高海拔寒区隧道防寒抗冻技术进展与展望

随着我国西部大开发战略持续深入,“一带一路”倡议稳步推进,以及交通强国重大战略的部署和实施,在高海拔寒区建设和运营的隧道逐年增多。近些年来,虽然寒区隧道修建技术,特别是在防寒抗冻技术方面取得了长足进步,但冻害发生比例仍然较高,受严寒复杂气象条件影响,隧道洞内挂冰、侧沟溢冰、路面结冰、衬砌开裂及排水系统冻结失效等冻害现象时有发生,严重影响衬砌结构的安全性和耐久性,造成巨大经济损失,寒区隧道建设和运营面临挑战。围绕高海拔寒区隧道防寒抗冻关键技术问题,对保温层厚度和保温设防长度参数确定、保温形式及适用性、防排水技术、围岩冻胀力计算、衬砌结构抗冻技术等的应用现状进行归纳,指出今后寒区隧道建设和运营过程中仍需重点关注和解决的问题,展望高海拔寒区隧道防寒抗冻技术的发展方向,以期为高海拔寒区隧道成功修建和安全运营提供参考。     

寒区隧道不同排水系统结构形式下保温层作用效果及适用性研究

以哈牡高速铁路鲜丰隧道为例,探究施作保温措施后洞内环境温度以及隧道围岩温度等变量综合影响下的隧道温度场。基于不同的围岩初始温度以及洞内温度,提出相应的寒区隧道排水系统结构形式选择建议,以保障寒区隧道排水系统的安全与稳定。研究表明,同一条件下,设置保温层后排水系统各测点的温度值均有不同程度的提高;设置保温层后,对衬砌背后水管保温效果较好,而对侧边水沟及纵向水管保温作用效果有限;排水系统结构形式的主要区别体现在中心（深埋）水沟内的温度;根据洞内环境温度以及隧道围岩温度,可将寒区隧道排水系统结构形式选择划分为3个区域,分别为A区（无保温）、B区（中心水沟-保温）以及C区（中心深埋水沟-保温）。     

寒冷地区铁路隧道防寒排水设计探讨

在寒冷地区,隧道常常会发生冻害,直接威胁隧道结构及行车安全。总结了我国近年来寒冷地区运营隧道防寒保温防排水设计措施,并对隧道冻胀病害情况进行了分析;从隧道结构、围岩、防排水系统防寒保温以及隧道防排水系统等方面,对寒区隧道防寒保温防排水的综合措施进行了深入的探讨。     

寒区公路隧道温度场及保温层的研究

随着寒区公路隧道的不断增多,寒区隧道的保温问题也受到广泛重视。为了分析计算此类隧道施工过程中的温度场,验证寒区隧道保温设计的必要性,确定保温设计的经济性和有效性,文章以某市西山隧道为背景,结合东北冻土的热力性质特点,利用大型有限元计算程序Ansys,对寒区隧道进行了模拟分析,并且将计算的理论数据与实际测定的数据进行对比,分析隧道开挖后围岩温度场的分布、初期支护以及二次衬砌的温度变化过程,对隧道保温效果进行评定。数据对比表明,将保温层设置在二次衬砌外侧是比较合理的,但在东北寒区,对于断面半径达7m的大断面隧道,仅使用40 mm厚的PU硬质聚氨酯泡沫板作为保温材料是不合理的。为使设计经济合理,保温材料在径向上可以采用不同的厚度。     

季冻区隧道离壁式波纹钢板保温套衬及其保温效果研究北大核心CSCD

为防治季冻区隧道中频繁出现的冻害问题,提出一种新型离壁式波纹钢板保温套衬,该套衬具有施工简便、防水性能可靠、防止混凝土掉块、提高聚氨酯使用寿命等优势,采用数值仿真对季冻区施作离壁式波纹钢板保温套衬隧道的温度场及其保温效果进行研究。结果表明:季冻区隧道施作新型离壁式波纹钢板保温套衬后,阻隔了寒冷空气对衬砌结构的影响,围岩正温区范围增大,隧道冻结线由距衬砌0.48 m围岩处前移至保温套衬,有效防止了季冻区隧道冻害的发生;季冻区隧道贴壁式聚氨酯保温层的保温效果为89.90%~96.43%,新型离壁式波纹钢板保温套衬的保温效果为101.94%~107.14%,离壁式波纹钢板保温套衬的保温效果要优于贴壁式聚氨酯保温层。     

寒冷地区隧道温度、渗流规律与冻害预防

根据试验隧道的温度和水流量测试成果,得出了寒冷季节隧道水流量和隧道衬砌后浅层围岩温度随时间的变化规律。预防隧道冻害应有系统观念,一味提高隧道内温度或衬砌壁后温度未必有利于问题的解决。在试验隧道中采用了冻害综合防治措施,即:(1)加强拱顶围岩注浆;(2)选用低温柔性好的防水板;(3)喷射混凝土表面降糙;(4)采用LV法铺设防水层;(5)施工缝设置可排水止水带;(6)采用直接通至中央排水管的环向排水管并进行局部保温;(7)在衬砌下隅角背后设置保温层;(8)在衬砌壁后预埋电热带穿线管等,取得了良好的综合防冻效果。     

川藏公路高尔寺特长单洞隧道设计关键技术研究

拟建高尔寺隧道为国道318线改建项目的控制性工程,为单洞双向行车特长高海拔越岭公路隧道。目前已建成的类似工程样本少,现行公路隧道设计规范没有避难设施的相关标准;针对寒冷地区隧道防冻胀设计只对防排水提出了要求,没有衬砌保温设计的相关对策;施工规范也缺乏高寒地区施工组织设计的相关要求。文章基于高海拔季节性冻融冻胀、单洞双向行车特长公路隧道特征,通过论证选用了隧道技术标准、平纵线位和路面结构型式;在总结和分析国内外类似工程是否设置紧急逃生通道和结合运营通风方式的基础上,本隧道设计采用了车行平导,并对平导压入通风纵向分段数和横通道的连接方式进行了优化;制订了仰拱之下深埋中央排水管和衬砌外贴保温层的防冻保温措施;参考其它行业引入冬期施工的定义和要求,制订了高原施工供氧方案。     

保温管道保温层进水监测技术现状

针对石油、化工行业中保温管道由于保温层进水导致腐蚀的问题,总结分析了保温管道保温层下腐蚀原因及机理。介绍了红外热成像技术、分布式光纤技术、基于金属电位差监测技术在保温层进水监测的应用,并针对各项技术的原理、适用性以及应用范围进行总结,为监测保温管道保温层进水情况提供参考。     

浅谈高海拔严寒地区隧道保温板及防火板的快速安装施工

随着国家西部大开发战略的实施,我国在青藏高原等地区建设的隧道越来越多。但是由于高海拔严寒地区特殊的自然地理环境,这些隧道不同程度地出现了冻害现象,部分隧道冻害甚至达到无法整治的程度。为了预防冻害的发生,严寒地区不少隧道在设计中考虑了防冻措施,较常见的做法是在隧道二衬与防水板之间设置保温层。青海省花久公路的防水层设计非常新颖,在隧道二衬表面加设了酚醛树脂泡沫保温层,再在保温层外侧设置硅酸钙板防火层,不仅起到防止冻害的作用,而且降低了隧道内发生火灾时高混对隧道衬砌结构的危害。硅酸钙防火板同时还起到对隧道衬砌表面进行美化装饰的作用,改善了隧道运营条件。本文在吸取久治5号隧道防火板及保温板安装施工经验的基础上,对高海拔严寒地区隧道拱墙保温板及防火板的安装施工进行了总结,以期为后续工程的施工提供借鉴、指导作用。     

高温管道保温层优化设计研究进展

文中介绍了高温管道保温层优化设计的研究现状,分析了高温管道保温层厚度在不同约束条件下的数学模型以及计算方法,以及在保温材料和保温结构方面的研究结果。综合分析了当前存在的主要问题,提出应针对管道保温层材料、结构和经济厚度优化算法开展深入研究,以更好地解决保温管道设计和更换管道保温层等问题。     

高海拔隧道--青藏铁路风火山隧道施工关键技术

文章结合世界上海拔最高的青藏铁路风火山隧道的施工实践,从工程设计、机械的选型与配套、制氧、供氧系统的研制及应用、冻土、冻岩光爆、保温、控温、防水保温层的铺设、信息化施工和工序网络管理等方面,介绍了冻土隧道施工新技术。     

保温材料保温敏感性分析

在压力容器及压力管道保温层厚度的设计中,准确知道各保温影响因素对保温效果的影响,综合考虑各影响因素,合理确定保温层厚度是一大难题。目前,关于保温影响因素对保温性能影响研究很少涉及。文中研究压力容器及压力管道的传热机理,通过建立有限元数学模型,模拟保温材料在不同环境温度、黑度、保温层厚度、对流换热系数等影响因子下的传热状况,得出了各参数对保温效果影响的敏感性,为保温设备保温层设计提供了科学指导。     

利用地温能的隧道保温加热水沟技术经济分析

为根除严寒地区冻害对隧道运营安全的危害,内蒙古博牙高速公路扎敦河隧道首次应用利用地温能的隧道保温加热水沟技术。该技术通过封闭的热交换管路提取隧道中部围岩地温能,经地源热泵设备提升后,利用供热管路对隧道保温水沟进行加热。与深埋中心水沟和防寒泄水洞相比,保温加热水沟施工工艺简单,对施工进度和隧道结构安全均无影响,施工期间排水通畅,不易被施工污水堵塞,隧道施工环境好;保温加热水沟的前期工程建设投资和后期运营维护费用均低于深埋中心水沟和防寒泄水洞。     

公路隧道下穿已运营铁路隧道施工及安全监控

文章主要介绍了福建省龙(岩)-长(汀)高速公路隘岭隧道下穿赣(州)-龙(岩)铁路古城隧道的施工工艺和施工方法,并简要阐述了对施工中的公路隧道和运营中的铁路隧道所采取的安全监测措施。     

高速公路隧道病害处治技术分析

高速公路隧道区域的病害问题对道路工程的安全运营造成了极大的不良影响,施工单位应采用科学合理的手段防治隧道病害,确保公路的使用安全性及可靠性。文章分析了目前高速公路隧道病害基本情况,提出了有效防治隧道病害的相关技术措施。     

高速公路隧道节能管理工作研究

随着我国高速公路建设里程不断加快,公路项目日渐增加,隧道的规模和数量也日益增加,运营成本也逐步增大,推行节约化的运营管理势在必行。当前我国高速公路隧道运营管理过程中,机电设施、土建结构、交通特点、自然条件、经济特性是影响公路隧道节能减排的主要因素。本文首先对公路隧道节能减排的意义进行介绍,然后对高速公路隧道节能减排存在的问题进行分析,最后对高速公路隧道节能减排措施进行探讨。     

万松关隧道渗漏原因分析及治理措施

渗漏水病害是危及隧道结构和运营安全的一种常见的病害,本文在分析漳龙高速公路万松关隧道渗漏原因的基础上,有针对性地选用XYPEX(赛柏斯)防水材料,采用刚柔结合、封堵引排技术措施,达到预期的效果,为今后隧道渗漏治理提供经验和参考。     

实例演示通风网络理论在公路隧道运营通风设计中的应用

将通风网络理论运用在公路隧道运营通风设计中,是研究公路隧道运营通风的一种新方法;同时解决了在多通路隧道、长大隧道中运营通风的宏观控制问题.     

“低碳经济”背景下公路隧道照明节能策略

目前我国公路隧道运营照明存在的突出问题主要表现在:照明设计参数有待完善、照明控制方式较为落后、照明节能理念存在误区、照明设施养护未得重视。文章基于建设"环境友好型"公路隧道理念,从系统工程角度提出公路隧道照明节能的15项重要措施,包括准确测试洞外亮度、优化照明设计参数、选择使用节能光源等,基本涵盖公路隧道照明技术性节能、结构性节能、管理性节能的各个方面。工程实践表明,这些技术和措施可实现公路隧道照明综合节能20%以上的总体目标,具有较好的生态效益、经济效益和社会效益。     

沉管隧道混凝土管段温度场的仿真计算

文章对于沉管隧道混凝土管段施工期全过程的温度场进行了仿真计算,得出了管段施工期的温度分布及变化规律,同时研究分析了有无保温层时管段温度场的变化规律,可以供隧道工程设计和施工人员采用温控措施时参考.