不同工法在炭质片岩隧道大变形控制中的应用研究

隧道施工工法在控制位移变形、资源投入、工程进度、施工成本以及保证施工和结构安全等方面有着重要的作用。为解决炭质片岩隧道修建过程中存在的大变形、坍塌、初期支护及二次衬砌开裂等问题,以谷竹高速公路宴家隧道、关垭子隧道为例,对复杂地质条件下,含绢云母炭质片岩隧道施工工法的适用性进行了研究。通过对软岩隧道施工工法进行分析,并结合工程的地质特征和隧道的断面大小对施工工法进行了优选,经过现场实际验证,说明三台阶法、CRD法、双侧壁导坑法能有效控制围岩大变形,且控制能力依次增强,另外超前预支护对预防隧道坍塌有显著的安全保障作用。     

基于弹性地基梁法的隧道纵向变形开裂机理及治理方案研究

在隧道穿越山岭的过程中,常需要穿越堆积层边坡等不良地质层,而堆积层坡体具有较差的工程特性。在遇到降雨的情况下,堆积体内雨水大量入渗等原因易导致隧道衬砌结构的变形,隧道支护结构发生开裂等破坏,严重降低了隧道施工和运营的安全可靠度。以湖南省张家界某堆积体边坡隧道为依托工程,首先结合工程地质勘察报告开展坡体表面与深部位移监测和隧道二衬裂缝宽度监测,分析滑坡面的位置和隧道二次衬砌发生开裂的原因。其次基于弹性地基梁理论构建滑坡推力下隧道计算模型,建立微积分方程,将基于不平衡推力传递系数法得到的滑坡推力作用在隧道结构上,从而得到滑坡推力作用下平行于堆积层边坡的隧道支护结构的受力和变形特性。然后采用所得到的隧道支护结构的理论计算方法探讨降雨强度、堆积体力学参数以及隧道支护结构下侧加固强度对二次衬砌裂缝开展规律的影响。最后采用所得到的隧道支护结构的理论计算方法建立了边坡安全系数与二次衬砌裂缝宽度的拟合关系曲线为y=-5.559x+7.645 3。从而计算出二衬不开裂情况下边坡的安全系数值为1.375 4,并对该堆积层边坡进行锚杆支护优化设计。为后续类似工程的施工设计提供建议。     

谷竹高速16标白鹤隧道开始二衬施工

近日,位于谷竹高速公路16标的白鹤隧道出口右洞二衬长10m、共计110m^3的C25钢筋混凝土浇注完毕。这也是项目管段第一组施工的二衬,标志着谷竹16标隧道二衬进入正式施工阶段,     

隧道二衬裂缝缺陷及其处理研究

隧道作为地下工程,需要在地下一定范围内进行开挖。但由于地下工程地质情况复杂,在隧道开挖后,周围岩体需要长时间的应力重分布过程,同时断层、空洞、熔岩等地质病害的共同影响使隧道在修建完成后经过一段时间会出现不同程度的二衬开裂。二衬裂缝病害在隧道施工中较为普遍,其成因也相对复杂。本文结合福建省漳州天宝至龙岩蛟洋高速公路改建工程A1合同段隧道施工中产生二衬裂缝的情况,通过现场调查、调研分析,对导致隧道二衬裂缝缺陷的原因进行了深入分析,探讨了施工中主要环节导致的不规范问题,针对性制定了处理措施和修复方案,安全、省时、经济的完成了治理工作,为隧道二衬裂缝治理提供了安全保障,并节省了工期和费用。     

太澳高速公路隧道安全监控与预警系统

隧道结构健康监测是运营期间为预防隧道结构发生老化、裂缝、以至破坏事件发生所采取的有效措施。结合太原—澳门高速公路河南平顶山段隧道工程,通过隧道二衬施工期间在结构中埋设应变计、钢筋计及孔隙水压力计等传感器,实时采集并分析隧道的受力状态,同时根据大型有限元软件ANSYS理论分析结果,得到了隧道安全极限的门槛值,以实现对隧道结构健康状况的安全监控。     

邻近隧道二衬结构在爆破振动作用下的动态响应测试研究

为了解并掌握小净距隧道爆破对邻近隧道二衬结构的影响规律,结合温州绕城高速公路西南线工程的横山隧道开展现场振动测试。了解后行洞爆破对先行洞二衬对应后行洞已开挖区域和未开挖区域的振动影响规律,掌握不同工况爆破最大控制药量,在此基础上推导出对应不同控制标准先行洞二衬结构与后行洞掌子面的安全纵距和控制药量。     

奉溪高速喜口池隧道病害分析及处治方案研究

喜口池隧道运营4年后出现路面及电缆沟严重变形开裂、衬砌渗漏水及开裂等病害现象,引起行车不适。为保障隧道结构安全和路面行车舒适度,确保隧道运营安全,需对隧道结构和路面病害进行检测和处治维修。为查清隧道病害现状,通过查阅隧道设计图纸、竣工文件等资料以及开展现场专项检测,结果表明,该隧道存在初支与二衬间脱空、二衬欠厚、仰拱填充不规范等未按设计图施作等行为,据此制定了隧道病害维修加固的工程措施,并已应用于隧道病害处治施工现场,取得了较好处治效果,供类似工程参考。     

二衬背后空洞对衬砌结构影响的数值模拟研究

公路隧道运营过程中易出现二衬背后空洞现象,造成二衬开裂、渗漏水、承载力不足等危害。空洞的产生原因可能是地质、施工、混凝土材料、耐久性或与隧道周围环境发生反应等。采用数值模拟方法分别对空洞发展过程、不同空洞深度、不同埋深隧道条件下空洞对衬砌结构的影响进行研究。数值模拟结果表明,随着空洞的逐渐扩大、空洞深度增加和隧道埋深的增大,衬砌安全系数呈减小趋势,拱顶部分安全系数降低显著,二衬结构内力重新分布,空洞部分的弯矩增大而轴力会相应减小,围岩竖向位移增大。目前通常采用在隧道二衬背后注泥浆或混凝土的方式填充空洞。研究成果可为二衬背后空洞处治提供参考和借鉴。     

亭子坝隧道二次衬砌裂缝成因分析与修复

隧道二次衬砌开裂是一种在隧道建设工程中经常出现的危及结构安全的重大安全隐患,其出现是由于不良地质、岩土工程勘察精度、结构设计、施工方法选择等因素导致的,目前的常规处理方法施工要求高、操作难度大,效果难以保证。文中结合厦门至成都高速公路湖南省汝城（湘赣界）至郴州公路第23合同段亭子坝隧道二次衬砌开裂处治,引入粘贴碳纤雏布技术,说明了该处治方案的施工技术及实施效果。     

浅埋偏压小净距隧道施工病害处治技术

以临夏至合作高速公路曲奥隧道为工程背景,通过地形、地质、施工、实际现场条件等方面综合考虑,分析了该浅埋偏压小净距隧道二衬、仰拱开裂等施工病害的原因,有针对性的采取中夹岩加固、仰拱基底加固及二衬裂缝处理处治技术,并对加固处治后的隧道结构进行现场跟踪监测,进一步评价了处治效果。     

莲花山1号特长隧道穿越F13断层破碎带施工处理技术

基于广东省潮州至惠州高速公路莲花山1号特长隧道施工实例,分析该隧道穿越F13区域断层破碎带时发生掉块涌水、初支开裂后的施工处治技术及相关的防护措施。在后续施工过程中,关键断面的监控数据在短期内趋于稳定收敛,表明结合超前地质预报,综合采用双液浆加固掌子面、钻孔排水泄压、自进式锚杆超前支护、钢拱架作为二衬永久衬砌骨架等加固措施能迅速良好地控制险情,保证初期支护结构稳定,保障后续掘进施工的安全与质量,可为同类型工程提供参考和借鉴。     

隧道拱顶存在脱空的数值分析

隧道在长期运营过程中,目前最常见的病害是拱顶出现脱空.脱空对二衬结构受力是很不利的,它会导致结构混凝土出现开裂.为分析隧道拱顶脱空与拱顶纵向裂缝的产生有无相关性,本文基于大型有限元仿真软件ANSYS,计算分析二衬混凝土与围岩脱空后对二衬结构受力状态的影响,判断由于脱空导致二衬结构混凝土开裂的可能性.     

隧道衬砌裂缝检测与分析研究

随着高速公路、铁路交通的快速发展,各类隧道建设越来越多,我国已成为世界上隧道总里程最长的国家,但由于设计、施工、养护等方面的原因,运营中的隧道在全国各地时有病害发生。隧道病害已成为当前隧道工程中面临的重要问题之一,为保证运营中的隧道耐久性及行驶过程中的安全性、舒适性,对有病害的隧道进行检测、治理成为亟需解决的重要问题。以准朔铁路隧道衬砌结构为工程背景,从隧道衬砌结构病害成因中分析可能引起此段隧道二次衬砌开裂的病因,通过仪器对此段隧道病害进行检测,确定主要病因,然后针对主要病因进行治理。     

敏感环境条件下地铁停车场桥基施工对下伏高铁隧道群的扰动效应研究

深圳地铁6号线民乐停车场工程上跨3条高速铁路隧道,具有结构复杂、环境敏感、地质复杂、施工难度大、工期紧张及施工风险高的特点。为了准确分析和合理评估复杂地质环境条件下大直径桩基开挖对运营高铁隧道安全运营的影响,运用三维数值模拟软件分析了该地铁停车场桥基施工对下部侧穿高铁填土隧道的扰动效应。数值计算结果表明,在多种开挖方案和技术条件下,大直径桩基的开挖成孔不会造成紧邻地铁停车场下方各运营高铁隧道的变形和受力状态的明显改变,整体处于施工安全范围内,表明桩基施工不会危及高铁隧道的结构安全和列车的行车安全。结论对该工程建设及高铁隧道安全运营具有一定的指导意义,可供类似地质条件下相互毗邻、复杂交接工程的设计与施工参考。     

超浅埋隧道下穿对既有高速公路的影响研究

为解决超浅埋隧道下穿对既有高速公路安全运营的影响,依托某超浅埋隧道下穿高速公路工程,提出隧道下穿施工的详细隧道支护方案、加固方案和开挖方案,同时建立三维精细化数值模型,对隧道下穿的整个建设过程进行模拟分析,结果表明,采用预制装配式波形钢与混凝土组合结构箱拱型钢通道施工工艺下穿的建设方案,可有效控制沉降,降低对既有高速公路安全运营的影响。     

高速公路隧道支护结构力学行为研究

以渝黔高速公路二期工程的笔架山隧道为工程背景,采用对现场主体工程施工过程和隧道建成初期的跟踪监测,与三维弹塑性数值模拟相互对照的方法,得出了高速公路隧道施工期间和建成初期的力学行为及变化规律。另外,采用偏于安全的结构—荷载模式对此隧道不同类别的二次衬砌长期安全性进行了计算,得出了各类围岩隧道结构的长期安全性指标的数值大小和横向分布规律。其结论可为隧道设计和施工提供重要参考。     

采石场爆破对邻近公路隧道施工质量的影响监测与模拟分析

基于岩土工程材料Mohr-Coulomb本构关系、空间模型非线性有限元分析和爆破振动数值模拟方法,针对某山岭公路隧道施工和实际使用过程受附近采石场日常爆破作业的影响进行了模拟分析;针对该隧道施工和运营过程中的初期支护、二衬爆破振动速度和混凝土表面应变进行了现场监测,根据现行公路隧道施工技术规范有关爆破振动速度安全限值进行了验算。相关数值模拟分析和现场监测结果表明:采石场爆破作业对隧道施工和运营影响很小,实际工程可以不考虑其不利作用,相关工程实践验证了其成果的可靠性。     

新建铁路路基对下卧公路隧道的影响

为研究新建铁路挖方路基对既有公路隧道的影响,以某铁路客运专线路基上跨某高速公路隧道为依托,通过建立三维有限元模型,分析了开挖过程及运营时列车静载作用下公路隧道结构位移和内力的变化规律。结果表明,随着路堑边坡逐级开挖卸载的进行,隧道结构在竖直方向发生隆起,离铁路路基的位置越近,变形越大;埋深越小,衬砌内力受路堑开挖影响越明显。运营阶段考虑列车荷载时,隧道隆起量有所减少。采用荷载结构法对二衬结构进行内力计算,拱顶处安全系数仅为3.9。针对影响,研究提出施工建议,为同类工程提供相应参考。     

某运营隧道二衬劣化原因分析及处治设计

衬砌劣化作为运营隧道最为常见的病害之一,对隧道二衬结构的强度、刚度以及稳定性均会产生一定程度的影响,严重时会影响隧道运营期间的结构整体稳定性。根据重庆某运营高速公路隧道二衬劣化并急需处治的实际情况,结合相应专项检测报告及水质分析,发现造成隧道衬砌劣化的主因是衬砌背后地下水中所含硫酸盐和碳酸盐对混凝土的腐蚀。为此,基于混凝土腐蚀破坏的模式及机理,并结合隧道具体病害情况及原设计情况,提出了针对性的处治措施,取得了良好的处治效果,可供类似隧道病害处治参考。     

重庆礼让石膏岩隧道衬砌结构设计与施工稳定性分析

膨胀性石膏岩遇水极易发生复杂化学反应且体积发生持续性膨胀,从而引发岩石力学性能的不可逆性变化。为系统研究高速公路隧道在石膏围岩环境中的衬砌结构特性,将数值计算与《公路隧道设计规范》结合,分析衬砌结构强度安全系数,并对现场的初支、二衬间接触压力等方面进行了综合分析。结果表明,实测荷载作用下结构的最不利位置为拱腰和拱脚处,二衬的安全性要远高于规范荷载下的情况,因此隧道石膏岩支护设计以及必要的辅助工法施作可以实现隧道长期稳定。现该隧道已顺利竣工进入运营期,更说明衬砌设计的合理及施工安全性。