇钢筋混凝土,并与车道板结构共同组成非封闭二次衬砌结构,可以大幅度地减少河床冲淤变化时的结构横向变形,并确保隧道底部与两侧这些重点部位的防水性能及结构长期稳定性,是一种值得推荐的创新结构方案.     

断层破碎带隧道衬砌静力稳定性分析

结合一实际工程,选取包括断层破碎带和断层影响带在内的沿隧道纵向300m的计算区域,用八节点六面块体单元将计算区域离散化,采用三维弹塑性静力有限元法模拟分析隧道各个施工阶段,以及建成后围岩和衬砌的受力与变形状态。通过分析比较可知:(1)断层破碎带处的坑道变形和围岩塑性区均明显比非断层破碎带处要大;(2)由于断层破碎带的影响,初期支护、二次衬砌内力的增加幅度约为10%～30%。     

中天山特长隧道敞开式TBM掘进与二次衬砌同步施工技术

采用敞开式TBM施工的隧道,一般是在TBM掘进贯通后再进行二次衬砌.在南疆吐库二线铁路中天山特长隧道工程施工中,开发并成功地应用了敞开式TBM掘进与二次衬砌同步施工技术,缓解了本工程工期压力,解决了同步衬砌与TBM掘进施工相互干扰问题,开创了敞开式TBM施工的新模式.文章从衬砌台车选型设计、道岔选择与布置、TBM施工用管线穿行及施工通讯等几个方面,阐述了中天山特长隧道敞开式TBM掘进与二次衬砌同步施工的关键技术和总体施工方案,可为今后类似工程施工及决策提供参考.     

郑万高铁重庆段隧道二次衬砌施工质量管理实践

隧道二次衬砌的施工质量关系着铁路运营安全。文章以郑万高铁重庆段隧道二次衬砌施工为背景,针对二次衬砌质量缺陷问题,对工装设备、施工工艺和管理措施进行了优化,特别是针对初期支护平整度、防水板铺设、台车布料、混凝土振捣、拱顶防脱空监控、施工缝处理、止水带安装等方面采取了一系列改进措施,实现了隧道二次衬砌施工横向到边、纵向到底的有效管理,规范了作业标准,提升了施工质量,取得了良好的施工效果。