秦岭特长公路隧道防火安全体系的探讨

隧道火灾扑救困难，损害巨大，是影响隧道安全施工和运营的关键因素。通过分析隧道火灾特点和原因，结合秦岭终南山特长公路隧道火灾试验构建了特长公路隧道火灾防灾安全体系，对隧道火灾防灾各个子系统提出了具体实施建议，及提出的秦岭终南山特长公路隧道建立完善的火灾防灾安全体系的相关观点和公路隧道防火的基本原则，对我国隧道防火设计和火灾救援有一定的借鉴意义。     

秦岭特长隧道岩体裂隙水涌水量计算的双场耦合数值模拟研究通过铁道部技术鉴定

由西南交通大学土木学院主持研究的铁道部科技研究开发计划项目：秦岭特长隧道岩体裂隙水涌水量计算的双场耦合数值模拟研究,于2000年7月28日通过铁道部科技司组织的技术鉴定。 这一成果具有重要的理论意义和实用价值,在理论和方法上具有创新：（1）引入岩体力学理论,首次提出大型隧道工程地下水涌水量计算的特殊双场耦合理论,建立了特长隧道地下水涌水量计算的双场耦合数字模型,进行双场耦合的数值模拟,提高了隧道工程岩体裂隙水涌水量计算地精度。（2）提出了一套在渗流场与应力场耦合条件下,隧道裂隙岩体涌水量预测研究的工作程式,填补了该研究领域的空白。（3）应用环境同位素水文地球化学技术,系统研究了在隧道工程的水文地质条件下,解决隧道工程水文地质概念建模的问题,对指导秦岭隧道设计施工起到了重大的作用。 学报编缉部     

水平泥砂互层隧道围岩稳定性研究

以大梁峁特长公路隧道为依托,针对水平层状岩体隧道,采用ANSYS数值分析软件将水平泥岩砂岩互层岩体等效为正交各向异性的方式,对隧道开挖过程中围岩稳定性进行了数值试验分析,通过分析围岩塑性区、围岩应力、隧道变形、锚杆轴力、初支及二衬内力,得出施工采用支护参数的合理性和水平泥岩砂岩互层隧道围岩变形和初支、二衬应力的分布特征.     

通风速度和外界气温对秦岭隧道温度的影响

应用传热学理论，对隧道及围岩中的热传递进行分析，推导出相应的传热基本方程式。应用这些方程式，计算分析了通风速度和外界气温对秦岭道内温度影响，其结果可做为特长隧道运营通风设计的参考。     

高速公路特长隧道照明系统节能

高速公路系统复杂,其中隧道是常见的组成部分。特长隧道在高速公路结构中,需要设计照明系统,保障隧道内部的明亮度。随着特长隧道数量增多,照明系统方面提出了节能设计的要求,目的是降低隧道照明的能耗,有效控制隧道内的照明方式。节能是隧道照明设计的重点,严格按照特长隧道的实际情况,规划好隧道照明系统,满足隧道照明的基本需求。重点研究特长隧道的照明系统,探讨节能设计的相关内容。     

基于进化神经元算法的堡镇隧道软弱围岩施工弹塑性智能位移反分析

结合宜万铁路堡镇隧道的施工,将BP神经网络和遗传算法引入特长隧道软岩段的施工位移反分析,采用遗传算法自动搜索BP神经网络训练效果最优的参数,建立起反映围岩变形与岩体物理力学参数及初始地应力之间高度非线性、不确定的GA-BP智能模型,然后采用遗传算法在岩体物理力学参数和初始地应力取值范围内,搜索BP神经网络预测围岩变形与实测围岩变形最接近的参数组合,取得反演获得的岩体物理力学参数和初始地应力.从堡镇隧道应用结果来看,这种进化神经元算法反演结果可以满足隧道施工的需要,并为类似工程提供了借鉴.     

隧道超欠挖的力学效果分析

用理论解析和自适应有限元法研究了超欠挖对隧道稳定性的影响，结果表明：隧道超欠挖的存在及其沿设计轮廓的不均匀分布造成的开挖轮廓的凹凸不平，将引发隧道周围岩体中的局部应力集中，提出了控制这种局部应用力集中对隧道稳定性影响的基本措施。     

高速公路特长隧道监控视频系统的设计研究

结合山西省高速公路特长隧道较多的情况,详细介绍了高速公路特长隧道监控视频系统的设计思路、前端感知设计、网络传输设计及隧道管理站监控中心设计等,并对特长隧道监控视频系统的设计方案进行了着重分析和研究,为其他类似高速公路特长隧道监控系统设计提供有益的参考和借鉴。     

张石高速公路某隧道浅埋破碎岩体地表加固预处理技术

张石高速公路k21+200-k21+400段野狐岭3#隧道地处野狐岭山脊南坡，全长200米，属短隧道。该隧道最大埋深位于隧道中部为18.5米，隧道进出口段埋深1～2米，其余埋深在10米～11米，基本属于浅埋隧道。从进洞口处施工现场所揭露的围岩情况来看：岩体风化非常严重，属强风化岩体，岩石极度破碎，均以软破岩石为主，节理裂隙发育，     

高速公路特长隧道出口段驾驶人心理负荷变化规律

为研究高速公路特长隧道出口段驾驶人心理负荷变化规律,要求被试驾驶人进行特长隧道环境实车实验。采用EyelinkⅡ眼动追踪装置采集驾驶人视觉特征参数,利用MP150生理测试仪采集驾驶人生理特征参数。在筛选有效数据的基础上,用统计学方法比较不同长度隧道出口段驾驶人的心理负荷特性,并分析统计显著性。结果表明:特长隧道出口段驾驶人的心率变化率大,波动也较大;瞳孔面积的标准差最大,数据离散,变化幅度大。以上差异具有统计学显著性,客观数据与主观感知评价具有基本一致性。研究表明特长隧道出口段驾驶人心理负荷较大,对驾驶人的行车安全影响也最大。     

卵砾石层中公路隧道设计与施工技术分析

目前国内外隧道工程多建设在岩石或土层之中，而在卵砾石层中修建隧道的案例较少，其设计、施工均缺乏足够的经验与技术．在分析卵砾石层工程特性的基础上，探讨其设计、施工、监测的关键技术要点，对日后该种特殊地质条件下的隧道规划、设计与施工都具有参考意义。     

高温渣罐车通过时隧道内的热传递

研究了高温渣罐车通过隧道时,因高温热源的传热影响而使隧道内温度场发生变化,隧道内动态热源的热传递问题,并结合实例计算出了隧道内的温度分布情况。     

昔格达地层隧道围岩的失稳特征及变形控制工法

昔格达地层是一种分布于我国西南地区的河湖相沉积半成岩,具有水稳性差,遇水易泥化、崩解等特点,在隧道开挖中易出现坍塌、围岩大变形等灾害,对隧道安全施工产生不利影响. 基于此,依托攀西地区昔格达地层桐梓林、垭口以及盐边隧道工程,现场取样并进行围岩室内物理力学试验,同时建立不同含水率深浅埋昔格达地层隧道有限元模型,探究不同含水率下昔格达地层隧道围岩的失稳特征,并提出针对昔格达地层隧道施工变形控制工法. 研究结果表明:昔格达地层对水较为敏感,其中浅灰色页岩夹砂岩的物理力学性质受含水率影响最大;当围岩含水率在0～20%之间时,昔格达地层隧道围岩变形呈现递增,但变形较小,自稳性较好,当含水率在20%～25%时,隧道围岩变形增大明显,失稳潜力巨大;在大埋深、高含水率的条件下,隧道仰拱隆起累计变形和掌子面挤出累计变形急剧增大,在拱顶部位,掌子面挤出变形主要发生在上中台阶交界处;针对昔格达地层隧道围岩失稳变形特征,提出在无水和有水状态下的昔格达地层页岩夹砂岩、砂岩夹页岩隧道围岩施工工法.      

寒区隧道温度场变化规律及空气幕保温效果

隧道洞口段铺设保温层不能完全解决寒区隧道的冻害问题,为此提出一种新型寒区隧道空气幕保温系统,采用叠加原理、分离变量法和贝塞尔特征函数建立列车风影响下寒区隧道温度场计算模型,研究不同列车运行速度和运行间隔时寒区隧道温度场的分布规律,验证了新型寒区隧道空气幕保温系统保温效果. 研究结果表明:当外界气温为 ?30 ℃,围岩地温为5 ℃时,隧道洞口段铺设保温层已无法满足寒区隧道保温需求,应与主动保温措施联合;寒区长大隧道结构防寒不应仅在洞口段,若列车运行速度大（大于200 km/h）、列车运行频率高（间隔小于30 min）,寒区长大隧道需要全隧道防寒;50 m的保温空气幕联合1 050 m的保温层可以满足外界气温为 ?30 ℃、围岩地温为5 ℃、列车运行速度为300 km/h、列车运行间隔为10 min这种极端情况下寒区隧道的保温需求.      

水平岩层客运专线隧道施工技术

客运专线隧道与一般传统隧道相比,断面面积大,施工工艺和施工质量要求高,小坡山隧道是石太客运专线重点控制工程之一,该隧道围岩水平岩层特点明显,若控制不当,开挖后超欠挖现象不可避免,从开挖方法、控制爆破以及支护手段等方面,对其水平岩层Ⅲ级围岩区段施工技术进行了探讨,实际施工情况证明,所提方法可靠、技术可行。     

寒区隧道温度简谐波传热特征与影响因素的敏感性

为探究寒区隧道温度场的时空演化规律, 以波的视角从时间尺度和空间尺度建立了寒区隧道温度简谐波径向传热模型, 基于傅里叶传热定律推导了寒区隧道温度简谐波径向传热表达式; 依托兴安岭公路隧道温度测试结果, 验证了温度简谐波径向传热表达式的可行性, 分析了温度简谐波沿隧道径向深度的分布特征与随冻融周期的变化规律; 采用系统稳定分析法, 研究了温度简谐波对各影响因素归一化的敏感度因子。研究结果表明: 沿隧道径向深度0.00~4.00 m, 温度振幅呈负指数函数形式衰减, 变化范围为11.67℃~0.45℃; 温度相位移呈正比例函数形式增大, 变化范围为0.00~75.24 d; 年平均温度呈线性升高的趋势, 变化范围为-0.62℃~1.98℃; 受隧道区气温逐年变暖趋势的影响, 隧道进口端壁面年平均温度从2016~2019年升高了约0.75℃, 年平均温度随冻融周期逐年增大, 2.00 m深度内年平均温度受冻融周期影响较大, 超过2.00 m年平均温度受冻融周期影响相对较小; 隧道进口端壁面温度振辐从2016~2019年衰减了1.48℃, 温度振幅随冻融周期逐年衰减, 2.00 m深度内温度振幅衰减较快, 超过2.00 m温度振幅衰减较慢; 隧道进口端壁面日相位从2016~2019年延迟了7.20 d, 日相位随冻融周期逐年增大。温度简谐波对各影响因素的敏感性由高到低依次为壁面温度振幅、壁面年平均温度、围岩含冰率、围岩含水率、围岩孔隙率、骨架颗粒的质量热容量与导热系数。      

马家坡瓦斯隧道设计等级的判定研究

由于瓦斯在煤（岩）中的含量、压力的存在形式、涌出规律、煤层的赋存条件等很难在勘测设计阶段完全、准确掌握,因此在隧道施工中,若突遇高瓦斯隧道地段而不及时按照瓦斯隧道施工规范施工,爆炸伤亡事故便难以避免。对马家坡隧道ZK140＋660～ZK141＋100段施工过程中所检测的瓦斯含量数据进行了统计和分析,对掌子面出现煤层的位置取煤样测试了吨煤瓦斯含量,通过间接法测试了瓦斯压力,计算出了瓦斯绝对涌出量,具体参数如下：吨煤瓦斯含量值2．75m^3／t,瓦斯压力值0．18MPa,瓦斯绝对涌出量2．06m^3／min,符合TB10120--2002 《铁路瓦斯隧道技术规范55中隧道瓦斯工区等级划分标准中二级规定,据此瓦斯压力推算为由此判断该隧道无瓦斯突出危害,但是属于高瓦斯等级隧道。文中所涉及的方法及数据对今后各类瓦斯隧道的施工具有一定的参考价值。     

隧道管棚超前支护施工技术

根据西直沟1#隧道实际工程特点,选取管棚超前支护技术。依据管棚支护的主要机理以及地形地质和荷载情况,采用扇形管棚布置。根据埋深较大时的简化泰沙基公式计算围岩最大压力,并选取管棚参数,对本隧道的施工提供了理论依据,为以后黄土隧道的施工积累了工程实际经验。     

严寒地区软塑粘土地层大断面浅埋隧道施工方案

东北隧道围岩大部分为粘性土,局部见砂层,部分地段含水量较高,围岩呈软可塑状态,自稳能力差。针对此特点,通过模型试验、室内理论分析和现场试验测试,系统研究比较了几种典型大断面隧道施工方案,选取了适合严寒地区大断面软塑粘土隧道施工的方法,并通过施工实践对隧道施工技术、施工工艺进行了深入研究和探讨,总结了一套严寒地区大断面浅埋软塑粘土隧道快速安全的施工技术。     

基于多竖井送排模式的隧道通风系统设计与创新

浙江省近年来出现了4座长度超过6km的特长公路隧道,为了解决正常营运通风和火灾应急排烟的问题,同时兼顾经济节能,采用了多竖井送排通风模式.设计考虑了正常交通、阻滞、火灾等工况,其中火灾工况根据火灾释热量计算来确定排烟临界风速,通风区段划分和通风设备的配置规模综合考虑了需风量计算结果及工程类比.在设计过程中开发了多竖井送排式通风的算法程序,创新了双洞共用的通风竖井和地下风机房布置模式.