寒区隧道冻害防治研究进展

冻害防治长期困扰寒区隧道,传统方法主要从加强支护衬砌结构、改善防排水效果、采取保温隔热措施等几方面着手,效果仍不理想。论文通过梳理以往寒区隧道冻害防治的基础理论与工程措施,提出供热防冻是解决寒区隧道冻害问题的根本方法,并从节能、环保的角度对衬背U型供热管方法和施工缝衬背双源供热排水防冻方法进行了探讨,可供进一步研究和试验参考。     

寒区公路隧道保温防冻及节能技术分析

为应对寒区隧道冻害,防寒保暖研究不断朝着节能、绿色环保方向发展。结合现场调查,讨论和分析了主要保温方法的研究成果和应用现状,结果表明,铺设保温层等被动保温措施不能彻底消除冻害;使用电加热初期投资少,但后期运营成本较高,带来污染;地热能作为可重复再生的、清洁环保的一次能源,将其应用于寒区隧道的防冻保暖,可以实现节能减排;并分析了利用地热能进行隧道保温防冻的优化设计方法;进一步提出了未来寒区公路隧道防冻害的发展方向。     

寒区冻融环境下隧道衬砌结构耐久性分析

寒区冻融环境下,隧道衬砌普遍存在开裂、剥落、挂冰以及路面冒水、结冰等冻害,严重危及隧道的运营安全.结合大坂山隧道的实际工程情况,从隧道的冻害成因和冻胀机理出发,分析了围岩的冻胀膨压力对衬砌结构的作用特性和规律,以及衬砌混凝土在冻融作用下的损伤情况,得出主要结论有:围岩冻胀膨压力是影响隧道衬砌耐久性的主要因素;拱脚在断面内最先达到最不利状态,混凝土自身的特性直接影响其抗冻融破坏能力.并据此提出可行、有效的技术对策,对提高寒区冻融环境下隧道衬砌耐久性具有参考意义.     

我国寒区山岭交通隧道防冻技术综述与研究展望

首先,回顾我国不同时期典型寒区山岭交通隧道的气象条件、建设与运营期冻害现象及防治技术,展现我国寒区山岭交通隧道防冻技术的发展历程;其次,梳理寒区山岭交通隧道冻害发生的影响因素,从现场测试和耦合理论研究2个方面总结目前国内寒区山岭交通隧道温度场时空分布规律研究现状,分析列车活塞风和自然风对寒区铁路隧道温度场的不同影响,得出寒区铁路隧道温度场的分布规律;然后,从微观、细观和宏观层面深入论述土体、岩体和混凝土在水冰相变和水分渗透、迁移条件下发生的冻害损伤机制及研究现状,得出冻害防治应遵循减少地下水和控制洞内温度场2大技术原则和采取主动与被动2类冻害防治措施的结论;最后,展望我国寒区山岭交通隧道防冻技术在温度场规律、冻害机制、短周期冻融、防冻材料和清洁能源利用研究等方面的发展方向。     

浅谈抗冻灭火液在隧道中的应用

严寒地区隧道消防管道防冻是亟待解决的工程问题,以G10绥芬河至满洲里高速公路博克图至牙克石段兴安岭隧道和扎敦河隧道工程为依托,介绍了隧道消防系统组成、防冻保暖措施及抗冻灭火液在严寒地区隧道工程消防系统中的应用与效果。抗冻灭火液能够使寒区公路隧道消防系统正常运行不冻结,比传统电加热系统节能环保,经济效益显著,具有广泛的应用前景。     

寒区隧道抗防冻设计现状及评述

近年来,随着高海拔寒区隧道的日渐增多,抗防冻设计及相关研究也日趋系统,文章综述了高海拔寒区隧道抗防冻设计中的隔热措施、保温材料的选择、敷设方式等现今研究现状,总结了国内外学者提出的具有实用价值的观点,为高海拔寒区隧道中抗防冻设计理念的应用和推广提供了一定的参考,建议针对抗防冻保温材料敷设方式及抗防冻材料自身方面有待进一步研究。     

严寒地区隧道防排水与保温防冻技术

隧道建成后渗漏水与冰冻是严寒地区公路隧道的顽症，长期以来一直困扰着我国北方寒冷地区公路隧道的运营，吉林省长春至珲春高速公路新交洞隧道的施工中采用了“堵水、防水、排水、保温、供热”等多项新技术对其进行综合防范，防水效果良好，可为今后类似寒区隧道防排水与保温防冻提供借鉴。     

寒区隧道冻害成因与若干防治新技术

对寒区隧道冻害进行了分类并探讨了其成因,特别是对衬砌结构因冻损伤的原因进行分析,并将其分为衬砌结构因壁外冻胀损伤和因壁内冻胀损伤两种类型。分析表明,前者对结构的影响较小,后者对结构的威胁较大。针对寒区隧道衬砌结构容易发生裂缝的现象,提出了减少温变过程中的不利约束,预防衬砌出现较大温度应力,进而预防衬砌裂缝发生发展的工程措施。在寒区采用背贴式止水带预防衬砌施工缝渗漏的方法存在不足,宜以中埋式可排水止水带取代。环向排水管应直通中央排水管,在围岩富水且衬砌壁后中、下段环向排水管易冻的隧道区段,沿环向排水管宜设置条带状局部保温层。在隧道潜在冻害威胁较大的区段,通过在衬砌壁后设置电热带穿线管,可提供电热融冰的隧道防冻预案。试验工程表明,可排水止水带、直通中央排水管的环向排水管、电加热融冰等技术在寒区隧道中应用效果良好。     

严寒地区铁路隧道衬砌冻胀病害处治技术

严寒地区隧道衬砌因季节变化,在冻胀作用下极易破坏。东北某铁路隧道在确保运营和列车安全通行的条件下,对隧道衬砌进行了补强处理和保温处治,以避免隧道衬砌冻胀破坏。通过研究隧道病害特点及区域适应性,提出了已损二次衬砌加强和增设防寒保温措施的处治方案,采用脚手架快速施工技术、波纹板滑道安装技术、波纹板固定安全措施、波纹板+自发泡聚氨酯表层处理技术,有效保证了在列车通行条件下,对隧道衬砌的补强保温施工。隧道运营效果表明:处治施工方法和工艺合理、措施得当,补强保温技术可行,可为类似工程提供参考。     

云南省香德2级公路德钦隧道保温防冻设计

云南省香德2级公路德钦隧道处于低纬度高海拔地区,海拔约3400m,冬季寒冷,冰冻时间长,建设时须进行保温防冻设计。从保温防冻工程措施、保温材料设置方式、保温材料比选等方面介绍德钦隧道的保温防冻设计,其对于类似寒区隧道的保温防冻设计具有一定参考价值。     

FLK防冻保温材料在隧道施工中的应用

合作北隧道地处青藏高原东北边缘,属高海拔、高寒湿润气候。为了解决好高海拔高寒地区隧道隧道保温问题,隧道采用FLK防冻保温板隔热法进行保温,有效防止洞内路面结冰,提高运营安全,装饰隧道美观。在施工中获得了在高海拔高寒地区隧道保温的基本经验和一些施工关键技术。该工程的成功建设,为我国西部修建高海拔高寒地区公路、铁路隧道保温提供了宝贵的经验和施工技术。     

寒区隧道围岩温度场变化规律及防冻保温分析

为解决寒区隧道的冻害问题,通过对现有寒区隧道保温措施调查分析,以青海省红土山隧道为依托,建立寒区隧道围岩温度场有限元分析模型,引入隧道环境温度实际监测数据作为模型分析温度参数与边界条件。分析了不同环境温度条件下保温层厚度对隧道围岩温度场的影响,计算了不同隧道环境下应铺设的保温层厚度,得到了不同风速、风温条件下隧道围岩温度场变化规律,探讨了沿隧道纵向分区段设置不同厚度保温层的效果。研究成果可为寒区隧道的保温防冻提供理论依据,并可为类似工程提供借鉴。     

青藏寒区隧道及隧道群事故成因与对策探讨

随着青藏寒区隧道建设的快速发展,寒区隧道及隧道群的安全运营问题逐步显现.隧道安全运营的影响因素包括环境、道路、车辆、管理及人为因素.文中根据青藏寒区隧道的特点,分析各因素的影响机理,提出设计阶段在主体结构、管养和交通安全设施、隧道机电等方面应注意的问题及运营阶段在日常运营管理、应急状态下的应对措施.     

哈大客专路基冻胀变形的观测与分析

通过哈大客专路基冻胀变形的观测,从全线路基冻胀量的大小和分布、不同结构类型路基冻胀量的差异和发生概率,以及冻胀量沿深度的变化和组成等方面,进行了阐述;通过冻胀原因和控制性因素分析,指出哈大客专路基冻胀变形部位主要集中在基床范围,得出现有路基结构形式下,冻结深度不是控制路基冻胀量的主因和控制基床冻胀变形,特别是基床表层冻胀变形是解决路基冻胀问题的关键等结论;并对寒区高速铁路路基结构形式进行了探讨,为寒区高速铁路路基冻胀病害的防治提供参考。     

公路连拱隧道冻胀结构力学分析与防冻措施

针对目前我国中原以北地区公路连拱隧道在运行中越来越突出的衬砌冻胀破坏问题,文中根据隧道在冻胀条件下温度和结构的相应作用,初步探讨了冻胀力的计算方法并运用ANSYS有限元分析,模拟在冰冻环境温度作用下隧道的冻胀过程及持续低温和冻胀作用对隧道衬砌结构的影响,最后在分析公路连拱隧道特点的基础上提出了抗、防冻措施。     

太阳能热水系统在隧道消防防冻中的应用探析

针对冬季寒冷气候条件下隧道消防管道水防冻问题,现阶段常采用电伴热技术手段。经多年工程应用可知,电伴热系统存在投入高、能耗高及稳定性差等诸多问题。为有效解决隧道消防管道水的防冻保温问题,本文基于陕北地区丰富太阳能资源的高效利用,以黄延高速公路扩能工程府村川隧道为研究对象,创新性采用太阳能热水系统对隧道消防管道进行内加热的技术原理,开展隧道消防防冻系统的设计与工程应用研究,并对太阳能热水防冻系统的运行效果进行了周期性监测。结果表明,太阳能热水系统用于隧道消防防冻方面具有可行性;通过设置合理的太阳能热水防冻系统,冬季气候条件下可保证消防管道水保持在设计温度要求范围内,能够有效提高隧道消防系统在冬季条件下使用可靠性。     

海底盾构管廊隧道结构病害分析及治理技术

水下隧道在长期运营过程中受各种因素的综合影响,尤其结构处于海水侵蚀下,极易引起隧道结构不同形式的病害,若不及时地进行有针对性的治理,必将对隧道结构及运营安全带来严重威胁。本文通过对病害的检测,判析隧道结构缺陷及病害对隧道结构稳定性的影响,并对病害产生的原因进行分析;针对不同类型的病害,提出有针对性的治理及修复措施,并严格科学施工,取得了较好的治理效果。本文研究可为水下盾构隧道的长期安全运营提供保障,同时,可为水下盾构隧道的病害治理提供依据。     

晋北地区气温的降尺度特征及其对隧道防冻的影响研究

本文对寒区隧道衬砌表面温度的动态监测以每小时变化为记录基准,对晋北地区气温变化特征进行了分析,揭示了寒区隧道在年度周期内经历的多频次短周期冻融循环特征,并探讨了其对寒区隧道混凝土材料和衬砌结构防冻的影响。     

基于物联网的隧道洞口结冰动态监测技术研究

随着公路隧道运营里程的增加,隧道洞口结冰引起交通事故率增大的问题更加突出。为保障隧道行车安全,提升隧道运营安全管理水平,基于物联网技术对隧道洞口结冰动态监测技术进行研究,并建立隧道洞口结冰动态监测Web平台,通过DTU无线传输设备对洞口路面温度、空气湿度进行采集和综合数据分析,实现了对高速公路隧道洞口路段结冰的实时监测和预警,从而保障了高速公路交通运营安全。     

寒区铁路隧道保温排水设施设计标准研究

针对目前寒区隧道保温排水设施缺乏系统设计标准的问题,结合寒区分区及隧道保温排水技术现状,通过调研东北及华北北部地区寒区铁路隧道冻害情况,提出按气温条件的寒区铁路隧道设计分区方法;通过分析保温排水设施的适用条件,结合运营铁路隧道内及排水设施内的温度实测分析,提出不同分区的寒区隧道保温排水措施设置建议长度。结果表明:1)寒区铁路隧道可按年平均气温和最冷月平均气温划分为5个分区; 2)高式保温测沟仅在温度较高的寒区适应; 3)洞口一定范围段的水沟埋置于结构以下是寒区保温排水的有效手段; 4)长隧道洞身段采取保温措施后可以将水沟置于结构内; 5)有条件时长隧道宜采用人字坡,并加大隧道内的纵坡坡度,有利于改善排水条件,防止水沟冻结。