膨胀性地层铁路隧道衬砌结构及防排水措施优化建议

结合膨胀性地层铁路隧道病害概况以及单、双线铁路隧道断面、防排水设计现状,提出相应的衬砌结构及防排水措施优化建议。衬砌结构的优化建议如下:对单线隧道而言,适当增大其边墙曲率、仰拱矢跨比,提高边墙、仰拱的强度和刚度;对双线隧道而言,适当增大其仰拱矢跨比,提高仰拱的强度和刚度;隧道仰拱处二次衬砌应采用钢筋混凝土,同时在隧道仰拱填充中增设格栅钢架或在隧道仰拱填充顶部增设钢筋。防排水措施的优化建议如下:将设置在仰拱填充内的中心水沟下移至仰拱下方,在仰拱下方设中心水沟或改设为排水渗沟,可将隧道衬砌背后积水均引入仰拱下方的中心水沟排出洞外;而改设的中心渗沟主要用于排出仰拱下方积水。     

青藏铁路昆仑山隧道排水侧沟模型试验研究

以青藏铁路昆仑山隧道排水侧沟为实体,通过室内模型试验,采取在隧道排水侧沟内铺设加热电缆,进行加热除冰,研究寒季隧道侧沟电热除冰对隧道围岩的影响程度和范围,分析在极端不利条件下隧道侧沟电热除冰方案的可行性。在隧道侧沟内积满冰后进行加热,冰完全融化后对隧道围岩温度的最大影响深度为2.95 m,围岩温度最大升高值为0.71℃,发热电缆加热化冰过程会使隧道围岩温度有所升高,但不会导致隧道围岩融化。在极端不利情况下(气温-13.0℃),水沟流量为50 m3.d-1,采用70 W.m-1的发热电缆,水沟温度保持在-0.5~1.0℃,侧沟内水温基本在-0.1~0.3℃之间波动,沟内水不结冰,水沟排水通畅,而且对隧道围岩的影响很小。     

寒冷及严寒地区铁路隧道防排水设计探讨

研究目的:我国寒冷及严寒地区已建成的隧道存在渗漏水影响造成的仰拱翻浆冒泥、衬砌开裂、底鼓甚至侵限等一系列病害.通过对东北地区既有铁路隧道防排水技术现状及运营维护状况进行的调研,分析严寒及寒冷地区防排水设计、施工和运营中存在的问题,指出防排水设计技术需要不断提升水平,从而简化运营维护及保证行车安全.研究结论:结合拟建及在建隧道的防排水设计、施工中存在的实际问题以及新工艺、新材料的实用,总结出保温水沟、中心深埋水沟、防寒泄水洞以及保温盲沟等保温排水的设计应优先采用新型保温材料,减少施工工序以及减低施工难度,以充分解决寒冷及严寒地区隧道的冻害问题.     

高海拔寒区铁路隧道保温排水技术研究

针对处于高海拔寒区的川藏铁路隧道的保温排水问题,本文总结了国内多行业的寒区分类以及国内外寒区隧道保温排水技术现状,通过调研高纬度寒区铁路隧道的冻害情况,分析了高纬度寒区铁路隧道按最冷月平均气温和年平均气温的设计分区方法。结合川藏铁路工程特点,提出了川藏铁路高海拔寒区隧道设计分区和保温排水设施的设防标准建议,同时分析了各类保温排水设施的适用条件。结果表明:(1)川藏铁路高海拔寒区隧道按年平均气温和最冷月平均气温可划分为3个设计分区;(2)高海拔寒区隧道洞口段的排水沟槽设计,可结合工点特点,按设计分区采用不同的保温长度和不同的结构形式;(3)保温排水沟的检查井及出水口宜采取保温措施。     

严寒地区铁路隧道中心深埋水沟设置长度计算方法

严寒地区铁路隧道防寒措施的合理设置直接关系到铁路运营安全。通过对已建成严寒地区隧道排水通道局部结冰情况和太阳辐射对应关系进行分析,隧道洞口的太阳辐射大小是影响隧道排水通道局部结冰的关键因素。为降低隧道冻害在铁路安全运营中产生的危害,量化计算严寒地区铁路隧道中心深埋水沟的设置长度,建立了隧道洞口太阳辐射评价标准,并基于已建成的位于严寒地区铁路隧道优化后的中心深埋水沟设置长度,结合太阳辐射指标、最冷月平均气温,采用麦夸特法(Levenberg-Marquardt)非线性回归计算出公式待定参数,得到了严寒地区隧道中心深埋水沟设置长度计算公式。     

富水岩溶隧道隧底排水适应性研究与应用

以武九客运专线（武汉—九江）石马寨富水岩溶隧道为工程依托，通过数值模拟分析了仰拱下设置中心排水沟、仰拱填充层内设置中心排水沟两种排水方式下地下水渗流场、衬砌水压力分布规律和隧道结构受力特征。结果表明：仰拱下设置中心排水沟时因排水沟与排水孔共同排水，可明显减小隧底围岩孔隙水压力，仰拱承担的水压力较小，在高压富水条件下可有效降低仰拱隆起、翻浆冒泥等风险；与仰拱填充层内设置中心排水沟相比，仰拱下设置中心排水沟时仰拱中心处弯矩显著减小，边墙、仰拱部位安全系数明显增大，仰拱填充层与仰拱协同受力，隧底结构整体性增强。现场应用结果表明，仰拱下设置中心排水沟虽工序稍复杂，但防排水效果好，可在富水岩溶隧道中推广应用。     

寒冷地区特长铁路隧道侧沟冻害整治措施研究

在寒冷和严寒地区受气候的影响,铁路隧道极易产生水沟冻结,进而引起电缆槽和道床结冰,影响行车安全。文章从张唐铁路赤城隧道水沟冻结产生的原因进行多方面分析,研究提出侧沟冻害整治方案,经过工程实践验证,证明整治方案可行、有效;根据现行铁路隧道设计标准,提出寒冷地区铁路隧道防寒保温系统设计。     

西宁至成都铁路甘青隧道设计及工程对策

甘青隧道为西宁至成都铁路的控制性工程，隧址区海拔高、气候环境恶劣、地质构造复杂、地下水发育。隧道建设将面临高原寒区长大隧道分合修、长大隧道施工组织方案、特殊地质隧道工程对策、安全快速施工、防寒、防灾救援模式等技术难题。结合隧道环境、地质条件，开展复杂环境下隧道设计及工程对策研究，并提出以下工程对策：(1)合修方案作业空间大，有利于充分发挥机械工效；(2)隧道出口设局部平行导坑可超前探明地质，有效降低施工风险；(3)高地应力岩爆隧道应加强监测，实时优化支护措施；高地应力软岩隧道采取调整仰拱曲率、加强衬砌支护措施方案；膨胀岩隧道采取调整仰拱曲率，仰拱填充面布设护面钢筋，仰拱采用钢筋混凝土结构；(4)采用埋在冻结线以下的中心深埋水沟、防寒泄水洞等防寒措施；(5)采用洞内列车救援模式；(6)围岩条件好、控制性工区采用大型机械化配套施工。     

富水铁路隧道基底翻浆冒泥预防措施探讨

为解决富水铁路隧道内基底翻浆冒泥难题,考虑到富水隧道地下水水量大且具承压性的特点,提出"降水压、消隐患、排渗水"的富水隧道洞内防排水设计总体思路,并给出了富水隧道洞内增设降水井、调整双线隧道侧沟位置并加深、优化中心水沟井壁、道床板下增设渗水盲管等具体防排水改进措施。针对隧底存在虚渣层问题,提出采用水平光面爆破开挖、增加人工清底工序、按隐蔽工程验收及无损探测检查等施工质量控制措施。工程实践证明,本文提出的隧道基底翻浆冒泥预防措施是有效、可行的。     

宜万铁路野三关隧道穿越4号暗河段整治措施研究

根据综合超前地质预测预报结果及开挖揭示情况,基本查明了野三关隧道4号暗河支管道规模、涌水量大小、工程水文地质条件,结合现场实际情况,从工程投资、长期运营安全、施工干扰等方面对增设导流洞、增设排水廊道+中心水沟、增设排水廊道+加深侧沟、封堵4个方案进行了对比分析,综合考虑Ⅰ、Ⅱ线隧道施工组织及长期运营安全,隧道穿越4号暗河段遵照"以排为主、加强结构、综合治理"的原则进行处理,即采用混凝土封闭原暗河下游管道、在暗河管道上游增设1座长285 m的导流洞、适当加强暗河影响段正洞衬砌结构的综合处理措施,该方案经济、合理、安全,处理效果良好。     

季冻性寒区隧道波纹钢排水沟性能研究

寒区隧道施工中,排水沟防冻害保护措施至关重要。本文依托太锡铁路太崇段崇礼隧道工程,对季冻性寒区隧道波纹钢排水沟的适应性进行相关研究,通过数值计算对波纹钢排水沟结构强度及防冻害性能进行分析,结果表明波纹钢排水沟在正常荷载作用下最大应力约153 MPa,管体水平和竖直变形约6 mm;在保温方面当波纹钢排水沟埋深2.5 m时可以保证其内温度不低于0℃,可以满足铁路正常运营。本文研究方法对今后工期紧张的寒区隧道排水沟施工建设具有一定工程价值和现实意义。     

京张高铁正盘台隧道立体式多径路排水方案研究

长大富水隧道施工过程中涌水风险高,工期紧张,对排水能力要求高,辅助坑道设置方案及排水方案对隧道施工及运营有着重要影响。根据正盘台隧道的工程特点及涌水涌渣情况,结合排水需求,合理地选择辅助坑道设置方案,采用辅助坑道为正洞,增开工作面,实现"长隧短打",同时充分利用辅助坑道进行可控式排水、洞内储水仓、中心排水管分流等创新设计。多辅助坑道与正洞排水系统一起形成了立体式多径路的排水系统,有效降低了涌水淹井风险,保障了隧道工期,减轻了正洞防排水压力,可为类似工程的排水设计提供参考。     

平原地区铁路隧道两端路堑排水方案研究

受制于外部因素,平原地区铁路隧道越来越多,隧道两端的排水问题较为突出,结合某铁路工程3座地处平原地区的隧道工程,充分考虑隧道所处的地形特点、气候特征、地质条件、隧道施工方法和线路纵坡等因素,发散思想,提出"提升雨水后向隧道周边自然沟渠排水、向隧道对侧自然沟渠排水、向大气排水、采取工程措施防止雨水进入"等多种排水新理念,综合各个专业的功能需求和设计手段,逐一研究和比选,最终分别选择"暗涵向隧道对侧自然沟渠排水,明暗结合排水沟渠向隧道对侧排水,向大气排水"3种工程形式,解决工程面临的排水功能需求和投资控制两大矛盾。     

风火山隧道穿越地下冰层施工技术

重点介绍青藏铁路风火山隧道穿越厚层地下冰层施工中 ,针对地下冰层易热融滑塌的特点 ,摸索出一些行之有效的施工技术措施 :井挖采用预留光爆层光面爆破 ,减少装药量 ,设置保温设施 ,暖季施工利用夜间通冷风 ,低温下快速有效封闭围岩 ,加快模筑混凝土衬砌速度 ,铺设保温板 ,加强测温工作等。     

对东北某铁路隧道冻害产生原因的思考

内蒙古自治区某新建铁路,地处严寒地区,隧道在建设完工后不久,多个隧道即出现不同程度的冻胀病害,前期经过几次对冻害进行整治,效果并不理想。针对隧道冻害产生的机理进行分析,并根据病害情况,验算冻胀力的大小,结合几次冻害的治理经验和教训进行总结,提出采用保温隔热层的方法进行治理,为今后类似工程的设计提供了相应的借鉴经验。     

浅埋大断面黄土隧道安全快速施工方案探讨

浅埋大断面黄土隧道施工易塌方,设计考虑采用侧壁导坑法,在现场施工期间,出现了施工进度慢,施做不到位引起的开裂变形甚至塌方等问题。基于浅埋大断面黄土隧道的变形特性,结合传统矿山法、新意法、预切槽法等施工方法的技术特点,提出了浅埋、大断面黄土隧道不同工况下安全、快速的施工方案。     

严寒地区高铁隧道全包防水设计

由于高速铁路列车运行速度较高,对隧道安全使用功能要求也相应提高。严寒地区高铁隧道的渗漏水、挂冰等病害,一直是困扰东北铁路运营部门的难题。防止全包防水型隧道后期渗漏水是目前铁路隧道建设的重点研究内容。介绍哈牡客专爱民隧道全包防水设计系统,并总结分析隧道运营后的实施效果,可为严寒地区高铁隧道的防寒保温及全包防水设计提供参考。     

当金山隧道防寒泄水洞适宜埋设位置数值分析

寒区隧道防寒泄水洞是避免隧道产生冻害的主要措施之一,对隧道的正常使用以及工程造价具有较大的影响;确定当金山隧道防寒泄水洞适宜埋设位置将成为工程施工过程中的重点及难点。利用MIDAS/GTS有限元软件,基于防寒泄水洞与主隧道不同竖向净距及水平净距条件下,从位移、应力及衬砌截面安全系数几方面的变化规律,对主隧道、平导及防寒泄水洞三者布置之间的相互影响进行数值分析。通过对比研究以及综合考虑隧址区最大冻结深度、安全经济要求以及结构影响等因素,最终得出当金山隧道防寒泄水洞适宜埋设位置即位于主隧道下方5 m、左侧19 m处。