高速公路隧道仰拱底鼓破坏机理分析及处治措施

针对某高速公路隧道仰拱底鼓破坏、二次衬砌变形开裂病害情况,通过现场调查、破损检测等手段查明隧道病害发生原因,并对隧道仰拱底鼓破坏机理进行了分析,提出了疏通排水设施、设置水平型钢支撑、钢花管锁脚、环向注浆等措施,有效地控制了病害进一步扩展,对变形破坏段仰拱及二次衬砌进行拆换,成功地治理了隧道仰拱底鼓破坏病害。     

某高速公路隧道仰拱底鼓原因分析及处治方案数值模拟

针对某高速公路隧道仰拱底鼓破坏等病害,从地质因素、支护设计等方面综合分析仰拱底鼓等病害的原因。提出了全面疏通排水设施,采用注浆+锁脚+锚杆加固措施,并运用有限元软件对加固施工过程进行数值模拟,评价处治方案的可行性,为隧道加固提供依据。     

大断面隧道仰拱底鼓破坏模式

仰拱作为隧道重要的组成部分,其底鼓变形是影响路面及轨道平顺性的关键因素,与车辆的安全运行息息相关,为确定大断面隧道仰拱底鼓的基本破坏模式,弄清仰拱底鼓产生机理,采用室内模型试验与扩展有限元数值模拟相结合的方法,对不同加载模式下仰拱底鼓的基本破坏模式进行研究,将试验结果与扩展有限元结果进行比较,验证试验中破坏模式的准确性。将围岩压力分为底部受力占优,侧面受力占优以及底部和侧面受力同时占优3种情况,以确保模型试验加载方式的可靠性,并对其破坏机理进行分析。研究结果表明：大断面隧道仰拱底鼓破坏的基本模式可以分为U-W形破坏、U-LJ形破坏以及U-H形破坏3种;U-W形底鼓时仰拱底部承受较大的顶升力,引起仰拱隆起变形,以仰拱中心受弯破坏为主,仰拱两侧拱腰处与上部衬砌相连,对其隆起有一定的阻碍作用,导致中心部位隆起速度明显高于两侧,最终形成W形的破坏形态;U-LJ形破坏时仰拱承受较大的水平轴力,导致仰拱出现剪切破坏,最终形成W形的破坏形态;U-H形破坏时仰拱在底部和侧面荷载的挤压下,仰拱与边墙的连接部位受剪破坏,无法有效传递轴力,最终导致仰拱与边墙脱开;仰拱中心以及仰拱与边墙连接部位为仰拱的易损薄弱位置;研究成果可为隧道仰拱结构的设计和施工提供理论依据,对保证隧道的安全运营具有重要意义。     

某高速公路隧道底鼓原因分析及处治措施研究

以福建省某高速公路隧道底鼓为例,通过地质雷达扫描和钻孔取芯方式,在分析底鼓原因的基础上提出相应的工程处治措施,并采用荷载—结构法对变更后二次衬砌强度进行了验算。分析结果表明,仰拱施工不到位是导致隧道底鼓最主要的原因;宜采取小导管注浆加固仰拱基础和墙角锚固后拆除既有仰拱、跳槽换仰拱并加强仰拱支护参数、加强施工监控量测等综合工程处治措施;加固前二衬拱顶、右拱脚和仰拱等位置最不利节点的安全系数均不满足规范要求;仰拱拆除且换拱后,二衬内力产生重分布,最不利节点安全系数均大于2,满足结构安全性要求。     

从当前铁路隧道衬砌典型病害谈设计施工改进措施

铁路隧道对运营安全性要求极高,特别是高速铁路隧道。通过系统研究分析隧道衬砌典型病害（仰拱上拱、涌水、拱顶掉块风险）的原因,提出设计施工需改进的工程技术措施建议： 1)仰拱上拱的主要原因是地下水、构造应力、膨胀力、施工质量、结构刚度不足等,建议采取加强隧底防排水、加大仰拱矢跨比、加强仰拱结构刚度和强度、确保仰拱施工质量等措施; 2)涌水的主要原因是岩溶等复杂的水文地质条件、排水设施未充分发挥作用、施工质量缺陷等,建议采取加强水文地质勘察及施工地质评估、优化排水设计、提高衬砌施工质量、加强运营维护管理等措施; 3)拱顶掉块风险的主要原因是拱部衬砌存在空洞、厚度不足、施工缝缺陷等,建议采取优化施工缝结构设计、加强开挖和防水板铺设质量控制、配备先进工装设备等措施。     

浅谈隧道仰拱底鼓处理

石林隧道是一座长大隧道,是永宁高速的重点控制性工程,具有地质条件复杂、施工难度大,技术要求高等特点。本文通过对隧道仰拱底鼓处理探讨,提出妥善处理措施。     

中老铁路膨胀性盐岩地层隧道结构体系优化及施工技术探究

为解决膨胀性盐岩地层隧道修建时出现的大量衬砌裂缝、仰拱底鼓开裂等问题,同时为保证隧道后续快速安全施工及长期健康服役,采用现场调查、数值模拟和监控量测等方法,对膨胀性盐岩地层隧道结构及施工技术进行深入研究。研究结果表明:1)含盐地下水对混凝土的侵蚀引起的膨胀压力是原马蹄形隧道衬砌开裂的根本原因。2)250 k Pa的地层膨胀压力可大幅度增大围岩变形,但对隧道掌子面纵向挤压变形基本没有影响,可减小拱顶处的最大主应力,但会大幅度增大仰拱处最小主应力。3)多层支护可对洞周围岩变形起到积极的约束作用,也可明显减小掌子面纵向变形,对初期支护最大主应力基本无影响;无膨胀压力时,会引起墙脚最小主应力集中;有膨胀压力时,可减小其他部位的最小主应力。综合考虑围岩稳定性、支护受力以及施工成本控制等,膨胀性盐岩地层多层支护隧道施工宜采用二台阶法。现场实测证明采用3层衬砌、2层防水、全环注浆并施作隧底阻水榫后,围岩变形量小,衬砌未开裂。通过指数函数对围岩变形进行拟合,证明数值计算结果基本可靠。     

铁路客专隧道简易仰拱移动模架施工技术

为加快施工进度,节约成本,在总结常规隧道仰拱施工技术的基础上,设计出一套简易仰拱移动模架装置,并以贵广铁路大寨隧道进口的仰拱施工为例,探讨采取简易仰拱移动模架快速、高效地服务于高标准铁路客运专线隧道施工。经实践证明,使用简易仰拱移动模架施工比常规方法更优越、合理、快速,并且带来了巨大的经济效益。     

结合交通组织方案的营运隧道仰拱病害处治方案研究

仰拱隆起底鼓是高速公路隧道的常见病害,威胁到隧道的行车和衬砌结构安全,而针对车流量大的营运高速公路隧道,仰拱病害的处治会对交通带来较大影响。文中通过对某高速公路干线上的隧道仰拱病害进行分析,结合交通组织方案提出相应的处治措施,为营运高速公路隧道仰拱病害处治提供参考。     

基于数值模拟隧道仰拱开挖对初期支护的影响分析

在山岭隧道施工过程中,施作仰拱虽能很好地控制洞室位移,抑制底鼓现象发生,但隧道仰拱的开挖一般都在初期支护基本稳定之后,其开挖会使上部支护结构底角短暂悬空,底角应力释放,从而引起开挖段洞周位移的急剧增加。通过对阎家庄隧道开挖过程的实时监测,分析仰拱开挖前后拱顶下沉和净空收敛的变形量和变形速度,结合ANSYS有限元软件,分析隧道开挖前后初期支护内力的变化。仰拱的施作能使围岩内力分布更加均匀,避免应力集中,但隧道仰拱开挖引起的洞室围岩的变形约占总变形量的25%,需引起施工注意。     

单洞双线高速铁路隧道Ⅲ级围岩仰拱快速施工技术

目前,高速铁路隧道施工中仰拱及填充施工工序繁琐导致的施工进度缓慢一直以来影响整体施工进度。为解决这一问题,结合工程实例,对当前使用的单洞双线大断面高铁隧道Ⅲ级围岩仰拱及填充施工方案进行分析,通过设计使用长栈桥与多模板、滑模施工、仰拱与填充分区段作业等措施,对施工方案加以优化,形成新的仰拱施工技术,从而使仰拱及填充工作面月进尺由96 m提高至175 m,为Ⅲ级围岩大断面隧道快速施工创造了有利条件,达到提高隧道整体施工效率的目的,并为今后类似技术的研究与改进提供参考。     

堡镇隧道有轨运输全幅仰拱桥设计与施工

结合宜万铁路堡镇隧道施工实际,介绍在有轨运输条件下,全幅仰拱桥设计与施工的情况。在目前所配备的施工机械设备前提下,解决了仰拱分段一次浇注的难题,为今后全面推广全幅仰拱施工、根治隧道运营病害提供参考。     

某铁路隧道底部结构隆起病害成因分析及治理对策探讨

西南地区YD隧道长约7 850 m,设计时速200 km,系双块式无砟轨道;建成通车后,K108+600~K109+350等区段底部结构出现不同程度的隆起,引起无砟轨道板开裂、破坏,致使轨道几何尺寸处于不稳定状态,影响列车正常运营。该隧道病害段穿越地层为薄至中厚中风化泥岩、砂岩缓倾互层围岩体,地应力测试表明该段存在与隧道轴线近似垂直的水平高地应力。通过采用现场调查测试、理论分析和数值计算等手段,分析总结认为该隧道底部结构隆起的主要成因是:1)以水平构造应力为主导的极高地应力作用于隧底下伏薄至中厚缓倾互层围岩体;2)仰拱参数不满足工程所处的地质环境。在锚索加固治理方案实施后,YD隧道的底部结构隆起依然没有稳定,在分析其原因、经验、教训的基础上提出治理及今后遇到类似工程的方向性建议:1)在缓倾互层围岩体环境中且埋深50~300 m的隧道工程中,应特别重视底部结构的针对性设计,恰当选择仰拱的矢跨比和刚度;2)锚索必然的松动、滑移特征决定了其不能作为隧底结构隆起病害整治的单独和主要技术手段,以低预应力锚杆锚固、至少是"刚柔相济"的方式应被重视。     

高速铁路双线隧道仰拱机械化快速施工技术

针对传统仰拱施工慢、质量差的问题,通过革新仰拱施工工艺和仰拱施工设备,开发出高速铁路双线隧道仰拱快速施工技术.在贵广铁路某隧道施工中的运用中表明,仰拱快速施工技术可大幅缩短作业循环时间,加快仰拱施工速度,保证仰拱与掌子面之间的距离,且新开发的仰拱模架能有效避免仰拱浇筑错台、超限以及整体跑偏等问题.     

导坑在大跨度隧道施工中的影响分析

结合某大跨度城市交通隧道建设,通过二维弹塑性有限元数值模拟,对大跨度隧道施工中采用单侧壁导坑法时，导坑断面形状及大小对隧道地表沉降、拱顶沉降、仰拱隆起及支护受力的影响进行了研究,为隧道设计和施工提供了科学依据。     

高速铁路隧道仰拱全工序履带式栈桥设计与应用

为缩短仰拱施工全工序作业时间、提高仰拱施工进度、降低仰拱工成本、减少施工人员和辅助材料的投入,开发了仰拱全工序履带式栈桥。该栈桥主桥底部分成基础底面清理及钢筋绑扎、仰拱衬砌及仰拱回填、仰拱养护3个12 m工作区,每个工作区分别配置相应的机械化装置,整车采用液压履带驱动。重点介绍全工序履带式栈桥的结构组成以及主桥、前后坡桥、驱动系统、仰拱衬砌系统和辅助工装的设计,对栈桥主要部件的强度进行校核,并应用在郑万高铁湖北段向家湾隧道施工中。结果表明： 在Ⅳ级围岩隧道中,仰拱全工序履带式栈桥相比普通仰拱栈桥,完成12 m仰拱全工序作业仅需要36 h,每延米可节省134.91元施工成本,且行走机构能够适应复杂的隧道施工环境,设备性能稳定、故障率低。     

青藏铁路昆仑山隧道防冻胀结构研究

结合青藏铁路昆仑山隧道,分析了多年冻土地区隧道冻胀产生的原因,提出了“一次衬砌+防水隔热层+二次衬砌”的新型防冻胀结构型式。通过对昆仑山隧道现场气温、地温和洞内围岩温度、冻胀力、初期支护和二次衬砌应力等一系列的测试表明,该结构安全可靠,昆仑山隧道的建成使多年冻土隧道的修建技术取得了长足的进步.     

基于BP神经网络的人工盐渍土冻胀预测研究

以季节性冻土区环青海湖段青藏铁路路基冻害为背景,通过现场采集的粉质黏土人工盐渍化后,考虑温度、水分、盐分、压实度4个因素进行室内冻胀试验,测试了不同温度环境下路基土体的冻胀率。根据试验所得参数,建立BP神经网络冻胀预报模型对土体冻胀率进行预测。结果表明:运用BP神经网络的预测结果与试验结果具有良好的一致性,误差为1%～5%。     

膨胀土路基施工技术

 西安南京铁路W8标段以路基土石方工程为主，土石方工程以膨胀土为主，主要有膨胀土路堤（堑），膨胀土浸水路堤、水塘路堤（堑）、软土路堤等。主要介绍该标段膨胀土水塘路堤、软土路堤基底处理技术和膨胀土路堤（堑）的施工及边坡、基床防护技术。     

大瑶山1~#隧道施工工艺的几点创新

介绍了武广铁路客运专线大瑶山1#隧道施工过程中,在隧道开挖、仰拱、衬砌等工序进行的周边眼钻眼、光面爆破药卷加工、仰拱一次成型、衬砌中埋止水带安装等施工工艺创新。通过几项创新工艺在施工中的应用,简化了施工方法、提高了施工效率和施工质量、降低了施工成本投入,为优质、高效、经济地完成武广客运专线大瑶山1#隧道工程的建设作出了应有的贡献。