公路隧道衬砌最优设计探讨

本文就公路隧道沿轴线方向的荷载条件是变化的，衬砌净空面的几何尺寸对于整座隧道是相同的情况，对衬砌的最优设计（材料用量最省设计）进行了探讨。     

隧道拱墙衬砌前横断面净空检测方法及意义

隧道开挖断面净空的测量方法比较多,该文介绍在隧道施工过程中,采用激光隧道多功能断面检测仪对隧道拱墙衬砌前横断面净空进行检测,保证横断面不侵入二次衬砌限界,保证二次衬砌厚度,达到事前控制的作用和目的。     

基于气动效应的特长隧道断面优化探讨

铁路隧道净空面积的确定，不仅应考虑隧道建筑限界和机车车辆限界，还要考虑列车通过隧道时诱发的空气动力学效应。基于一维、可压缩、非定常的流动假设，推导得到车内瞬变压力、洞口微气压波和空气阻力计算公式，并结合这3个指标对现有城际铁路、高速铁路隧道设计规范进行论证和优化。结果表明： 针对大于10 km的特长隧道，在一定长度范围内，且在提高列车密封水平、增加洞口微气压波缓冲结构的情况下，可对特长隧道净空断面进行优化。     

三维激光扫描技术在隧道钢波纹板套衬加固中的应用研究

钢波纹板套衬加固后隧道原有断面净空面积减小且突变，为准确掌握隧道加固后净空变化具体信息，提出采用三维激光扫描技术对钢波纹板套衬加固前后的隧道段分别进行扫描，建立包括外业扫描和内业处理的标准化工作流程。结果表明： 1）加固前隧道实际轮廓与设计存在一些偏差，不能直接利用设计资料加工钢波纹板； 2）三维激光点云数据处理结果不仅可以用于指导钢波纹板分段精细化加工，还可通过嵌套对比获取加固前后隧道净空变化信息，达到2次扫描即可实现工程情况全息掌握的目的； 3）钢波纹板套衬加固后隧道断面轮廓仍能满足隧道建筑限界要求，最大值位于隧道拱顶处，为20.9 cm。     

基于车内瞬变压力变化的400 km/h高速铁路隧道净空面积探讨

为推进中国高速铁路隧道技术标准深化研究,开展400 km/h隧道结构设计参数的研究工作,而隧道净空面积为其中的一项重要内容。为尝试从列车内部瞬变压力角度得到400 km/h高速铁路隧道净空面积,建立基于舒适度标准的高速铁路隧道净空面积确定方法,以控制工况为基础,通过计算和分析,从列车密封性能方面讨论维持现有隧道净空断面的可能性,并研究提出400 km/h隧道净空断面建议值。主要结论有:1)现有350 km/h单线隧道以400 km/h运营时,列车动态密封指数最低为22 s,车内瞬变压力超标的可能性较大; 2)400 km/h单、双线隧道净空面积建议值分别为85 m~2和100 m~2,对应的列车动态密封指数最低为18 s,更加符合现有标准对列车密封性能的要求,车内瞬变压力超标的可能性大幅降低; 3)提出的400 km/h高速铁路隧道净空面积建议值和对应的密封性能要求可为有关标准、规范的制订提供参考。     

凉风垭隧道地质超前预报与监控量测综合技术

根据凉风垭隧道施工可能存在的主要工程地质问题，采用“以地质法为基础、以HSP声波反射法为主要手段的综合超前预报技术”实施地质超前预报。所进行的隧道净空收敛、拱顶下沉、锚杆轴力、锚杆抗拔力等监测和试验结果，为隧道的安全施工提供了可靠信息和决策依据。     

乌石山隧道斜井设计与施工介绍

根据乌石山隧道的特殊地质条件，采取在中部地带增设斜井作业施工辅助坑道，增加隧道的施工面以加快施工进度。介绍斜井的平面、纵断面、净空、支护砌结构以及井内设施的设计方法和要领，总结施工采取的技术措施和施工注意事项。     

模架一体化新型衬砌台车设计及应用技术研究

为解决传统的混凝土衬砌施工时边墙振捣安全性及其他工序车辆通行受阻等问题，以丽江至香格里拉铁路站前工程LXZQ-2标中义隧道工程为依托，通过对隧道混凝土衬砌施工工艺和台车结构进行系统分析和研究，确定单线铁路隧道模架一体化新型衬砌台车的设计方案和参数。该台车具有模架一体化技术以及新型便捷式振捣技术，并在中义隧道进行现场应用。结果表明： 1）该台车内部净空增大，装载机以及出碴车能够轻松通过台车底部，杜绝了磕碰等隐患； 2）关、拆模较旧台车提前2 h左右； 3）采用质量轻、42 V低电压新型振捣棒，安全性更高，同时借助于弹力卷筒、导向装置的作用可以大大降低工人振捣时的劳动强度。     

单洞四车道公路隧道优化研究

建立了以控制单洞四车道公路隧道断面形状的几何尺寸为变量、以隧道的内净空面积和内轮廓周长为目标函数的双目标优化模型,并对模型参数进行了分析,得出了最优断面几何尺寸;进而对断面优化后的单洞四车道隧道的仰拱优化设计、隧道施工的可行性进行了探讨,也得出了一些有用的结论。     

基于Abaqus生死单元功能的地应力平衡在隧道开挖中的应用

为探究Abaqus数值模拟隧道开挖地应力平衡过程，以某浅埋隧道为研究对象，采用Abaqus软件建立了隧道开挖支护二维模型，结合生死单元功能和自动地应力平衡法，对具有Tie约束的模型进行了地应力平衡，在此基础上，模拟出隧道地表沉降、拱顶沉降和净空收敛位移场，并将模拟结果与实测结果进行了对比。结果表明：地应力平衡效果好，此方法相较于ODB导入法的分步实施有明显优势，还实现了Tie约束与分析步的结合，且数值模拟结果与实测数据吻合良好，该方法可为类似模拟提供参考。     

珠江三角洲经济区环行高速公路东环段珠江沉管隧道方案设计

公路跨越大江大河时，是采用隧道还是大跨径桥梁，两种方案需经济经比较，若建桥会受到各种因素的制约，尤其是当通航要求桥下净空超过50m时，采用桥梁方宁已不合理，沉积隧道方案则是较优的选择，结合珠江三角洲经济区环行高速公路东环段珠江沉隧道方案设计，合理沉积隧道的特点。     

基于应力释放率的大跨径回填土隧道的围岩稳定性研究

以重庆轨道交通环线单洞双线区间隧道某标段为例,采用有限元软件Midas/GTS进行数值分析,研究回填土隧道围岩应力应变随施工过程的变化规律,并探讨了应力释放率以及注浆不同尺寸对围岩稳定性的影响。研究表明:大跨径回填土隧道开挖完毕,拱顶沉降最大值出现在隧道开挖起始端,水平净空收敛最大值出现在开挖末端;隧道应力释放率增大,拱顶沉降和水平净空收敛增幅剧烈;管棚注浆起始厚度为0.4m时,隧道拱顶沉降、水平净空收敛值、路面沉降分别减少36.5%、47.0%和18.6%,注浆厚度由0.4m增加到1.6m,隧道拱顶沉降和水平净空收敛值分别减少14.2%和14%。     

雷家坡隧道监控量测的应用研究

随着我国交通建设的快速发展,公路隧道施工技术的不断改善和提高,隧道施工的安全性得到了越来越高的重视。监控量测作为新奥法施工的一部分在隧道施工中扮演着十分重要的角色,主要包括必测项目和选测项目。本文以咸旬高速雷家坡隧道监控量测为例,通过对隧道进行净空收敛和拱顶下沉等量测以收集数据,并进行整理和分析。进而更好的对隧道施工进行指导以及对隧道支护提供依据。     

济源市友谊隧道改造措施分析与探讨

针对济源市友谊隧道净空、照明系统、内部装饰等方面均不满足规范要求,隧道内渗漏病害严重影响车辆正常通行的现状,通过实地勘察、调研分析,提出了拓宽原有隧道使其断面尺寸满足净空要求、采用复合式衬砌以彻底根治隧道内渗漏病害、隧道内采用LED灯并配备太阳能发电板发电以达到节能减排的目的、隧道内壁涂刷防火涂料等改造建议。     

隧道火灾时机械通风模式对临界风速之影响研究

隧道内发生火灾时,若浓烟的扩散方向与人员逃生方向相同,则造成严重的伤亡。隧道火灾发生初期,可利用排烟风机产生大于临界风速(critical ventilation velocity)之强制通风气流,将浓烟吹往向设定之方向排出隧道,借以净空人员逃生路径,达到灾害防治之效果。已有很多学者探讨临界风速,但先前研究均设定排烟风机产生之气流"均匀"分布于隧道断面,然而实际隧道内排烟风机产生之气流"不均匀"分布于隧道断面,虽有相关规范强调离火源最近的风机不启动,以期吹进火源之通风气流接近均匀,但通风气流产生之效应仍未被完整了解,故本研究以实验及计算机模拟探讨实际隧道内排烟气流行为及对火源之影响。本研究以1∶20缩小尺度进行实验,利用油盘与两种不同火源,并设计3种排烟模式(全断面、上半断面及jet fan)及3种火源距离(距离出风口150,200,250 cm)探讨各种效应对临界风速之影响。实验发现,相同火源在全断面排烟模式所需临界风速低于jet fan排烟模式,这说明若以全断面实验所得之结果作为实际隧道排烟风机设计基准,将无法得到良好的控制浓烟流向效果。此外,上半断面及jet fan情形下通风气流与烟流有产生乱流之现象,将影响人员逃生。     

高寒高海拔隧道进出口海拔差下列车内外压力计算方法及应用

为研究西部艰险山区长大隧道进出口存在较大海拔差下的车内外压力计算方法，采用理论分析方法对现有平原地区车内外压力单维计算模型进行修正，使之适用于进出口存在海拔差的隧道。通过青藏铁路列车内压力实测数据的对比，验证计算方法的正确性，并在实际设计中进行应用。主要结论如下： 1）根据大气压力随海拔变化的规律，通过调整原有计算模型中每一时刻对应的基准压力、温度、密度和声速，可实现进出口存在海拔差隧道内列车内外压力的计算； 2）通过此计算方法，确定了某高海拔山岭轨道交通单线隧道断面净空面积为19.5 m2，双线隧道断面净空面积为41.5 m2，列车动态密封指数最低要求为2.5 s。     

中国高速铁路隧道的发展及规划

介绍了中国高速铁路的发展历程,论述了隧道工程在中国高速铁路发展中的关键性作用,总结了中国高速铁路隧道的主要特点:分布区域广且地质环境复杂;隧道断面净空有效面积大;采用复合式衬砌与明洞式钢筋混凝土结构相结合的支护方式;道床形式主要为无砟轨道。对运营、在建和规划中的中国高速铁路隧道进行了系统介绍,提出中国高速铁路隧道的发展方向:形成更加完善的技术体系;优化隧道断面尺寸和设计参数;全面实施大型机械化配套施工;提高隧道建设信息化管理水平。     

靠椅山隧道防排水施工

靠椅山隧道工程采用了以排为主，排、堵、防、截相结合的治水措施，收到了较好的效果。文中对隧道防排水工程施工及隧道渗漏水产生原因、治水方法进行了论述。     

软土区低施工净空条件下明挖隧道设计探讨

中山市古镇快线（沙古公路）快速化改造工程在裕祥路节点设置一座明挖下沉隧道,隧址位于深厚软土区,隧道平面投影上方有500kV高压线走廊小角度斜交隧道路线轴线,竖向施工空间受限。本文以该项目为例,针对常见的软土地层基坑墙底隆起验算难以通过的问题进行研究,并借鉴他人研究成果,给出一种解决方案;同时以该项目为例,提出可采用接杆搅拌桩实现净空受限条件下隧道基坑坑底加固,该工艺既能满足搅拌桩深层加固需求,其价格也较常规低净空下普遍采用的高压旋喷桩加固工艺低廉。目前,基于上述解决方案的施工图设计文件已取得批复,将为软土地区低施工净空条件下明挖隧道设计提供有益参考。     

高海拔特长隧道低温大风环境及对围岩-结构温度场的影响

为探明高海拔特长隧道洞外低温大风的成因、特征及对洞内风场、围岩-结构温度温度场的影响，以国道317线雀儿山隧道为工程依托，采用气象站、手持风速仪、红外测温仪、埋入式多点铂电阻温度传感器等，对冬季隧道贯通前后进出口两端隧址区、洞内净空风速、风向、温度以及隧道轴向、径向的围岩-结构温度场进行现场实测，分析低温大风成因和特征、隧道贯通前后负温区范围、风速风向变化规律以及对洞口段和洞深部围岩-结构温度场的影响。研究结果表明：受高原大尺度大气环流产生的高原季风以及雀儿山两侧日照时间、地形引起的小尺度范围内自由大气热力差影响，隧址区冬季风速高、温度低；大风时段主要集中在14：00~21：00，平均风速达10 m·s^-1，负温时段主要在19：00~8：30，隧道进、出口日最大气温差分别为23.5℃和28℃；隧道贯通前，进出口两端负温区段在860 m以内；贯通后，出口端主洞和平导负温区段为1 200，1 280 m，分别比进口端长了340，420 m；贯通前后，隧道深部最低风速分别为1.1，2.2 m·s^-1，洞内风向由两端向洞内方向转化为主要由出口向进口方向；隧道洞口浅埋段围岩和衬砌结构径向负温范围在贯通前为1.20 m，贯通后为0.80 m，且在上述范围内温度变幅较大；低温大风对隧道深部的围岩温度影响不大，但对结构表面温度影响明显，由于变温区主要集中在二衬混凝土结构内部，因此要重视结构内部产生的冻胀作用。