隧道锚杆锚固质量无损检测误差控制技术研究

研究目的:隧道锚杆施工具有隐蔽性强和不易检测的特点,以往采用拉拔试验的检测方法对隧道结构支护体系具有破坏性且不适用于大批量检测,因此有必要采用无损检测技术对锚杆的锚固质量进行检测。而现有的无损检测技术精度受多种因素影响,导致检测精度参差不齐,影响检测结果。为了在不破坏既有支护体系的前提下批量检测锚杆锚固质量,有必要对锚杆无损检测误差控制技术进行研究。研究结论:(1)激振信号质量、振动信号提取能力以及计算波速精度对锚杆锚固质量无损检测精度有重要影响;(2)通过控制激振频率、力度以及激振方位,可有效提高激振信号质量;(3)改良传感器与锚杆的连接方式以及灵活选取传感器位置对增强振动信号的拾取能力有明显作用;(4)鉴于标定法确定计算波速的缺点,提出了预设法确定计算波速,通过综合采用标定法和预设法可有效提高计算波速精度;(5)本研究成果可为隧道锚杆锚固质量无损检测技术的改进提供思路和方法。     

锚杆锚固质量及工作状态无损检测理论及应用

动测法是检测锚杆工作状态与锚固质量的一种快速、可靠的无损检测方法。它是通过对锚杆锚固应力反射波信号进行时域、频域分析,从而获得表征锚杆工作状态的一系列参数,即锚固长度、极限承载能力及工作载荷。文章论述了动测法的基本原理,并介绍了现场实际检测工作。     

郑万高铁隧道新型锚杆施工工艺性试验研究

高铁采用新型DCP锚杆和YE锚杆对隧道围岩进行加固施工是一种新工艺。选取代表性的郑万高铁高家坪隧道进口地段,进行新型锚杆工艺性试验。确定DCP及YE锚杆技术参数,将施工过程拆分为钻孔及清孔工序、杆体推送工序、初始张拉力施加工序、注浆工序等,说明各工序的操作流程及要点。通过抗拉拔试验和无损检测验证工艺质量,确定工艺可行性。新型锚杆施工工艺具有初始张拉力形成快、注浆工艺简单、效率高等优点,具有良好的推广前景。     

高速铁路工程质量无损检测技术及应用

无损检测技术具有无损、快速和准确等特点,已成为高速铁路工程质量检测技术的主要手段。本文对桥梁工程、路基工程和隧道工程中的无损检测技术应用进行了综述,并对预制箱梁混凝土强度检测、桥梁支座垫石钢筋、强度检测、锚杆锚固质量检测等目前尚未广泛运用的检测技术进行了详细介绍。     

基于弹性波反射原理的锚杆(索)无损检测试验研究

通过分析国内外应力波无损检测技术的相关理论和工程应用实例,采用基于弹性波反射原理的无损检测技术对不同类型锚杆(索)进行了理想模型试验和现场原型检测,并详细记录施工资料与锚固体无损检测数据。随机抽取实际工程样本进行检测,通过剖面查验等方法对其检测结果进行对比、校正。试验结果表明:基于弹性波反射原理的锚杆(索)无损检测技术能快速有效地检测锚杆、钢锚管及锚索的锚固段、自由段长度、缺陷出现的位置和注浆饱和度。锚索施加应力后,锚索自由端长度和锚固端长度的检测信号明显减弱,须通过进一步试验来确定。     

重庆地铁北碚站结构设计数值模拟研究

基于岩质地层条件下的重庆地铁北碚站,对暗挖车站施工工法的选择、中空注浆锚杆设置的合理性问题进行数值模拟分析。分析结果表明:采用类似围岩条件施工经验简化的五部开挖法施工,将会引起过大的拱顶沉降与地层变形,无法满足相关规范的要求,而双侧壁导坑法能更加有效地限制隧道拱顶处地层应力的释放与塑性区的发展;中空注浆锚杆在不考虑注浆效果的情况下,未能形成良好的拱效应,对限制拱顶处地层的沉降作用极其有限,因此需加强对中空注浆锚杆注浆质量的控制,建议将注浆效果纳入工程检测范围。本研究结论可为类似条件下的暗挖工程提供借鉴与参考。     

铁路隧道工程锚杆快速施工机械配置技术研究

现阶段提高锚杆施工速度的主要手段一是提高锚孔钻孔效率,二是缩短锚固剂凝结时间。选备机械化程度高的多功能或专用锚杆施工机械,不仅可以提高锚杆钻孔工效,还可以保证成孔质量。针对铁路隧道锚杆快速施工中凿岩及锚杆台车的配置及选型进行深入探讨,分析边界条件及其适用性,指出国内外应用的现状及不足,旨在为同行提供锚杆快速施工钻进机械配置方面的经验。     

京张高铁隧道隐蔽工程施工质量控制及效果评价方法研究

铁路隐蔽工程的施工质量好坏直接关系到铁路建设工程质量,为了保证铁路隧道隐蔽工程施工质量与效果,有必要研究隐蔽工程质量控制及效果评价方法。依托京张高铁新八达岭隧道工程,对隧道建设施工过程中初期支护、仰拱及拱墙衬砌等隐蔽工程的施工质量控制现状进行阐述,提出通过施工信息化手段让隐蔽工程"去隐蔽化"是控制隐蔽工程质量的关键,针对较为重要的隧道爆破开挖和锚杆支护的施工质量效果评价进行探讨。其中,隧道爆破超欠挖质量控制通过三维激光扫描技术的点云模型达到可视化效果;锚杆支护的施工质量评价则基于现行铁路隧道工程施工质量验收标准,通过制定各评定项目的权重,对锚杆支护施工质量进行量化,该方法在保证成果数据的时效性和真实性的前提下,对隧道工程施工过程中的安全风险起到了有效预防作用。     

软弱围岩浅埋隧道全长黏结砂浆与水泥基药卷锚杆的锚固效果对比研究

铁路隧道锚杆主要有2种锚固方式:全长黏结砂浆和水泥基药卷,前者施工质量较好,可加固杆体周围岩体,后者施工简便,能快速发挥作用,在现有施工工艺的前提下,为了比较全长砂浆与水泥基药卷这2种锚固剂在浅埋软弱破碎围岩中的锚固效果,以郑万高铁许良隧道为依托工程,采用现场试验的方法对全长砂浆锚杆与水泥基药卷锚杆的锚固效果问题进行研究,选取Ⅴ级围岩段分别设置全长砂浆锚杆段50m与水泥基药卷锚杆段50m进行对比试验,且改善了全长砂浆锚杆注浆工艺,使其注浆密实度达到90%。对比试验的项目有:锚杆轴力、初支钢架应力、喷混凝土应力、水平收敛和拱顶沉降。现场实测结果表明:全长砂浆段的拱顶沉降和净空收敛在边墙锚杆施做后得到了更好的控制,得益于注浆工艺的先进性及后期强度的迅速提高,全长砂浆锚杆受力较大,且使喷射混凝土和钢架受力较均匀。相比之下,水泥基药卷段的围岩变形持续发展,受限于锚固质量及后期强度的不足,水泥基药卷锚杆受力较小,导致喷射混凝土和钢架承担较大部分的围岩压力,且不均匀。结论:在当前施工工艺和地质条件下全长黏结砂浆锚杆锚固效果较好。     

预应力锚杆框架梁在边坡加固中的应用

近20年来,锚固工程在国内外被大量成功应用于边坡加固,以确保边坡稳定和结构安全。锚固工程主体为地下隐蔽工程,锚杆施工质量的好坏将直接影响锚杆的承载能力和边坡稳定安全。结合武英高速公路,介绍了预应力锚杆在路基边坡加固中的应用。     

弹性状态下锚杆位移变形分析

将锚杆拉拔位移分解成自由段的弹性变形、锚固段的拉伸变形和锚固段与土体之间的相对剪切位移。分析锚杆自由段长度、锚固段长度、锚杆体截面积、浆体强度、锚杆孔径及土层剪切模量与锚杆弹性模量的比值等因素对锚杆位移的影响。在此基础上,假定锚固段与其周围土体之间的剪应力与剪切位移呈线性递增关系、锚固段所受的轴力呈抛物线分布,建立锚杆荷载与位移之间的关系式。     

快速拉格朗日法在锚杆拉拔数值模拟试验方面的运用

为研究主要影响锚杆锚固力的因素、锚杆在拉拔过程中整体失稳的规律等,采用三维显式有限差分法,建立锚杆拉拔数值仿真模型,进行计算机模拟。结果表明:数值模拟计算的结果和现场试验得到的结果基本吻合,表明数值模拟锚杆拉拔过程是可行的;锚杆的拔出过程是逐渐滑移到突然整体失稳的过程;锚杆的锚固效应随着锚固剂与锚杆间的摩擦角、粘结力和浆体有效围压的增加而增强;锚固剂所受的剪切应力分布规律随锚杆拉拔过程而改变,在拉拔初始时,自由端锚固剂处的剪切应力为最大,锚固端处的剪切应力为最小且接近为零,随着锚杆拉拔过程的进行,自由端处锚固剂与锚杆的界面首先达到屈服点,使自由端处锚固剂与锚杆之间产生滑移现象,而后锚固剂所受的剪切应力慢慢呈现均匀分布,并达到最大值(在锚固剂与锚杆的界面上达到屈服),锚杆出现整体失稳;在锚杆的拉拔过程中,锚杆自由端处的变形量最大,从自由端至锚固端,锚杆的变形量逐渐减小;锚固剂的变形规律与锚杆的变形规律相同。     

欧洲标准下锚杆拉拔试验方法

结合阿尔及利亚东西高速公路M5标段锚杆挡土墙施工中锚杆试验实践,根据欧洲规范对锚杆吻合性试验和检验试验过程进行了详尽的叙述,对欧洲标准下锚杆拉拔试验工艺有指导意义。     

沪宁城际WJ-7B型扣件螺栓轴力衰减规律与复紧周期探讨

高速铁路扣件系统是轨道弹性、轨距、水平调整能力的主要提供者,扣件的可靠性关系到列车运行的安全性和旅客乘车的舒适度等,对于WJ-7B型弹性分开式扣件,其功能的正常发挥很大程度上取决于锚固螺栓的预紧力是否足够。以沪宁城际WJ-7B型扣件系统为例,推导扣件系统螺栓轴力计算方法;结合现场转角测试结果计算锚固螺栓轴力的衰减规律。研究结论为:螺栓轴力稳定在40~60 kN,满足横向力校核结果,在此基础上确定了复紧周期为3~4年。     

高强快速锚杆技术在东秦岭特长隧道施工中的应用

介绍高强快速锚杆技术在东秦岭特长隧道施工中的应用 ,尤其在铁路施工规范及检验标准无具体规定的情况下 ,参考其他行业相关标准 ,对锚杆锚固剂性能指标在检验控制方法、施工参数的确定、工艺流程等方面进行了有益的探索     

锦屏电站引水隧道纳米仿纤维混凝土防岩爆应用技术研究

从加快混凝土的凝结时间、一次喷射厚度、提高混凝土的抗压强度、与围岩的粘结强度等出发,运用多种试验方法并对施工工艺进行对比,采用水涨式锚杆及涨壳式锚杆外加钢筋网喷射纳米钢纤维混凝土施工工艺,为度过岩爆区提供了技术支持。     

隧道内接触网悬挂固定方式研究

研究目的:隧道内接触网悬挂固定方式从高铁建设开始就一直存在争论,分析明确两种固定方式的各种性能,合理选用悬挂固定方式是高速铁路接触网设计的关键。研究结论:本文通过对预埋滑槽和后置锚栓两种接触悬挂固定方式的受力情况、零件性能、对隧道的影响、工程造价、施工方式、运营维护等多个方面的对比分析,得出:(1)预埋滑槽具有受力均匀、后期施工方便、接地可靠等优点,但工程造价高,且站前施工单位预留精度较差;(2)化学锚栓需要单独增加接地端子、调整余量小,但不受模板限制、定位灵活、施工精度可控和工程造价低;(3)结合国内的施工建设情况,建议优先采用后置锚栓的悬挂固定方式。     

挤压性围岩单线铁路隧道受力变形分布规律研究及工程应用

挤压性围岩隧道大变形问题是近年来困扰隧道建设者的突出难题之一。以丽香铁路长坪隧道为工程依托,采用数值计算与现场测试相结合的方法,研究了挤压性围岩单线铁路隧道受力变形分布规律,并应用于工程实践。主要研究结论为:(1)单线隧道受洞室形状影响,变形以水平方向为主,围岩压力以垂直方向为主;(2)支护结构均以受压为主,拱腰和墙脚是易产生应力集中的薄弱环节,实测锚杆多受拉,墙中锚杆轴力远大于拱部及墙脚锚杆;(3)实测受力变形分布规律与计算结果基本一致;(4)工程实践中通过采取断面曲率优化、加长边墙系统锚杆、两台阶法开挖、高效锚杆钻机等措施,有效控制了围岩变形,隧道结构安全稳定。     

爆破荷载下岩质直立边坡预应力锚板墙动力响应机理

以重庆沙坪坝铁路枢纽综合改造工程开挖形成的岩质直立边坡为原型,利用FLAC3D软件建立数值计算模型,分析预应力锚板墙边坡支护结构在不同开挖位置的爆破荷载作用下的动力响应特性。在此基础上,讨论锚杆预应力大小、爆破峰值荷载和锚固段长度几种参数对于支护结构受力状态和结构变形的影响。计算结果表明:爆破作用下锚杆轴力增量分布与静力作用下相似,并且锚杆轴力增量和板墙位移都在边坡中部达到最大,而上下位置较小。对比锚杆轴力增量和板墙水平位移增量的数值模拟和理论计算结果,验证了板—锚结构之间存在的变形协调现象。通过各种影响因素的计算结果分析得到了岩质边坡预应力锚板墙支护在爆破作用下的动力变化规律。     

基于YOLO算法的高速铁路客运车站钢结构雨棚螺栓缺失检测系统

当前，我国高速铁路客运车站钢结构雨棚螺栓缺失检测过于依赖人工目测，其危险系数大、成本高、效率低且误检率高。为解决该问题，提出一种基于YOLO(You Only Look Once)算法的螺栓缺失检测系统。该系统采用YOLOv4卷积神经网络，对现场采集的钢结构雨棚和接触网螺栓进行标注，通过K-means聚类算法，确定锚框数目和尺寸；利用CutMix和Mosaic等数据增强操作，增加训练数据的多样性，避免出现训练过拟合。试验结果表明，该系统类别识别准确率可达85%以上，识别效果较好，满足检测实时性要求。