地热病害对铁路隧道工程施工效率的影响研究

在山区铁路建设中,隧道施工遇有地热会造成施工环境高温高湿,导致施工环境恶化,施工效率降低,机械故障率增加,威胁施工人员的健康和安全。此文以向莆铁路戴云山等3座隧道为例,通过对地热地段施工工序、工作内容、人员和机械配置、工效等全过程跟踪和记实,建立施工组织模型,与正常施工环境下的参数和指标进行对比,分析对施工效率的影响,并计算出开挖、支护、衬砌工序的人工和机械降效系数。量化了地热病害对隧道施工和成本投入的影响程度。     

黄土隧道地基的湿陷性问题研究

研究目的:我国在黄土地区修建了大量的隧道工程,对隧道地基的湿陷性评价和处理没有专业规范,仅参考《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB 50025—2004)的有关内容执行,在隧道内仰拱未封闭条件下进行地基处理,速度慢,难度大,风险高。结合郑西、宝兰客专科研项目,提出黄土隧道的湿陷条件与建筑工程不同,隧道工程基底力学模型也不同于建筑工程,不能套用建筑规范,需研究适用于隧道工程的湿陷性系列技术。研究结论:(1)新黄土发生湿陷的内因是其特殊的"峰窝状"结构,诱发因素及必要条件为外部荷载和水;(2)隧道开挖对其地基为减载作用,建筑工程结构对地基为加载作用;(3)隧道工程地基的湿陷变形从隧道底部起算(建筑工程从地面起算),隧道两侧及顶部土层的湿陷量不计入;(4)隧道地基湿陷量计算值为隧底各黄土层湿陷量的累计值,相应湿陷性等级划分为三级;(5)一般条件下,隧道洞门及洞口段地基需进行湿陷性处理;(6)相应研究主要成果已纳入《铁路黄土隧道技术规范》(Q/CR 9511—2014),并应用于宝兰客专等线的铁路隧道建设。     

硬岩铁路隧道湿喷聚丙烯纤维混凝土支护结构稳定性分析

在隧道支护结构中采用湿喷工艺喷射聚丙烯纤维混凝土技术可以提高隧道围岩的稳定性，符合混凝土向高性能、绿色化、施工注重环境保护的发展趋势。在宝鸡-兰州复线东巨寺沟铁路隧道选取试验段中实施湿喷工艺喷射聚丙烯纤维混凝土，作为支护结构，并作永久性支护结构，免除二次衬砌工作。采用非线性有限元方法，分析了该铁路隧道试验段采用湿喷纤维混凝土支护结构的隧道围岩稳定性，分析了未支护和湿喷纤维混凝土支护的隧道围岩稳定性。分析结果表明：与未支护的隧道相比较，支护后的隧道围岩塑性区分布范围得到了减小，隧道变形微小。隧道变形实测结果表明：隧道的变形微小，处于稳定状态。     

湿喷钢纤维混凝土在板门岭隧道的应用

介绍湿喷钢纤维混凝土施工技术在洛湛铁路邵阳至永州段板门岭隧道中的具体应用情况,阐述铁路隧道湿喷钢纤维混凝土的施工控制要点。     

铁路隧道排水系统结晶机理及应对措施研究

针对铁路隧道排水系统结晶堵塞问题,在银西铁路隧道对排水系统内外环境进行现场实测,开展结晶体X射线衍射、扫描电镜等测试及不同部位水样pH值与成分检验;模拟结晶体生成过程,分析结晶机理及影响因素,提出排水系统结晶应对措施。研究结果表明:铁路隧道排水系统结晶体主要成分为碳酸钙类矿物,以方解石和球霰石的形貌出现;初期支护喷射混凝土中的水泥及高碱性速凝剂是结晶物质主要来源,其中水泥水化过程中产生的Ca(OH)2等碱性物质溶解于地下水而流失,强碱性水体在排水系统高温高湿环境条件及CO2分压变化等的共同作用下,沉淀生成碳酸钙类矿物结晶体;增强排水系统的密封性、排水界面的光滑性与耐沾污性,提升初期支护喷射混凝土密实度等可以缓解铁路隧道排水系统结晶堵塞现象。     

高地热铁路隧道造价分析研究

研究目的:在山区铁路隧道工程建设中,高地热将导致隧道施工环境的恶化并增加工程投资,可在铁路工程现行的造价标准体系中高地热危害对隧道工程建设投资影响的定量关系仍是空白。本文以向莆铁路中戴云山、青云山、高盖山和金瓜山隧道为研究样本,分析高地热铁路隧道的造价特殊因素,同时结合现场测定数据进行对比分析,综合确定高地热铁路隧道施工费用的补充定额,以期为同类工程提供借鉴。研究结论:(1)根据隧道地热在不同围岩级别、环境温度情况下测定的基础数据,量化人工、机械消耗的差异和变化规律及采取降温措施对隧道施工费用的影响;(2)根据分析得到的量化结果编制相应的补充定额或费用标准;(3)将补充定额或费用标准运用于现场施工的投资测算,其测算值与实际发生费用的差值控制在5%以内,两者契合度高;(4)本文研究对今后高地热铁路隧道概预算的准确编制及投资控制具有一定意义。     

隧道三台阶七步法的工效研究

铁路大断面隧道三台阶七步开挖法目前已经在黄土、强风化岩层等Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩隧道施工中普遍采用。但由于湿喷设备、施工工艺衔接等诸多原因,隧道施工工效低下。因此研究开发了松土器、三喷头湿喷机械手等设备,不断优化了三台阶七步开挖法施工工艺,显著地提高了施工效能,其研究成果在沪昆客专云南段大坪地隧道出口得到成功应用。     

硫酸盐环境下铁路隧道结构衬砌混凝土病害调查及分析

为掌握实际服役条件下铁路隧道结构衬砌混凝土的硫酸盐腐蚀劣化规律,基于对硫酸盐环境下服役近40 a的10多座既有铁路隧道衬砌混凝土病害情况的实地调研和取样分析,并结合室内宏观、微观测试,剖析了硫酸盐侵蚀作用环境下既有铁路隧道衬砌混凝土的劣化模式,获得隧道衬砌混凝土病害的关键影响因素,探讨了相应的劣化机理。研究成果可为铁路隧道的维修提供重要技术支持。     

小龙坎隧道受下穿区间隧道近接施工影响研究

结合重庆轨道交通1号线区间隧道下穿既有小龙坎铁路隧道的实际情况,采用理论计算、数值模拟及现场监测等方法,对既有铁路隧道受下穿区间隧道近接施工影响进行了研究。研究表明:既有铁路隧道受影响范围为90 m;通过及时对监测结果的反馈,及时调整了施工方法及支护参数,最后确保了区间隧道施工过程中既有小龙坎铁路隧道和轨道交通区间隧道的安全。     

压入式通风对高地温隧道衬砌的降温效果分析

以拉萨—林芝铁路桑珠岭隧道工程为依托,分析高地温隧道温度场的分布规律及高地热环境对隧道结构力学性能的影响,并且采用有限元软件分析了压入式通风对高地温隧道衬砌的降温效果。研究结果表明:隧道初始温度场的温度越高,开挖的影响范围就越大,对隧道结构的力学性能影响越大;为了保障施工及运营安全,必须持续降低隧道内的温度;采用压入式通风方法可有效降低隧道内环境温度,当通风速度达到35 m/s时,降温率可达43.3%。     

湿喷混凝土技术在长梁山隧道施工中的应用

湿喷混凝土技术在铁路隧道中正在普遍推广应用。就其在长梁山隧道施工中采用的机具、材料、方法及工艺等提出了自己的看法。     

西南地区铁路隧道衬砌病害分析

以西南地区既有铁路隧道衬砌病害调研资料为基础,归纳总结出该类地区铁路隧道衬砌主导病害的类型及危害,并对其进行了特征描述与原因分析。分析表明,西南地区铁路隧道衬砌病害的发生,是由设计施工、环境外力以及盐渍土地区环境水侵蚀(硫酸盐侵蚀)等因素共同作用的结果。     

铁路隧道防灾救援系统电气设计

以向莆铁路青云山隧道、武广客运专线浏阳河隧道、广深港客运专线狮子洋隧道为工程背景,通过分析长大山岭隧道和水下隧道防灾救援用电设施容量、分布特点、负荷等级,提出了铁路隧道防灾救援系统电气设计方案,包括防灾电源接引、供电方案、防灾应急照明、消防报警联动控制以及隧道特定环境下满足防火要求的主要电气设备材料选型。力求对我国铁路隧道防灾救援系统电气技术发展起到抛砖引玉的作用。     

铁路隧道风险评估指标体系及方法研究

研究目的:在铁路隧道工程建设过程之中,一旦发生工程事故就会给国家及社会造成经济损失和人员伤亡.然而,在实际过程中,铁路隧道建设的风险又是不可规避的.如何加强对铁路隧道风险评估,是当前铁路隧道施工的一个不可或缺的环节,也是当前铁路隧道建设中面临的重大课题.本研究旨在探索出一套完整的铁路隧道风险评估的方法及指标体系.研究结论:通过对风险管理理论方法、铁路隧道风险指标体系的构建以及对铁路隧道风险分级标准的研究,得出如下结论:(1)铁路隧道风险指标体系可以使得以后工程实践中的风险识别变得简单易行,可以省去很多重复性的基础工作且不易遗漏部分因素;(2)铁路隧道风险评估及管理的流程及铁路隧道风险分级标准可以为以后的进一步研究和实践应用提供方向.     

天山特长铁路隧道的环境影响与控制研究

特长隧道由于开挖工程量巨大、施工周期长 ,引起的山体地下水资源损失量大等特点 ,形成了对工程区地质环境状况的较大改变。以即将建设的精伊霍铁路天山特长隧道为例 ,研究天山特长隧道施工期的隧道弃碴、污染物排放、山体水资源损失对地表环境影响等较为突出的环境问题 ,探讨特长隧道施工期环境影响的控制措施     

隧道振动响应研究进展

阐述铁路隧道振动产生原因和传播特点.从理论分析模型、隧道结构振动响应、隧道地基土振动响应、环境振动响应及减振措施等方面,综述铁路隧道振动问题研究的进展.认为目前研究中存在的主要问题是:计算模型不完善;缺乏对隧道结构长期动力特性的研究、对高速铁路隧道动力响应的试验研究;减振措施缺乏针对性.指出今后的研究工作重点应是:将材料损伤本构关系引入到隧道振动响应数值模型中,建立以轨道、隧道和围岩为一体的、考虑结构损伤在内的完整数值模型,并在此基础上分析研究隧道结构长期动力特性;针对高速铁路隧道开展现场测试、动力模型试验;采用数据分析与模拟试验相结合的方法,研究各工况的环境振动响应,提出针对不同地层和结构埋深的最优减振措施.     

客运专线铁路隧道行车的舒适性、安全性及其工程措施探讨

研究目的:根据《中长期铁路网规划》,我国规划修建的客运专线铁路隧道将超过1 000 km,本文以“安全、优质、高效”地建设好客运专线铁路隧道为目标,着重研究、探讨了客运专线铁路隧道工程建设的有关技术措施。研究方法:以满足客运专线高速行车的舒适性和安全性为切入点,分析了客运专线铁路隧道的工程和结构特点,从缓解空气动力学效应,确保隧道结构的耐久性和大断面隧道施工安全等方面,阐述了客运专线铁路隧道具体的工程建设措施。研究结果:与常速铁路隧道相比,客运专线铁路隧道具有其显著的工程和结构特点,建设过程中,必需在借鉴以往工程经验的基础上,不断总结、完善,形成具有其技术特色的措施。研究结论:合理设置隧道断面和结构形式,加强隧道底部仰拱和填充混凝土结构,确保复合式衬砌隧道结构的耐久性和适应超大断面隧道的工程特点,坚持信息化施工原则等,是做好客运专线铁路隧道建设的技术关键。     

高盐高湿环境电务轨旁器材腐蚀寿命评估方法研究

在高盐高湿环境的海底隧道内,轨旁电务器材腐蚀情况较为严重,对信号传输和行车安全带来极大的隐患。通过对高盐高湿隧道环境调研,量化隧道内环境指标,结合隧道环境评估结果制定腐蚀加速实验的环境谱,在实验室进行加速盐雾试验,选取实验样品的失重比表征腐蚀程度,结合腐蚀动力学评价方法进行金属腐蚀寿命评估方法研究。为海底隧道轨旁金属器材的腐蚀寿命评估和腐蚀防护提供依据和方向。     

考虑相关性的铁路隧道围岩概率分级方法研究

研究目的:以现行《铁路隧道设计规范》(TB10003—2005)围岩分级方法为基础,将概率分析原理引入铁路隧道围岩分级工作中,并对分级指标相关性进行研究,建立考虑围岩分级指标相关性的、定量分析铁路隧道围岩等级的概率模型,为铁路隧道勘察、设计及施工提供参考。研究结论:通过采用考虑相关性的铁路隧道围岩概率分级模型对石太客运专线南梁隧道、太行山隧道部分里程的围岩进行分级计算,并将计算结果与围岩实际开挖情况对比;结果表明,考虑相关性的铁路隧道围岩概率分级方法预测结果与实际开挖情况吻合,比较客观地反映了隧道围岩实际情况,是铁路隧道围岩分级的一种有效方法。     

既有铁路隧道受下穿引水隧洞近接施工影响预测

结合云南省盐津县白水江3级电站引水隧洞下穿内昆铁路手扒岩隧道的实际情况,采用三维数值模拟计算,对既有铁路隧道受下穿引水隧洞施工的影响和铁路隧道结构安全对策进行了研究。结果表明:引水隧洞施工对铁路隧道产生影响的范围与掘进方向有关,靠近铁路隧道侧为2D(D为引水隧洞的开挖洞径),远离铁路隧道侧为4.5D;铁路隧道纵向受影响范围为6.5D,横向受影响范围为3D。引水隧洞近接施工时,铁路隧道将发生类似扭转的变形,需在铁路隧道受影响范围内对隧道底板沉降、衬砌变形、衬砌横/纵向受力和两隧道交叉点的竖向振动速度进行监测,并对钢轨采用扣轨处理等措施,以确保铁路隧道结构及列车运行的安全。