重载铁路隧道隧底翻浆冒泥整治技术研究

分析重载铁路隧底翻浆冒泥的成因机理,对比分析铁路隧道隧底翻浆冒泥整治方法,并对两侧设排水井、隧道中心设排水井以及两侧设置深水沟3种隧底降水方案进行了数值分析。分析结果表明,两侧设置深水沟能有效降低仰拱中心处的水压力,能够根治隧底翻浆冒泥病害,并给出该降水方案相配套的施工工艺。研究结果对重载铁路隧道隧底翻浆冒泥病害处理具有借鉴意义。     

山西中南部铁路通道重载铁路隧道隧底加固方案研究

山西中南部铁路通道将开行30 t轴重列车,荷载计算与有限元数值分析表明,列车轴重增加后位于富水软弱围岩及土质地层段隧道基底应力增大,在列车活载反复作用下隧道底部易形成病害。本文论述了对已先期建成的隧道进行基底加固的必要性,论证了采用隧底注浆方案进行基底加固合理可行。     

重载铁路隧底隆起病害换底整治技术

针对一运营重载铁路单线隧道隧底隆起病害,在现场调研及无损检测的基础上,分析了病害成因,提出了下沉式纵横梁长距离架空线路换底方案,明确了纵横梁尺寸、连接、支护、锚固等关键参数,形成了有限天窗时间内的施工组织设计。隧道采用的纵梁悬挂横梁方案施工便利且纵横梁体系稳定可靠,实现了有限天窗时间内开挖段长距离线路全部架空,多个开挖段同步快速换底施工,满足万吨列车在10‰的线路坡度下以45 km/h速度安全通过的要求。     

既有重载铁路隧道基底混凝土厚度对隧底结构受力的影响

采用地质雷达对一既有重载隧道基底混凝土厚度进行了探测,测试断面基底混凝土厚度小于设计值。利用ANSYS建立荷载—结构平面动力分析模型,依据现场取样试验结果并结合实车动态试验结果,分析了30 t轴重重载列车通过时隧道基底混凝土厚度对基底结构受力的影响。分析结果表明,基底混凝土安全系数从规范中的3.0降至2.0,有一定的安全储备。考虑到隧道结构尺寸要求,示范段内的隧道基底混凝土厚度Ⅴ级围岩区应不小于0.5 m,Ⅳ级围岩区应不小于0.4 m。因此,对于隧底出现的混凝土厚度不足情况,应酌情进行加固处理,从而保证列车安全运营。     

铁路隧道隧底质量缺陷整治技术研究

研究目的:近年来随着隧道建设迅猛发展,在山区城市,铁路隧道已经成为日常生活中不可或缺的建筑,与此同时,其规模也越来越大,具体表现在长度大、车道多等多个方面,这对其施工和运营带来很大的挑战。为有效、彻底整治铁路隧道隧底质量缺陷,确保铁路隧道的结构安全和正常运营,本文通过对龙岩至厦门铁路象山隧道的隧底缺陷整治设计进行研究,旨在提出针对性的整治措施。研究结论:(1)结合线路现场检查、隧道现场检查、地质雷达检测和钻探调查等手段对隧底进行全方位的检测,得到了隧底病害的具体数据;(2)依据检测得到的隧底缺陷数据,针对性地设计出两种整治措施——"拆换隧底结构"和"补强加固";(3)本文所提出的两种整治技术可对今后隧道工程隧底病害及缺陷整治起到一定的借鉴作用。     

岩溶地区隧道仰拱开裂的整治

武九线某隧道运营开通后,由于集中强降雨造成隧底局部地下水位上升,地下水对仰拱形成较大水压力,导致仰拱结构裂损及对应段落线路轨面高程发生变化。通过对该隧道仰拱及填充的处理,取得注浆预期效果。     

重载铁路隧道隧底围岩劣化的CFD-DEM模拟研究

研究目的:重载铁路隧道隧底结构较普通铁路受到更大的动力作用,列车动载-地下水耦合作用下隧底软弱围岩将发生劣化,甚至形成脱空,引发基地下沉、翻浆冒泥等一系列隧底病害。本文采用CFD-DEM耦合分析方法研究列车动载-地下水耦合作用下重载铁路隧道隧底软弱砂性土围岩劣化及脱空规律,为重载铁路隧道设计、施工及病害治理提供参考。研究结论:(1)列车动载-地下水耦合作用下隧底附近围岩细颗粒向两侧迁移流失,仰拱-围岩接触面形成局部脱空;(2)列车动载-地下水耦合作用下仰拱-围岩接触压力逐渐减小,隧底结构受力劣化,轨线位置最为明显;(3)列车轴重和行驶速度的增加将加速隧底围岩脱空及劣化的发展;(4)本研究成果可用于优化重载铁路隧道隧底结构设计,减少隧底病害,提高隧道的耐久性。     

既有重载铁路隧道基底病害置换整治技术研究

利用ANSYS有限元软件建立了隧道护底翻修施工便梁三维有限元分析模型,通过设置施工便梁架设方式,并结合重载列车的荷载特点,分析了2类施工便梁在重载列车作用下的的内力特点。计算结果及施工可行性分析表明:采用下沉式便梁架空方案能够保证25 t轴重货物列车以60 km/h通过时线路轨道的几何尺寸、线路刚度和稳定性,另外,在主梁尺寸以及横梁间距设置合理的情况下,采用下沉式无水平顶丝及横梁混凝土支座方案是隧底翻修的一种理想方案,该方案对重载或普通铁路隧道基底结构的病害处理具有重要的借鉴意义。     

整体道床铁路隧道隧底病害成因分析及整治方案设计

总结整体道床铁路隧道隧底病害特点,分析了各类主要病害的成因机理,提出了相应的整治方案设计,通过工程实例验证整治方案的有效性。整体道床隧道内轨道平顺性对于隧底各类病害较为敏感,隧底易形成高压地下水而造成轨道上拱,往往多种病害同时产生。提出了"道床锚固+离缝充填+细颗粒固结+合理排水"的综合整治方案。以唐呼线集宁隧道下行线隧底病害整治工程为例,开展了方案现场应用,整治效果良好。     

重载无砟轨道铁路隧道基底加固技术研究

以国内第一条30t轴重的重载万吨煤运通道———山西中南部铁路通道工程为依托,在分析既有重载铁路隧道基底病害产生机理的基础上,结合本工程的工程地质特征,制定了隧道基底处理的原则,提出土质地层和石质地层的加固方案、工艺控制及效果检测标准,为重载铁路的运营,尤其是无砟轨道线路提供稳固的运行基础,减少隧道基底病害的发生。     

重载铁路隧道基底病害微型桩加固技术研究

结合我国重载铁路隧道基底病害特点,提出了一种隧道基底微型桩加固技术。同时,利用大型有限元软件ANSYS建立隧道基底微型桩加固分析模型,采用30 t列车动压应力实测值模拟重载列车竖向动荷载,着重分析了30 t重载列车通过隧道基底病害区段时微型桩的加固效果,结合某隧道现场测试与混凝土检测结果以及新旧混凝土结合面强度统计分析结果,提出了基底采用微型桩加固基底混凝土厚度要求,为今后采用该法进行基底加固提供借鉴。     

重载铁路隧道轨枕吊空对隧底荷载及结构受力的影响

根据目前隧道内轨枕吊空现象,分析轨枕吊空产生的原因及其对结构产生的危害。在此基础上,建立列车-轨道-隧道耦合动力分析模型,分析研究既有重载铁路开行30 t轴重列车且轨枕在正常状态和吊空情况下基底的动力响应情况,并对出现不同吊空轨枕数量对隧道基底荷载、变形及基底结构内力的影响进行分析。结果表明:轨枕吊空后,墙脚部位的安全系数均小于3.0,尽管仰拱底面安全系数大于3.0,但是长期的轨枕吊空容易引起仰拱及墙脚的疲劳破坏。研究成果可为工务养护提供理论数据参考。     

重载铁路隧道基底病害锚注一体化复合整治技术

货车轴重的提高和编组长度的增加,使重载铁路隧道结构受力及疲劳特性发生根本变化。分析大秦铁路军都山隧道基底病害成因,开展整治技术研究,将新型胶液和新型注胶锚杆有机结合,提出锚注一体化复合整治的概念,并进行实际工程应用,取得良好的整治效果,为类似隧道工程基底病害整治提供参考。     

川藏铁路富水软岩隧道排水及隧底加固施工方法

采用逐级泵站结合袖阀管后期隧底加固施工方法,解决拉林铁路杰德秀1号隧道内富水软岩地带的排水和隧道底部围岩稳定性问题。逐级泵站可将水及时排除,有效防止施工面围岩受大量地下水长时间浸泡,保留围岩自身的有效强度和自稳能力。袖阀管注浆通过劈裂、渗透、挤压密实等作用,使浆液与土体充分结合,形成较高强度的水泥土固结体和树枝状水泥网脉体,有效提高隧底处围岩的稳定性。逐级泵站结合袖阀管注浆方法相辅相成,解决了川藏铁路隧道富水软岩地带防排水和隧底加固施工的技术难题,为其他类似工程提供参考。     

30 t轴重下重载铁路隧道隧底结构疲劳损伤研究

鉴于重载铁路隧底结构疲劳损伤现象较普通客货共线铁路更加明显,根据现场调查对重载铁路隧底结构病害进行分类,并确定了影响其疲劳损伤的主要因素为重载列车长时间大轴重碾压。依托张唐铁路双线重载铁路隧道大型现场原位激振试验,得到了Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩条件下道床结构表面的轴重列车附加动荷载分布规律,利用Ansys Workbench仿真软件对重载铁路隧底结构损伤分布及疲劳损伤进行模拟,并结合试验所得道床和仰拱结构的动应力验证其计算结果的准确性,结果表明:将实测所得动压力时程曲线作为Workbench动力初始条件进行疲劳损伤计算具有客观性,计算得出:随着围岩条件降低,隧底结构损伤范围及损伤程度逐渐增加;在相同围岩级别30 t轴重条件下隧底结构损伤出现的时间由上至下依次递增,且损伤程度逐渐降低。研究成果可为重载铁路隧道运营期长期服役性能研究及疲劳寿命预测提供借鉴和参考。     

铁路隧道隧底岩溶的处理

提出了采用钢管注浆桩及钢筋混凝土板梁处理某铁路隧道隧底岩溶的方法，并给出了具体的设计参数。     

钢带支护系统在重载铁路隧道衬砌开裂整治中的应用

朔黄铁路寺铺尖隧道有多处衬砌混凝土出现交叉开裂或错牙开裂。结合现场勘查以及无损检测情况,对隧道衬砌开裂原因进行了分析。考虑到朔黄线天窗修状况,提出采用W钢带+钢丝网+平钢带+锚杆的联合支护方案进行病害整治。通过工程类比并结合现场条件阐述了该加固方案的设计参数、施工工艺以及施工注意事项。加固方案实施后,取得良好整治效果。     

重载铁路隧道基底适应性及强化技术研究

大轴重、高密度的重载列车荷载作用致使隧道基底下沉、翻浆冒泥等病害加剧,严重影响行车安全.针对这一问题,本文在分析病害原因基础上,提出了使用高分子聚合物加固材料来实现基底挤水、填充空洞、固结虚砟的锚注一体化综合整治技术,并通过数值模拟和现场试验证明了该技术的可行性.结果表明,利用锚注一体化综合整治技术对隧道基底进行加强处...     

重载铁路特长单线隧道长仰拱施工技术研究

重载铁路特有的总重大、运量大、轴重大、密度高的行车特点,对隧道仰拱破坏力极大,越来越多的隧道基底出现开裂、破损、下陷及翻浆冒泥等病害,对运营造成极大的影响,因此对仰拱的施工质量要求高。本文依托蒙华重载铁路崤山隧道,在工期紧、单线作业空间小且安全步距的限制条件下,进行24 m全液压履带式栈桥工装设计改造,运用MIDAS软件建模进行稳定性计算分析。在全线第一长隧付诸实施,避免了施工干扰、加快了仰拱施工进度、解决了仰拱弧形模板安拆不便的难题,减少了仰拱混凝土环向施工缝、保证了仰拱的整体性、提高了仰拱的施工质量,保证了洞内施工交通运输安全,节省劳力、操作简单,可为今后其他类似工程提供借鉴。     

翅膀沟隧道开裂整治加固技术

翅膀沟隧道因黄土地段地质条件变化 ,引起隧道纵向开裂 ,因及时的采取加固措施 ,有效的控制了开裂的发展