隧道衬砌台车模板制作的变形控制

钢模隧道衬砌台车是应用于铁路和公路隧道施工较为广泛的隧道专用设备,随着现代施工的发展,对其尺寸精度和形位公差提出了很高的要求。根据隧道衬砌台车模板的特点和设计要求,简要介绍了该模板制作过程中焊接变形的控制措施及效果。     

基于隧道火灾损伤的衬砌安全性分析与评价

基于某隧道火灾过火段的结构安全性分析和评估,从衬砌结构变形及应力方面入手,通过工程类比、理论和数值分析等手段对特征隧道断面进行加固整治前后的二次衬砌结构安全性验算,验算指标包含衬砌抗压强度、抗拉强度和结构安全系数。结构安全性验算的主要特征断面选择在Ⅳ级围岩、Ⅴ级围岩和紧急停车带上,主要验算工况包含火灾前工况、火灾后拱圈不同剥离深度工况和加固施工后工况。安全性分析与评价表明,部分隧道过火段存在不同程度的衬砌结构失稳风险,加固施工后衬砌结构的位移与受力状态得到明显改善,各验算指标限值满足规范要求。     

基于K-S检验方法的公路隧道裂缝分布特征研究

裂缝是运营期隧道衬砌结构的主要病害。为了有效地开展衬砌裂缝的预防及修复工作,首先使用人工检测和自动化检测两种方法,对浙江48座隧道的衬砌裂缝病害进行了调查,并结合文献查阅,统计了境内外109条含有裂缝的隧道实例。随后,运用K-S检验方法,分析了衬砌裂缝各种特征分布规律。     

不同水位下隧道排水管结晶堵塞引起的衬砌应力分析

为研究不同水位下隧道排水管结晶堵塞引起的衬砌应力变化规律,通过"以板代孔"法对排水管堵塞进行模拟,研究了5种堵塞工况与4种地下水位工况下隧道衬砌应力变化规律。结果表明:不同堵塞工况与不同水位工况下隧道衬砌应力变化规律是一致的;在同一堵塞程度下,随着原始地下水位的升高,隧道衬砌应力随之增加,隧道左右拱脚处衬砌最大主应力差值随之增加,最小主应力差值随之减小;在同一水位工况下,堵塞程度75%是隧道衬砌受力变化的转折点。由此可见,由于排水管的堵塞,衬砌应力明显增加,当地下水位由于排水系统堵塞升高时,衬砌受力更为不利。因而在隧道建设过程中应重视排水系统有效排水,保障衬砌结构安全。     

隧道仰拱不同施作方法对结构受力的影响分析

某铁路双线隧道,为对比仰拱三次施作与一次施作对结构受力和围岩变形的影响,采用数值模拟对两种工况进行计算分析,根据计算结果,定性分析两种工况对围岩和结构的影响。结果表明,一次整体浇筑仰拱对初支结构的受力和围岩变形的不利影响较小,结果为类隧道施工可提供参考和借鉴。     

新建上跨公路隧道对既有下方铁路隧道结构安全影响分析

新建隧道大角度上跨施工易对下方既有隧道结构造成不利影响,为了确保既有隧道运营安全,需对新建隧道上跨后的既有隧道结构安全性进行评价。依托重庆至黔江铁路徐家堡隧道工程,借助有限元软件MIDAS分别构建地层结构模型和荷载结构模型,对新建隧道上跨修建后既有隧道围岩变形、结构受力及安全系数进行系统分析。研究结果表明：由于上方土体大量卸荷,下方既有隧道整体发生隆起变形,最大变形位于仰拱处,增量为1.173 mm,现场沉降监测验证了数值计算的合理性。新建隧道的施工破坏了既有隧道的承载拱效应,导致结构受力增加,但均小于安全限值;荷载结构法表明,公路隧道修建前后下方铁路隧道结构最小安全系数分别为7.05、4.73,说明公路隧道的修建对铁路隧道有一定影响,但仍在安全可控范围内。     

公路隧道衬砌火灾后力学行为分析

公路隧道发生火灾后,衬砌结构将发生物理与力学性能的改变,如厚度变薄和弹模降低等。首先分析混凝土构件在火灾后的损伤机理、力学特性和耐火性能,然后根据混凝土火损等级,进一步研究衬砌结构厚度与弹性模量的变化对衬砌结构体系的影响。采用荷载-结构法分析超高次公路隧道结构体系在火损后的力学行为,探寻其残余承载能力及内力与变形规律,找出特征破坏点与破坏机制。     

钻爆法公路隧道装配式衬砌结构关键技术研究

目前我国山岭公路隧道常采用钻爆法施工,隧道衬砌大多为传统的现场浇筑施工,这对人员健康、安全保障、施工效率和工程质量等都产生不利影响。随着经济和交通建设水平的提高,隧道建设趋向于标准化、机械化和预制化发展,根据国内外工程建设经验,预制装配技术的发展可以解决上述问题。在国内外缺乏相关研究和建设经验的前提下,针对钻爆法公路隧道的装配式衬砌结构进行了关键技术研究,如结构构造设计、衬砌类型选择、分块设计以及接头转动刚度等,提出装配式衬砌结构新型式,采用梁-弹簧模型对该结构的厚度、接头刚度进行模拟,分析其变形和内力分布特征,保证结构的安全可靠,为类似工程提供经验。     

大营至神池高速公路下穿东魏长城遗址保护方案研究

结合大营至神池高速公路隧道下穿东魏长城遗址现状及隧道地质条件,对高速公路建设施工期和运营期振动对长城影响进行了分析,经计算,施工期改进隧道钻爆设计方案后,可满足爆破源至长城爆破振动安全距离要求,运营期隧道车辆振动传至长城处的振动速度满足规范要求。设计中加强了隧道穿越古长城段衬砌结构参数,施工期优化了爆破技术,运营期加强了监测,采用了必要的保护方案后,能够保证古长城基址的安全稳定。     

穿越活动断裂带隧道抗错断措施研究

川藏铁路隧道工程穿越诸多活动断裂带,断裂带的蠕滑是一个长期缓慢的活动过程,蠕滑的累计位移效应会严重的影响隧道的安全.以川藏铁路通麦隧道为工程背景,提出了两种抗错断措施,分别设置变形缝和柔性缓冲层,通过有限元三维模型研究两种抗错断措施的工程效果,重点关注隧道衬砌的位移变化和应力变化.结果表明:1)在活动断层与上下盘交界面附近的衬砌易产生位移突变,且此范围内会产生明显的应力集中现象;2)无法依靠仅设置变形缝或设施隔振层而明显减少活动断裂带蠕滑所造成的衬砌位移,从数值上来看,隧道位移极值排序为:设置变形缝工况设置变形缝和柔性缓冲层工况无措施工况设置柔性缓冲层工况;3)设置变形缝和设置柔性缓冲垫层均可以减小衬砌应力,而设置变形缝的抗错断效果高于设置柔性缓冲垫层.     

地铁盾构隧道穿越既有铁路隧道的数值模拟

以无锡地铁某盾构隧道区间穿越既有铁路隧道为工程实例,基于Ansys数值软件建立3维力学模型,从盾构隧道施工过程中的盾构推力、注浆压力、施工工况、相邻隧道间距4个方面对盾构隧道施工引起的既有铁路隧道的结构变形和受力规律进行了数值模拟,并分析了既有隧道变形的机理和影响因素。     

寒区隧道保温层铺设长度及衬砌防冻措施研究

对于寒区隧道,以往的研究中,一般将寒区非冻土段洞内年最低气温为0℃的断面处作为保温层铺设的终点。依托青海知亥代公路隧道,借助ANSYS有限元计算软件,采用直接耦合法,对知亥代隧道非冻土段保温层铺设长度进行优化。结果表明:知亥代隧道保温层铺设长度为600 m更加合适,而非将保温层铺设到年最低气温为0℃的距洞口650 m处。根据隧道衬砌所受冻融循环作用影响的特点,总结了冻融循环条件下寒区隧道衬砌抗冻防冻措施。对于寒区隧道,可采取提高混凝土抗冻性能、设置防寒保温门和安装防雪棚等方式改善衬砌受到的冻融循环作用。对于知亥代隧道而言,将混凝土抗冻等级提高到F800,可使运营期100年间衬砌结构安全系数不减小。     

公路隧道的施工技术研究

公路隧道是在山体中开凿或地层中修建的通道。修建隧道时,先按照设计尺寸在地层中挖出土石,以形成符合设计和规范要求的隧道断面轮廓,并及时进行必要的支护和衬砌,以控制围岩的变形,确保隧道安全。重点介绍了公路隧道的施工方法和公路隧道支护和衬砌,最后就塌方事故给出了几点处理方案。     

千枚岩隧道施工变形与稳定性分析

以某高速公路千枚岩隧道为研究对象,采用数值模拟分析和现场监测两种方法研究了千枚岩隧道施工过程中初期支护的变形规律和二次衬砌的受力状态,并与现场实测数据进行对比分析。在开挖过程中隧道衬砌支护结构变形量大,完工后逐步趋于稳定;二次衬砌主要承受压应力,局部承受拉应力,但均小于极限应力值,衬砌结构稳定,相关研究结论对指导类似隧道施工具有工程实践意义。     

基于 ＡＮＳＹＳ 的地铁明挖隧道衬砌 结构设计与力学分析

隧道施工过程中围岩变形引起衬砌结构的不均匀沉降,威胁着隧道的安全运行。为全面分析地铁隧道衬砌特性,采用有限元法,通过大型有限元软件 ＡＮＳＹＳ,结合荷载结构法,对地铁明挖隧道进行仿真分析。同时,对明挖隧道衬砌结构的设计进行力学分析,通过对衬砌结构变形图、剪力图、弯矩图、轴力图的分析以及对变形、衬砌结构混凝土的验算等,评价结构安全性,并提出相应的构造处理措施。     

基于ANSYS的地铁明挖隧道衬砌结构设计与力学分析

隧道施工过程中围岩变形引起衬砌结构的不均匀沉降,威胁着隧道的安全运行。为全面分析地铁隧道衬砌特性,采用有限元法,通过大型有限元软件ANSYS,结合荷载结构法,对地铁明挖隧道进行仿真分析。同时,对明挖隧道衬砌结构的设计进行力学分析,通过对衬砌结构变形图、剪力图、弯矩图、轴力图的分析以及对变形、衬砌结构混凝土的验算等,评价结构安全性,并提出相应的构造处理措施。     

衬砌背后空洞对隧道结构安全影响的模型试验研究

隧道衬砌背后空洞现象是隧道建设与运营中主要病害之一,这会改变隧道衬砌与围岩的相互作用关系,引起隧道结构应力集中而破坏。采用物理模型试验方法,模拟了隧道衬砌背后无空洞、单空洞、多空洞等3种工况。通过对比分析这3种工况在上覆荷载的作用下围岩压力、衬砌轴力及弯矩变化规律,获得了以下主要结论:①隧道无空洞时,衬砌与围岩接触良好,围岩压力、衬砌轴力及弯矩均随上覆荷载的增加而增大;②隧道衬砌背后存在空洞时,空洞范围内围岩压力无法传递到衬砌结构上,导致围岩压力、衬砌轴力及弯矩均随上覆荷载增加而减小,但衬砌结构因偏心距增大容易发生开裂破坏;③衬砌背后空洞对衬砌拱顶安全系数的影响最大,空洞数量越多安全系数降低越明显,但未改变安全系数在隧道横断面内的分布规律。     

高速公路隧道二次衬砌裂损机理及安全分析

隧道衬砌裂损影响衬砌结构的整体稳定性,使隧道衬砌承载能力减弱,严重威胁隧道内行车安全,缩短了隧道的维护周期和使用寿命。基于衬砌裂损机理分析,文章对围岩变形机制与衬砌受力及变形机制进行了研究。结合重庆已竣工验收的5个高速公路隧道项目,采用荷载结构法建立计算模型,对拱部衬砌欠厚及脱空缺陷、边墙衬砌欠厚及脱空缺陷、不同部位衬砌欠厚及脱空缺陷分别进行了安全分析。该研究为衬砌裂损产生原因分析提供了借鉴,也为后续隧道衬砌裂损的防治与加固修复打下了基础。     

车辆荷载作用下超大断面双层隧道衬砌结构动力响应分析

针对大断面双层隧道结构力学复杂的特点,为了掌握其在运营期车辆荷载作用下的响应规律,对建立的三维隧道模型进行研究.对不同时刻的位移云图、位移进程曲线、加速度时程曲线进行分析,分析结果表明:在车辆荷载作用下,位移变化由大到小依次为车道、衬砌、围岩;位移响应在达到峰值后开始衰减直到荷载作用周期结束,并产生位移残余;加速度响应随着隧道轴线方向距离的增加而不断衰减,仅在出口段有所增加.通过车载作用下超大断面双层隧道的模拟,研究其衬砌结构的动力响应规律,可为运营期衬砌结构健康监控提供参考.     

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。