隧道预留洞室涂刷堵水技术研究

基于隧道二次衬砌渗漏水常用处理手段,为了解决衬砌不规则裂缝的渗水问题,通过构建长方体开槽试块并用千斤顶加载形成不规则裂缝,以此来模拟隧道衬砌预留洞室的开裂情况;采用凯顿水泥基材料按照涂刷方式进行堵水处理,达到了良好的堵水效果,对隧道预留洞室的渗漏水处理具有一定的参考价值。     

某高速公路隧道病害治理技术浅谈

工程概况 某高速公路隧道为小间距双跨连拱隧道,隧道围岩大多数为Ⅲ级围岩,少数为Ⅳ级围岩,围岩主要为花岗岩,岩性呈大块状砌体结构,节理较发育,地下水丰富。隧道采用复合衬砌和洞口加强型衬砌,初期支护厚度为10cm,二次衬砌厚度为50～60cm。隧道地下水多为裂隙水,受大气降水影响大。     

山西省长平高速公路杜公岭隧道特殊水文地质病害变形机理与处治技术

杜公岭隧道从太行山区分水岭地带的碳酸盐岩类地层通过,地下水位埋深大于400 m。勘查和施工均无发现地下水的存在,因隧道开挖、建设使降雨入渗后在洞身聚集并与围岩共同作用,使洞体路基出现隆起、墙体衬砌开裂、滴渗水等,影响运营。就隧道特殊水文地质病害的变形机理与处治技术进行分析总结,对今后同类工程有借鉴指导作用。     

衬砌纵向开裂隧道地震响应振动台的试验研究

为了研究高速铁路双线隧道衬砌纵向裂缝对结构抗震安全性的影响,针对《铁路隧道设计规范》（TB 10003—2016）IV级围岩开展大型振动台模型试验,试验采用改进的静动耦合剪切模型箱,考虑隧道埋深、衬砌开裂位置和开裂形式3个影响因素,分析隧道衬砌的地震动应变和结构内力响应规律. 试验结果表明:在地震剪切波作用下,浅埋隧道和深埋隧道衬砌结构的破坏形式分别为受拉破坏和受压破坏,破坏位置均首先出现在拱腰,对应的无裂缝衬砌破坏时振动台台面输入波峰值加速度分别为0.8g和0.9g;拱顶和边墙处裂缝对隧道衬砌结构抗震安全性影响较小,而拱腰处裂缝影响显著;浅埋和深埋条件下,拱腰处有裂缝的衬砌破坏时振动台台面输入波峰值加速度分别为0.5g和0.6g;纵向裂缝的开裂形式不同,衬砌破坏时对应的峰值加速度基本相同;在深埋条件下,相比于正截面裂缝,拱腰处斜截面裂缝导致衬砌结构破坏后变形速度加剧.      

岩溶隧道开挖围岩力学及渗流三维数值模拟

依托贵州省在建的新寨隧道,用 ABAQUS 有限元软件建立计算模型,模拟隧道施工过程中围岩及衬砌结构的变形和受力特征。考虑地下水的作用,计算了围岩的孔隙水压力和分布规律。分析结果表明：隧道开挖过程中,围岩存在一定程度的应力释放,隧道拱顶和仰拱底部局部会出现较小的拉应力,而在隧道边墙部分则出现应力集中的现象。隧道开挖应力影响范围约为2倍洞径,在1倍洞径范围内影响较大,不宜在不作处理的情况下修筑其他地下空间结构。隧道围岩塑性区沿隧道径向影响范围约为4 m。     

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。      

圆形隧道围岩与衬砌渗透力解析解

针对国内外现有隧道围岩渗透力公式均未考虑衬砌渗透性影响的情况,依据无限含水层中井理论,把深埋隧道中隧道围岩、衬砌渗流概括为承压水向垂直井的运动,推导了轴对称条件下围岩、衬砌渗透力公式,并考虑了注浆圈对围岩、衬砌渗透力的影响,最后通过对比分析得出衬砌渗透性对围岩渗透力的影响很大,不能被忽略.当围岩渗透系数与衬砌渗透系数之比n增大时,围岩渗透力会不断降低,但当n>50时,n值对围岩渗透力影响不大.     

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.     

岩石隧道衬砌渗透水的影响因素及防治措施

为分析隧道渗透水的危害,将达西定律带入能量守恒定律,导出隧道衬砌渗水压力的计算公式,从而得出影响隧道衬砌渗水压力的各个因素。以某隧道为例建立有限元模型,分析隧道衬砌应力随水位差和水头损失的变化情况,找出应力最大的位置。综合考虑应力分析结果及隧道衬砌渗水压力的影响因素,从水位差(储水量)、岩体、衬砌等方面提出防治隧道渗透水的措施。     

基于T-S模糊故障树理论的公路隧道冻害分析方法

提出一种新的基于故障树理论的公路隧道冻害分析方法,以隧道冻害发生为初始事件,以隧道衬砌漏水结冰、路面溢水结冰、衬砌剥落掉块为后续事件,建立隧道冻害故障树,采用T-S模糊故障树计算方法对各底事件的重要度进行分析.结果表明：防水层破损、注浆堵水层失效、地下水侵入是导致隧道衬砌漏水结冰的关键问题;围岩中地下水丰富、排水设计施工不当、排水沟结冰冻胀是造成隧道路面溢水结冰的主要原因;衬砌施工质量不合格和衬砌原材料质量不合格是造成隧道衬砌剥落掉块的重要因素.因此,在寒区公路隧道设计和施工中一定要重视防排水工作,同时需要加强对衬砌材料劣化和材料耐久性的研究.     

裂隙岩体隧道非均质、各向异性等效渗流模型及应用

随着可持续发展战略的深化,隧道工程所引起的地下水环境问题越来越突出。简要介绍了裂隙岩体渗流特征、渗流模型及渗流计算原理,采用等效连续介质渗流模型模拟裂隙岩体隧道渗流规律并定量评价地下水资源流失量,为提高模型拟真性,在模型中考虑了裂隙岩体的非均质性和各向异性,并应用于实际工程中进行了隧道运营期间的地下水流失量计算,为减小隧道施工地下水资源流失提供技术支持。     

基于流固耦合超大规模地下车站环境影响分析

以京张城际铁路八达岭超大规模地下车站修建为例,依据工程区水文地质特征、水压致裂原地应力测量结果,利用有限差分软件FLAC3D建立三维渗流应力耦合模型,采用全封堵、全排水、非耦合、注浆限排4种方案进行数值模拟.结合理论分析,着重研究在饱水状况下八达岭车站修建前后的渗流场变化、涌水量、围岩变形和地表沉降等环境影响负效应因子,对因地下车站修建环境影响效应的显著性、空间分布特征和长期效应进行评价.模拟计算结果对于裂隙发育、富水地层地下工程尤其自然风景区大型地下洞室防排水设计和施工具有指导意义.     

海底隧道涌水量预测及应用研究

涌水量预测是海底隧道防排水设计和施工措施制定的依据.文中采用半无限空间的水文地质计算模型,结合某海底隧道具体水文地质和工程地质情况,选择9个典型剖面,分别采用经验解析法和数值模拟法计算隧道涌水量.对两种方法的适用性进行了评价比较,并阐述了适用条件.     

控制型防排水隧道渗流场数值分析

分析隧道开挖过程中采用地下水控制排放措施时,隧道周围渗流场的变化情况,得出不同注浆圈渗透系数和厚度时隧道开挖排水量的大小,以及隧道开挖排水造成的地下水位降深情况。通过分析得出注浆圈厚度和渗透系数存在最优值。研究结论对于富水隧道施工有一定的指导。     

隧道与地下水环境相互影响计算

深埋富水隧道在施工过程中会遇到较为严重的涌水问题,影响施工进度与质量,而隧道的建设亦会给隧址区地下水环境带来严重影响。定性分析对于解决隧道与地下水环境相互作用及影响这一问题是不够的,只有定量分析隧道涌水和地下水环境受隧道的影响,才能更有效地解决隧道与水环境相互作用的问题,从而在实现隧道建设目标的同时．使自然环境也得到可持续发展。     

基于驱替效应的盾构壁后注浆微观模型分析

当盾构隧道位于水位线以下时,为了分析壁后注浆浆液驱动地下水体过程,基于毛细管组渗透理论,将浆液的渗流路径概化为毛细管,考虑牛顿流体浆液驱动地下水(牛顿流体)进行扩散,推导了半球形及柱形模型浆液渗流扩散半径计算式,并讨论了注浆压力、浆液水灰比、地层渗透系数的影响.研究结果表明:浆液扩散半径主要与注浆压力、渗透率、注浆时间...     

库水位涨落条件下滑坡地下水渗流场动态特征

为探讨库水位升降对滑坡地下水的动态作用机理,以三峡库区石榴树包滑坡为例,采用有限元法,模拟了5种工况下库水位升降速率及不同渗透系数下滑坡体内地下水的暂态渗流场特征.研究结果表明:滑坡体内地下水渗流浸润线受水位升降速率与坡体渗透系数的共同影响;库水位上升条件下,当滑体渗透系数大于1×10-4 m/s,且水位上升速率小于渗透系数时,滑坡体表现为蓄水同步型.库水位下降条件下,当滑体渗透系数小于1×10-6 m/s时,库水位发生骤降;渗透系数介于1×10-4~1×10-5 m/s之间时,库水位表现为缓降;渗透系数大于1×10-4 m/s时,渗流浸润线与库水位保持同步下降.      

模糊层次综合评估法在隧道断层破碎带塌方风险评估上的应用

针对绵竹至茂县公路云湖1号隧道F29断层破碎带,选取围岩级别、开挖宽度、地下水、不良地质、施工单位技术和管理水平等5个对塌方影响较大的因素,运用模糊层次综合评估法对该不良地质段进行了塌方风险分析,确定了云湖1号隧道F29断层破碎带发生塌方的风险等级,有助于指导设计与施工采取合理措施确保隧道安全。该方法在隧道工程建设中具有一定的实用价值,可为以后类似的隧道工程进行风险评估提供参考。     

公路隧道衬砌渗漏水浅析

隧道衬砌渗漏水是公路隧道的通病,应引起重视,在施工中应加强防排水设计与施工质量的管理。在实践中不断摸索,确保隧道整体不渗不漏目标的实现。     

引大入秦工程盘道岭隧洞病害原因浅析

盘道岭隧洞是"引大入秦"灌溉工程总干渠上最长的无压引水隧洞,穿过大通河与庄浪河流域分水岭,随着第五个国家级新区—兰州新区的成立,引大入秦工程将承担为新区生产生活供水的任务,为重点控制工程.但是由于工程地质条件复杂,隧洞在建时和运营后出现多种病害问题,如地下水的侵蚀、渗漏水、衬砌裂缝等,多次维修仍不能控制.维修期间通过对地下水化学组成的分析,衬砌裂缝监测,裂缝渗漏水处白色沉淀物矿物成分分析,发现地下水具有化学和物理作用,衬砌侵蚀的式为溶出性和化学侵蚀,得到地下水对存在于衬砌中微观裂缝和微孔的发育起到促进作用,地下水是隧洞病害的重要因素,并且裂缝变化是时间效应的累积,盘道岭隧洞没有冻害形式的病害.