隧道衬砌结构体系可靠度研究

针对隧道二次衬砌结构,从其在围岩荷载作用下的内力分布出发,建立了衬砌结构的串并联体系,由此确定其体系失效模式,进而以蒙特卡罗-随机有限元法为基础,充分考虑材料性能参数、几何尺寸、围岩弹性抗力系数及荷载等的随机性影响,采用区间估计的"宽界限法"对隧道衬砌结构的体系可靠度进行了分析。最后结合一典型工程实例对隧道结构体系的可靠指标进行了计算,计算结果表明:尽管隧道衬砌结构存在局部截面的可靠指标较小,但其体系可靠指标仍较高,整个隧道衬砌结构处于安全状态。     

隧道瓦斯灾害危险性评价初探

研究目的:随着我国基础交通的建设和发展,穿越煤系地层和赋存瓦斯的隧道越来越多,隧道施工瓦斯灾害事故也在不断地增加,因此需研究符合隧道工程特点的瓦斯灾害危险性评价体系。研究结论:本文在研究我国大量已有瓦斯隧道的基础上,通过对影响隧道瓦斯灾害危险性的地质因素、瓦斯因素和施工时人为因素等研究,初步建立了一套较为完善的隧道工程瓦斯灾害危险性评价技术方法体系。该体系包括瓦斯隧道分级评价、瓦斯隧道施工危险性评价、瓦斯隧道施工掌子面突出危险性评价3个层次,从而保证了在隧道选线、设计、施工阶段均能实现对瓦斯灾害进行快速、准确的评价,进而采取相应的工程防治措施。     

隧道主动支护体系全过程信息化动态设计与智能决策方法研究

隧道支护体系全过程信息化动态设计，是真正体现隧道设计施工一体化的理想设计方式。针对传统支护设计存在的针对性不强、统一性不高、安全冗余度偏大等问题，利用信息化、智能化等手段，研究支护体系全过程信息化动态设计与智能决策方法技术路线及关键内容。首先，给出涵盖地质、支护、施工等全过程全要素信息的样本数据库构建方法；其次，综合对比分析Bagging、Random Forest、Extra Trees等6种机器学习算法模型的适用性，明确智能设计决策算法优选类型；再次，提出基于支护变形指标的支护结构安全度量化评价方法；最后，制定支护优化智能决策反馈规则。研究结果为隧道支护体系全过程信息化动态设计与智能决策真正进入工程应用奠定了基础。     

长管棚体系在强风化泥岩隧道塌体中的施工方法

本文以苦竹岭隧道开挖面坍塌后处理长管棚体系作为超前支护措施为例，介绍一种在强风化、泥岩隧道塌体中施作长管棚的方法。     

关于铁路隧道工程支护体系计价的思考

提出了目前铁路隧道工程支护体系未单独列项计价的问题，分别从工程变更、目标控制和合同管理等不同角度，分析了当前计价模式所带来的影响，并提出了合理化建议。     

长昆线岩溶隧道综合超前地质预报技术体系

结合长昆线CKGZTJ-2标段隧道施工,分析岩溶隧道超前地质预报的工作原则和方法,制定采用地质调查、地质编录、TSP超前预报、超前地质钻探、地质雷达、红外探测和地质分析的综合超前地质预报技术体系实施方案,采用综合超前地质预报技术体系,对地质异常准确预报达到96％,科学、安全指导隧道施工并提供安全保障.     

大跨度隧道预应力锚固体系协同承载的压力拱效应

为研究大跨隧道锚固体系的协同承载机理，以压力拱效应为量化指标进行分析，根据围岩开挖应力分布特征，设置无支护开挖、单一预应力锚杆支护、预应力锚固体系联合支护3种工况，研究不同围岩条件在各工况作用下的压力拱动态演化机制。研究结果表明：压力拱位置和厚度均受围岩条件影响，围岩条件越差，压力拱位置距隧道边界越远且厚度越大，不利于围岩稳定性控制；压力拱成拱系数变化趋势与切向应力一致，呈先增大后减小趋势，且切应力集中区域成拱系数大于1;预应力锚固体系作用下压力拱向隧道边界处移动，可有效控制围岩压力拱的继续发展，使压力拱更快达到稳定，并减小压力拱范围，优化压力拱形态，使其趋于“圆拱形”;预应力锚固体系对于围岩压力拱的影响效果优于单一锚杆支护，尤其是当围岩条件较差时，其协同承载效应更为显著。     

“四极三高”地质隧道施工关键技术与创新

目前对集穿越活动断裂带、高地应力、高地质灾害风险、软弱破碎岩性、地下水丰富等于一体的“四极三高”地质隧道施工技术研究较少。结合穿越岷江活动断裂带的成兰铁路“四极三高”红桥关隧道工程,针对其施工时极易发生变形侵限、钢拱架扭曲断裂、初支结构严重破坏,研发了长短锚杆与纵环向等刚度拱架组合体系、微三台阶上部预留大核心土的隧道开挖方法,加快了隧道施工进度以及初支结构封闭成环,有效控制了隧道大变形的发生;针对活动断裂带隧道错动大、震后结构损伤大的特点,研发了隧道穿越活动断裂带不等长多节段圆形衬砌结构体系,有效地增强了隧道结构的抗错动能力;研发了活动断裂带宽变形缝隧道结构防排水体系,解决了活动断裂带隧道渗漏水难题。这些创新技术的应用,实现了隧道安全快速掘进,可供类似工程参考。     

中德铁路工程隧道技术标准对比分析研究

通过中德两国隧道技术标准体系和具体设计指标的对比分析研究，找出我国规范与德国规范在设计理念、体系构成、规范内容等方面的差距，为我国隧道规范的修订和高速铁路隧道设计提供参考，进一步健全我国隧道标准体系，提高规范水平。     

基于推移式滑坡的隧道变形模式演化规律研究

研究目的:随着我国陆路交通的快速发展，山区运营隧道在滑坡作用下的病害问题日益突出，而导致隧道变形破坏的最根本原因是滑坡的作用导致隧道受力模式的改变。同时，坡体不同的变形阶段对隧道结构的受力变形模式影响较大，目前在这方面缺乏深入的研究。研究结论:(1)以隧道-滑坡平行体系为研究对象，基于推移式滑坡岩土体的变形特点揭示了隧道受力渐进破坏过程的本质是滑坡推力和岩土抗力变化的过程，初步探讨了不同演化阶段滑坡的运动特点和隧道的力学特征，以不同演化阶段的隧道受力模式为基础，建立了半无限长梁、半无限长梁-悬臂梁模型；(2)采用弹性地基梁和结构力学理论，对位于滑坡体内和滑坡体外的隧道结构变形进行耦合解析，建立不同阶段隧道受力变形模式的理论计算公式，提出相应控制截面的解析解表达式，能够实现滑坡不同演化阶段隧道受力变形的评价；(3)通过模型试验进行了对比分析验证，结果表明该理论能够对滑坡中隧道的受力变形的发展进行预测以及为滑坡地段隧道的设计、加固治理提供理论参考。     

铁路隧道风险评估体系的研究和探讨

以《铁路隧道风险评估指南》编制为依托,对铁路隧道风险评估体系进行研究和探讨。研究中借鉴国内外先进标准,开展了必要的理论研究和调查统计工作,初步建立了铁路隧道风险评估指标体系和风险等级标准;对风险因素数据库,概率和权重的取值,多因素、多准则、多目标问题,编制相应程序等关键技术问题进行探讨。     

鹞子岩瓦斯突出隧道揭煤工程防突设计

鹞子岩隧道于背斜核部、大断层附近连续六次穿过突出煤层,煤层厚度大、间距小,瓦斯压力大,兼有地下水影响,工程地质条件极其复杂,且为穿越中梁山脉的第一座瓦斯突出隧道,相关设计施工经验欠缺。本文以鹞子岩隧道为工程背景,本着"区域防突措施先行、局部防突措施补充"的指导思想,在充分探明煤层地质特征的基础上,系统制定了极复杂地质条件下瓦斯突出隧道揭煤防突的流程体系及工程措施。目前,该流程体系及工程措施已成功应用于指导鹞子岩隧道揭煤防突作业,可为类似地质条件的隧道揭煤防突作业提供指导,同时有助于拓展和完善瓦斯突出隧道揭煤防突设计的理念和方法,具有重要的工程实际意义。     

高地温隧道修建关键技术研究

随着我国交通基础设施的不断增多,高地温地区修建隧道逐渐成为工程界遇到的新难题。依托拉日铁路,提出高地温地区隧道选线原则和隧道施工降温除湿等系列技术;通过XRD衍射和SEM试验,探明特高地温隧道模拟养护条件下混凝土抗氯离子渗透性能和抗碳化性能低于标准养护的原因;通过高地温隧道温度场和结构影响规律研究,因地制宜提出高地温隧道合理有效的施工组织模式;制定合适的隧道支护体系、混凝土配合比及衬砌结构防裂措施,同时提出保温隔热层、衬砌内置冷却管、耐热型复合防水板及新型防水材料等隧道隔热防水措施。     

中日德铁路山岭隧道设计对比研究

为更好、更经济地修建铁路山岭隧道，完善中国铁路隧道标准体系，将中国与同样采用复合式衬砌隧道的典型国家——日本及德国关于铁路山岭隧道结构设计进行对比分析，分析项目包括三国铁路隧道标准体系、荷载计算以及结构设计理念及方法。研究结果表明：(1)中德日都形成了比较完备、相似、系统的隧道设计标准体系；(2)中德日铁路隧道均采用新奥法理念，但结构体系不同，中国在Ⅳ～Ⅵ级围岩下利用荷载分担比的概念考虑二衬的作用，德国则只在运营期考虑二次衬砌的承载作用，日本则是将二次衬砌作为安全储备；(3)设计方法大体相似，区别在于德国隧道按逐个隧道工点设计，中国、日本颁布了通用参考图按标准化设计，德国针对性更强，中国日本效率更高。     

明挖隧道下穿既有桥梁桩基托换施工技术

机场路明挖隧道下穿多处既有桥梁,隧道穿越线路与7处既有桥梁基础发生干扰,设计采用桩基托换的方式,确保明挖隧道正常施工及上部桥梁结构安全。对于桥梁桩基托换过程中各工序施工工艺、大轴力体系转换以及全面实现信息化施工等均以实例进行介绍。该工程多处桩基托换的成功实施,为既有桥梁桩基托换施工总结了宝贵经验。     

“以堵为主,限量排放”隧道防排水原则的理论基础及其工程实践

可持续发展战略对环境保护提出了严格要求,如何解决隧道建设和环境保护的矛盾,控制隧道建设对环境的影响,给广大建设者提出了一个重大课题。为此,推导了多介质渗流场理论解析计算公式,对地下水渗流特征进行了分析,针对高水位山岭隧道的特点,提出了“以堵为主,限量排放”的防排水原则及衬砌结构体系,并介绍其在隧道工程中的具体应用。     

铁路长大隧道内接触网防灾安全技术体系研究

针对铁路长大隧道内接触网运行条件特殊且面临隧道地震、火灾及渗漏水、结冰等灾害病害问题,从提高接触网基础稳定性和耐久性、接触网结构机械强度和稳定性、接触网电气绝缘安全性等方面着手,提出采用预埋槽道式基础、防开裂型化学锚栓、架空刚性悬挂、防松螺母及接触网防水融冰、灵活供电、接地和等电位、接触网安全监控系统等多项新技术,并按高速铁路、普速铁路分别构建长大隧道内接触网防灾安全技术体系,确保接触网防灾安全性、可靠性。     

滇西地区炭质页岩隧道变形整治

国内炭质页岩变形隧道并不少见，但是滇西地区炭质页岩变形隧道尚属首例，松桂1号隧道位于青藏、滇缅、印尼巨型”歹”字型体系东支中段与三江经向构造体系符合部位。因特定的大地构造环境，特殊的区域地球动力学条件和强烈的现代地壳运动，导致新构造运动十分强烈，主要表现为高原隆起、活动构造、地热显示、地震、褶皱、断层等。通过对围岩地质构造与隧道稳定性的分析和此类围岩实际开挖的研究与探讨，以及结构加强适应性研究及施工方案选择，总结一套安全、快速通过此地层的应对方案及措施，积累了施工经验，为今后类似工程施工提供了科学依据。     

铁路隧道EBS分解体系在奔中山2号隧道设计中的应用

在对铁路隧道EBS分解体系深入了解与应用基础上,总结该体系在隧道工程BIM实践中的应用效果。通过对国内外其他行业EBS、WBS开展广泛调研,结合对铁路隧道EBS分解体系的深入学习与理解,依托奔中山2号隧道,将该体系编码规则融入隧道BIM设计工作中。实践表明,铁路隧道EBS分解体系的制定有利于推动铁路隧道工程中BIM技术的应用,为后期进一步开展相关标准、指南、规定的编制工作奠定坚实基础,但该体系在分解细度、方法、编码方式方面也有进一步修订空间,以便更好地为铁路隧道行业BIM技术应用提供技术保障。     

客运专线大断面黄土隧道施工方法有限元计算

针对郑西客运专线大断面黄土隧道在不同施工方法下围岩和隧道支护结构的力学问题，运用有限元方法，对弧形导坑、CRD、CD及双侧壁施工方法进行动态数值模拟计算，进而对这四种施工方法进行比较．所建立的大断面黄土隧道支护结构体系模型，对大断面隧道的设计和施工具有一定的参考价值．