大跨海底铁路隧道断面受力特点及优化建议

以甬舟铁路金塘海底铁路隧道矿山法施工段为依托，选其深埋段Ⅳ_b型衬砌参数，采用荷载-结构模型，基于内力分布特点研究仰拱加深、拱脚加厚及仰拱加深+加厚拱脚3种方案下的断面优化效果。结果表明，仰拱加深0.5 m可使断面弯矩分布更加均匀，可改善各关键节点安全性能并将衬砌可承受的最大水压由拱顶以上6 m提升至38 m;拱脚段加厚0.3 m对结构弯矩分布、底鼓挠度大小及整体安全系数的提升效果较小，可承受极限水压为拱顶以上23 m;仰拱加深0.5 m+拱脚加厚0.3 m优化方案与仰拱加深0.5 m方案优化效果大体一致，故建议断面优化优先考虑仰拱加深措施。     

海底隧道不同防排水条件下衬砌结构开裂情况研究

海底隧道不同围岩级别所采用的防排水方式不同。Ⅰ、Ⅱ级围岩采用限量排导的防排水方案,Ⅳ、Ⅴ级较差围岩地段衬砌结构采用全封闭防排水方案。基于扩展有限元法,以厦门海底隧道为例,针对海底隧道不同防排水条件下的衬砌结构开裂情况进行研究,为今后其他高水压水下隧道设计和海底隧道的病害原因分析提供一定的参考价值。研究表明:采用堵水限排的条件下Ⅱ级围岩的衬砌结构未发生衬砌结构开裂,结构设计合理;而采用全封闭防排水结构的V级围岩的衬砌结构在低水压条件下拱脚外侧发生纵向开裂,而在高水压条件下衬砌拱脚会同时出现纵向裂缝和压溃破坏。鉴于目前隧道结构开裂主要以环向裂缝为主,且主要集中于拱墙以上部位,所以高水压并不是厦门海底隧道衬砌开裂的主要原因。     

小净距三洞并行公铁隧道近接施工及爆破振动影响研究

依托甬舟公路孙家湾1号隧道与甬舟铁路牛皮岭下隧道并行段，通过数值计算，对三洞并行隧道中间铁路隧道先行情况下，公路隧道施工顺序、二衬施作时机及工法步距开展研究，并探究了公路隧道爆破对中间铁路隧道二衬的影响，对孙家湾1号隧道的安全净距及在不同工况下的振速进行研究。主要研究结论为：(1)塑性区集中在开挖范围中下部及公路右线与铁路隧道中夹岩处，中间铁路隧道受公路隧道开挖扰动影响左右拱腰产生较大水平变形；(2)小净距三洞并行隧道中间铁路隧道先行，宜采用公路左线-公路右线的开挖顺序，铁路隧道二衬施作完后再施工公路隧道，采用CD法施工，并设置公路左右线步距为50 m;(3)对不同围岩级别、开挖进尺、工法的9种工况爆破施工对中间铁路隧道二衬影响进行探究，得出各工况下振速传播路径、最大部位、振速数值是否满足要求，并对爆破施工提出针对性意见；(4)Ⅳ级围岩、采用CD法施工，孙家湾1号隧道爆破施工极限安全净距为11.5 m,净距小于11.5 m时建议采用机械开挖。     

铁路隧道防排水设计探讨

铁路隧道防排水标准随着建设标准得到大幅提升,但新建隧道仍存在不同程度的渗漏水情况,有必要对隧道防排水体系进行再认识。通过对某客运专线隧道防排水设计及运营后的渗漏水情况进行剖析,提出了加强细部防水设计、增加防水材料功能和防排水施工工序化等改进措施,提出了建议的排水思路,旨在引出隧道防排水设计需改进的方向。为适应寒冷地区高标准铁路建设需要,对寒冷地区隧道防排水系统的防冻保温也提出了建议。     

兰武线火烧沟隧道防排水系统施工技术

兰武铁路二线是我国第一条双层集装箱电气化铁路 ,对隧道的防排水要求较严。文章介绍火烧沟隧道防排系统设计 (含环向纵向排水盲沟、泄水孔、排水沟、EVA复合防水板、YHB型止水条等 )及施工方法 ,对防水板的焊接、泄水管的埋设、止水条的安装等阐述得尤为详尽。     

提高设计标准 加强施工质量管理 杜绝铁路隧道渗漏水

根据对近年修建的铁路与公路隧道渗漏水情况的调研 ,通过对有关防排水标准与防排水设计的对比 ,分析铁路隧道渗漏水的主要原因 ,提出提高设计标准 ,加强施工质量管理 ,杜绝铁路隧道渗漏水的建议。     

寒冷地区铁路隧道防排水设施冻害浅析

分析新建东北东部铁路通道白河至和龙段隧道防排水设施发生冻害的机理,指出应根据局部气候条件确定防排水设施防冻害标准,部分防排水设施宜采用较高一级的构造措施,施工中特别注意防冻措施细节处理,尽量减少冷桥.     

严寒地区铁路隧道中心深埋水沟设置长度计算方法

严寒地区铁路隧道防寒措施的合理设置直接关系到铁路运营安全。通过对已建成严寒地区隧道排水通道局部结冰情况和太阳辐射对应关系进行分析,隧道洞口的太阳辐射大小是影响隧道排水通道局部结冰的关键因素。为降低隧道冻害在铁路安全运营中产生的危害,量化计算严寒地区铁路隧道中心深埋水沟的设置长度,建立了隧道洞口太阳辐射评价标准,并基于已建成的位于严寒地区铁路隧道优化后的中心深埋水沟设置长度,结合太阳辐射指标、最冷月平均气温,采用麦夸特法(Levenberg-Marquardt)非线性回归计算出公式待定参数,得到了严寒地区隧道中心深埋水沟设置长度计算公式。     

高海拔寒区铁路隧道保温排水技术研究

针对处于高海拔寒区的川藏铁路隧道的保温排水问题,本文总结了国内多行业的寒区分类以及国内外寒区隧道保温排水技术现状,通过调研高纬度寒区铁路隧道的冻害情况,分析了高纬度寒区铁路隧道按最冷月平均气温和年平均气温的设计分区方法。结合川藏铁路工程特点,提出了川藏铁路高海拔寒区隧道设计分区和保温排水设施的设防标准建议,同时分析了各类保温排水设施的适用条件。结果表明:(1)川藏铁路高海拔寒区隧道按年平均气温和最冷月平均气温可划分为3个设计分区;(2)高海拔寒区隧道洞口段的排水沟槽设计,可结合工点特点,按设计分区采用不同的保温长度和不同的结构形式;(3)保温排水沟的检查井及出水口宜采取保温措施。     

基于流固耦合的水底隧道仰拱受力分析与优化

目前,国内外学者对用于铁路和公路交通的山岭隧道断面形式做了不少研究,并得出一些有价值的结论。但是,研究结论应用于水底隧道是否同样能满足衬砌结构受力合理的要求,是值得研究的问题。矿山法修建大断面铁路和公路水底隧道,其断面形式主要采用马蹄形断面,并设置仰拱来控制围岩位移及改善衬砌结构受力。本文以厦门东通道海底隧道为工程背景,采用三维有限差分软件FLAC3D进行流固耦合分析,研究仰拱曲率半径及仰拱部位的防排水措施对围岩位移及衬砌结构受力的影响,优化水底隧道断面形式,以指导大型跨江海的水底隧道的设计和施工。     

高速铁路客运专线隧道防排水设计

结合武广铁路客运专线的建设,对高速铁路客运专线隧道防排水设计、施工进行了分析和总结,针对建设过程中出现的问题,提出对今后高速铁路隧道防排水设计及施工需要完善和改进的建议,主要有初期支护喷混凝土防水、施工缝止水带形式的合理选用、封堵拱顶预埋注浆孔注意事项、无砟轨道基础与侧沟壁之间积水引排措施、隧道基底位置地下水引排措施、洞外排水系统设计的完善和改进措施。     

寒冷及严寒地区铁路隧道防排水设计探讨

研究目的:我国寒冷及严寒地区已建成的隧道存在渗漏水影响造成的仰拱翻浆冒泥、衬砌开裂、底鼓甚至侵限等一系列病害.通过对东北地区既有铁路隧道防排水技术现状及运营维护状况进行的调研,分析严寒及寒冷地区防排水设计、施工和运营中存在的问题,指出防排水设计技术需要不断提升水平,从而简化运营维护及保证行车安全.研究结论:结合拟建及在建隧道的防排水设计、施工中存在的实际问题以及新工艺、新材料的实用,总结出保温水沟、中心深埋水沟、防寒泄水洞以及保温盲沟等保温排水的设计应优先采用新型保温材料,减少施工工序以及减低施工难度,以充分解决寒冷及严寒地区隧道的冻害问题.     

渤海海底隧道贯通误差估算及控制网精度设计

研究目的:为了研究渤海海峡海底特长隧道施工控制测量对施工贯通的影响,针对设计方案中最长贯通距离的海底特长隧道进行贯通误差估算分析,并根据贯通误差对施工控制网精度进行设计。研究结论:(1)影响隧道贯通误差有洞外GPS控制测量、洞内导线测量、洞外跨海高程传递和洞内水准测量四个方面,其中洞内导线控制测量和洞外跨海高程传递测量精度对贯通误差影响更为显著;(2)提出了渤海海峡海底最长开挖长度贯通面间的贯通误差限差和洞内外平面、高程控制网精度建议方案;(3)就目前的测量手段、方法和测量精度,对于渤海海峡海底特长隧道的开挖贯通在测量技术上是可行的,贯通误差是可控的;(4)研究成果对渤海海峡铁路通道海底隧道及类似工程施工控制测量的技术方案制定及实施具有参考价值。     

铁路隧道结构防排水问题的思考与探讨

铁路隧道结构防排水质量要求不断提高,结合多年施工经验,对隧道结构防排水施工和设计方面的几个问题进行分析和探讨,并提出一些建议。     

中国铁路隧道之最(一)

修建数量、长度与时间 铁路隧道数量最多的国家 中国是世界上铁路隧道数量最多的国家,据不完全统计,截至1999年末,建成铁路隧道6125座,总长度为3164公里。其中,有5461座计3008公里隧道,是中华人民共和国成立后修建的。(台湾省隧道因数量不明未计入)。 铁路隧道数量拾“最” 中国铁路上己建成的6125座隧道中,约有97％位于标准轨距铁路上,有80％以上为单线隧道,有70％以上为短隧道(长度为500米以下),有10％以上为明洞。由此,中国也是世界上准轨铁路隧道最多的国家,单线铁路隧道最多的国家,铁路短隧道最多的国家和铁路明洞最多的国家。     

武广客运专线五尖大山隧道防排水施工技术

结合五尖大山隧道防排水施工实例,阐述隧道防排水的施工要领,介绍防排水施工过程中的一些具体做法和创新技术措施。同时对客运专线隧道防排水施工提出部分改进建议:隧道防排水施工必须从实际出发,从细节入手,并优化设计方案,通过采取"防、排、截、堵结合,因地制宜、综合治理"的原则及材料防水与构造防水相结合,柔性防水材料与接缝密封材料互补并用的多道防水措施,保证客运专线隧道防排水的施工质量。     

隧道衬砌水压力计算与控制方法探讨

研究目的:在长期运营过程中,因各种原因,隧道排水系统会逐步堵塞,二次衬砌也会逐步承受水压力作用。现有衬砌水压力的计算方法是基于横断面二维模型得出的,有必要基于防排水系统的空间效应,研究衬砌水压力的纵向分布特征及最大水压力控制方法。研究结论:(1)按现有横断面二维模型计算得到的结构水压力,考虑防排水系统的空间效应后会形成水压力重分布;(2)堵塞段二次衬砌最大水压力大致与地下水"余量"及堵塞段长度的平方成正比,与排水层的总面积及其渗透系数的乘积成反比;(3)建议二次衬砌水压力荷载取值:对于山岭隧道,当排水量小或维护作业难度小时可以不考虑水压力,否则宜控制在0.05~0.15 MPa以内;对于水下隧道,公路隧道宜控制在0.2~0.3 MPa以内,铁路隧道或地铁隧道宜控制在0.4~0.6 MPa以内;(4)在隧道内每间隔一定距离设置"泄压环"可以有效控制结构的最大水压力;(5)本研究结果可为隧道衬砌最大水压力取值与控制提供思路和方法。     

温福铁路某长大隧道防排水设计与施工

我国高速铁路隧道要求不渗、不漏,达到一级防水标准。这就要求合理地进行隧道防排水设计,选择性能可靠的防排水材料,采用先进的施工技术和施工机具,并建立严格的检验、评价体系和施工管理制度,从而保证隧道防排水质量。介绍温福铁路某隧道防排水设计原则、措施和施工方案,对设计、施工中存在的喷射混凝土标号不统一、湿喷工艺执行困难、喷射混凝土基面平整度达不到规范要求、防水板固定不牢、新型防水板焊机性能不稳、对耐久性混凝土的标准认识不够等几个问题分别进行分析、提出相应改进措施,并提出几点建议。     

长梁山隧道防排水设计与施工

隧道工程防排水是隧道工程设计的主要内容。如果没有可靠的防排水措施，地下水就会侵入，乃至危害运营和影响隧道使用寿命。目前，地下工程最大的病害就是渗漏水。整治渗漏，既困难费用又高。因此，多设计时就引重重视，精心设计、精心施工。本文通过对长梁山隧道排水设计原则、洞门段防排水、明洞防排水、地层超前注浆、初期支护、衬砌盲沟、铺设防水层、结构自防水、施工缝的防水等方面的设计与探讨，详细介绍了隧道工程防水技术及     

《铁路隧道设计规范》修订内容评析

研究目的:通过对行业标准《铁路隧道设计规范》(TB 10003—2016)全面修订涉及的规范适用范围、设计使用年限、围岩分级、洞口工程、隧道防排水、衬砌配筋、无砟轨道及不良地质衬砌设计等主要内容的介绍和评析,指明今后隧道设计应重视和完善的新内容,使隧道工程设计更好地适应铁路建设发展要求。研究结论:(1)修订了规范适用范围,增加了隧道跨度分类标准,补充了隧道各部分结构设计使用年限要求;(2)引入了围岩基本质量指标BQ,补充了施工阶段围岩亚分级,完善了隧道围岩分级方法;(3)完善了洞口设计规定,增加了掘进机法及盾构法隧道衬砌设计要求,修订了衬砌受力钢筋的最小配筋率及构造要求;(4)优化了隧道防水等级标准及适用范围,补充了防排水措施、隧底排水要求;(5)新增了岩溶、瓦斯、高地应力区、黄土、寒区等不良地质及特殊岩土隧道设计规定,新增了施工方法及措施内容,增加了环境保护设计规定;(6)本研究成果可为铁路隧道设计施工提供借鉴。