寒区隧道病害成因分析与处治措施研究

衬砌裂缝及渗漏水是寒区隧道最常见的病害,严重影响隧道的使用寿命和行车安全。结合山西省某隧道病害情况,分析了隧道衬砌裂缝和渗漏水原因,提出了裂缝凿槽注浆补强、W钢带加固和U形槽导流等处治措施,为寒区隧道病害处治提供了一种可行的方法 。     

寒区公路隧道病害检测与综合整治技术研究

针对寒区公路隧道在长期服役中产生的病害问题,采用地质雷达等方法进行检测,并通过整理、分析检测结果,评定隧道病害总体技术状况,详述隧道衬砌劣化、拱顶衬砌厚度不足、衬砌开裂及渗漏水等明显病害的检测与综合整治技术。提出两种病害综合整治方案,并比较方案的优缺点,重点论证三次衬砌方案的可行性,总结了一套较为系统的寒区公路隧道病害综合整治技术。施工方案安全可靠、效果良好,研究成果可为类似公路隧道病害的检测、评价与综合整治工程提供借鉴。     

隧道衬砌结构裂损机理及定量评估

隧道衬砌裂损影响衬砌结构的整体稳定性,并易引起渗漏水病害、基床病害和复合型病害等隧道病害,降低衬砌结构的耐久性和安全性.基于衬砌裂损的力学机理分析,将隧道衬砌混凝土裂缝发展过程分为6个阶段,给出每个阶段的状态描述,并针对引起衬砌裂损的隧道衬砌厚度不足及衬砌背后空洞两个影响因素进行深入研究,分别利用隧道衬砌的拉、剪应力集中系数进行计算,明确不同围岩条件下隧道衬砌厚度不足或衬砌背后空洞等因素与衬砌内部应力集中程度之间的内在联系,为进一步建立依据隧道衬砌检测结果进行隧道衬砌状态评估的评估体系提供了量化基础.     

隧道衬砌施工质量快速检测与评价

隧道衬砌质量是隧道稳定及安全运营的关键因素,而衬砌结构受力特性较为复杂,容易出现病害,因此隧道衬砌施工质量尤为重要。采用地质雷达法重点对隧道衬砌质量进行快速检测,得到衬砌内部空洞或不密实等异常部位,并对隧道衬砌厚度进行检测,对隧道衬砌混凝土施工质量进行评价。     

衬砌裂缝对隧道稳定性的影响分析

由于地质、设计、施工以及运营管理等方面的原因,运营中的隧道常常出现一系列的病害,其中最常见的就是隧道衬砌裂缝,严重影响了隧道的交通运营安全。以重庆八一、向阳隧道的病害治理工程为背景,运用有限元软件ANSYS对隧道衬砌裂缝受力性能进行数值模拟分析。结果表明:衬砌裂缝的存在导致衬砌应力集中,严重时甚至影响隧道结构的稳定性;裂缝深度越大,隧道结构位移、应力越大,裂缝尖端的应力集中现象越明显,最终应力达到材料的强度极限,从而导致隧道的失稳破坏。     

图像分块下的隧道裂缝识别方法

针对隧道衬砌表面不均匀光照、渗水和噪声等强视觉干扰,设计了基于图像分块的隧道衬砌裂缝检测算法;根据中国西部地区的地理特征和隧道衬砌的外观病害,研制开发出一种快速、自动化的非接触式智能隧道结构物外观检测系统; 以非均匀光照下隧道图像数据集为研究对象,在图像分块的基础上提出一种适用于隧道裂缝特征提取的图像识别算法;研究了电子元件产生的噪声,并分析和总结了隧道衬砌的灾害特征;根据裂缝特征和分辨率将图像矩阵划分为适当数量的区域块,根据区域块的灰度特征将原始图像划分为目标背景区、目标病害区、病害背景区和其他区域,通过最大类间方差法和局部阈值法分割得到了隧道裂缝的粗图像,在此基础上进行了粗图像裂缝特征提取;对原始图像的每个区域块进行了对比度受限的自适应直方图均衡操作和局部阈值分割,得到了细节图像;将细节图像和粗图像的重叠区域设为理想裂缝二值化图像;结合隧道结构物外观检测系统对不同方向的裂缝图像进行了二值化试验,并通过隧道裂缝定位和投影法得到了隧道衬砌图像中裂缝的位置信息和方向。研究结果表明:提出的算法对隧道裂缝识别的准确值、召回率和F值可分别达90.34%、98.78%和94.37%,既可以保证隧道裂缝的完整性,也可以在非均匀光照下最大程度地保留目标裂缝的细节,可用于处理一般灰度图像的二值化问题。      

公路隧道衬砌病害力学模拟研究

基于荷载-结构法隧道计算理论,建立了公路隧道衬砌的裂缝、材料劣化、空洞、附加荷载等病害的力学评价模型,研制了公路隧道衬砌病害力学模拟分析软件,以便量化评价衬砌病害对结构承载力的影响。工程算例分析表明:衬砌裂缝和空洞的存在均会降低结构的安全系数,且空洞区域内的结构安全系数影响比较平稳,随着与病害位置距离的增加,其影响能力亦逐渐减弱。     

公路隧道衬砌病害展布图拼接技术研究

在隧道检测车上不同位置布置多个CCD相机,可快速采集隧道衬砌表观离散图像,通过图像匹配、图像融合及图像插值,对图像进行拼接,将拼接结果用于隧道衬砌病害的识别、完成隧道检测工作.实践证明,此种方法用于隧道图像拼接可行,有助于提高隧道检测效率,便于与多年隧道检测数据进行对比,具有较好的经济效益和社会效益.     

隧道衬砌裂缝成因调查检测与初步分析

介绍隧道衬砌裂缝的类型和成因,并结合某公路隧道的工程实例,详细论述隧道裂缝成因的推论、检测方案的确定、检测结果的分析、得出结论的全过程,对确定隧道裂缝成因的调查、检测、分析方法具有一定的参考价值。     

超声波和雷达法在隧道衬砌裂缝检测中的应用

采用超声波法和地质雷达法对隧道二衬裂缝进行综合检测,可以提高检测结果的准确度。通过对浅层裂缝和深层裂缝这2种典型裂缝情况的检测分析,结果表明:2种方法的结合可以较好地分析二衬裂缝深度及背后的缺陷情况,能够对比分析深层裂缝是否贯通隧道二衬,以及裂缝对应的隧道衬砌背后是否存在缺陷。     

某在役公路隧道病害检测及原因分析

目前我国大部分隧道处于运营养护阶段,然而由于勘察结果不准确、施工质量不合格、监管养护不到位等原因,导致大量运营公路隧道出现不同程度的病害问题,影响正常行车安全。针对某在役公路隧道衬砌开裂、路面沉陷等病害,采用现场检测和室内测试,对围岩级别、衬砌质量、隧道内轮廓断面以及变形进行检测。检测结果表明:病害段围岩破碎,含巨厚泥岩夹层和强风化灰岩层,采用定性和定量相结合的方法综合判定围岩级别为Ⅳ级,原勘察中的Ⅲ级围岩定性不准确;同时,衬砌施工质量差,不满足设计和规范要求,局部区段衬砌厚度严重不足。     

隧道渗漏水病害的产生原因及整治技术

渗漏水、结构腐蚀损坏、仰拱问题以及铺底变形是隧道工程常见的病害类型,其中衬砌底部腐蚀损坏造成的渗漏水病害问题更为普遍。通过分析桑植隧道衬砌产生渗漏水的原因、衬砌结构损害形成因素等,针对无水和有水衬砌裂缝、变形缝裂缝采取不同的防治技术,收到良好效果。     

基于机器视觉的公路隧道表观图拼接方法与数据统计研究

目前国内外针对隧道衬砌表观检测多使用智能化设备进行并积累了海量数据。然而,隧道表观图的拼接以及识别大多数还依靠人工,同时缺乏对数据的有效分类与统计。基于前期自主研制的隧道智能检测系统以及大量检测数据,开展了隧道数据处理系统搭建工作,实现了病害自动化识别研究,同时,设计了数据统计系统实现裂缝病害的针对性分析,为我国公路隧道智能化和信息化管理提供依据。     

运营隧道的典型病害及其处治技术研究

在总结分析运营隧道水损害、衬砌裂损、冻害、衬砌腐蚀、偏压等典型病害诱因及其影响的基础上,通过工程实例研究病害处治技术.采取水害治理技术可有效控制结构的渗漏水现象;通过裂损处治技术修复衬砌断面缺损以及裂缝,补偿病害引发的衬砌刚度损失;冻害处治技术可防止隧道受到冻胀力作用而破坏;偏压处理技术确保了隧道的稳定性和安全性.运营隧道的病害处治技术在工程实践中有显著效果.     

蛤蟆岭隧道病害处治

蛤蟆岭隧道为二级公路中隧道，使用过程中出现了衬砌裂缝、渗漏水等病害状况，简要分析了病害成因，并根据病害程度，按分类治理原则，因地制宜，采取了相应的处治方法与措施。     

寒区隧道的主要病害成因分析及处治措施研究

针对山西省某寒区隧道的主要病害情况,结合当地气象水文地质情况,分析了隧道衬砌裂缝和渗漏水原因,提出了裂缝凿槽注浆补强、嵌入工字钢法和U型导管槽等处治措施,为寒区隧道主要病害的处治提供参考。     

公路隧道衬砌渗漏水病害处治技术探讨

随着公路隧道的多年运营,会产生多种病害,其中隧道衬砌渗漏水病害较为常见。衬砌渗漏水病害会造成钢筋锈蚀、混凝土开裂、衬砌保护层厚度不足等问题,形成重大隐患,严重威胁公路隧道的使用功能以及安全性。以伊犁G217线K730+577玉希莫勒盖隧道提质升级改造项目为例,通过现场调查,结合现场检测结果,分析了公路隧道衬砌渗漏水病害的成因,介绍了隧道衬砌注浆技术在实际工程中的应用,为今后的公路隧道衬砌渗漏水病害处治提供参考。     

某高速公路隧道工程病害处治

简要分析了某高速公路隧道在运营过程中出现路面裂缝和鼓包、衬砌裂缝、电缆沟鼓包等病害成因,结合现场病害状况,拟定具体的病害处理方案,成功地对该病害进行了处治。     

隧道洞口段二衬病害评价分析及处治技术

为治理隧道洞口段二衬病害,以某隧道进洞口段二衬开裂病害实例,从二衬裂缝分布、衬砌厚度、钢筋间距、仰拱回填等方面分析衬砌病害特征,采用荷载结构法通过数值计算获得典型病害断面的弯矩、轴力、剪力和安全系数,评估隧道结构安全状态.研究表明:S0型和S5型衬砌最小安全系数均低于规范要求,运营安全风险较高.针对二衬病害提出了围岩注...     

隧道视觉检测机器人成套系统研制

目前国内隧道视觉检测系统存在检测精度较低、病害识别速度较慢等问题,对此研制了隧道视觉检测机器人成套系统。为提高隧道衬砌图像采集精度,设计研发了视觉采集角度调节装置和车载测速装置,实现了对车载工业相机拍摄角度的精确调节以及病害坐标的高精度获取;为提高病害识别速度,组建了数据中心,实现了海量隧道图像数据的存储、处理和管理。工程实践证明隧道视觉检测机器人成套系统解决了图像采集精度低、病害识别速度慢的问题,具有良好的应用前景。