顶管法热力隧道钢筋混凝土管设计研究

机械顶管施工技术具有施工速度快、自动化程度高、安全可靠、对周围环境影响小等优点,将顶管技术用于热力隧道施工中,具有重要意义.热力隧道在运行过程中,存在较高的环境温度,有固定推力、导向推力等内作用力.文章通过现场试验和理论计算,研究分析了热力机械钢筋混凝土顶管在不同温度工况下的变形和力学状态,并通过工程实践进行了验证;总结出了适用于热力工程的钢筋混凝土管的设计计算方法.分析结果表明,采取混凝土强度值及弹性模量折减的方法进行顶管法热力隧道钢筋混凝土管的结构设计,其计算与试验结果较为接近,更偏于安全.     

滑坡滑向与轴线正交条件下隧道衬砌内力分析

文章以西宝高速公路唐家塬隧道为工程背景,针对滑坡滑动方向与隧道轴线正交情况下的直墙拱形隧道,根据隧道与滑面的位置关系,探讨分析了作用于隧道衬砌上的滑坡推力大小和方向的影响因素。采用结构力学方法,取隧道全拱结构作为研究对象,得出滑坡滑动方向与隧道轴线正交情况下半圆拱形隧道衬砌内力分布的理论计算方法。结合唐家塬隧道工程,利用理论计算方法得出隧道衬砌的内力分布情况,并采用有限元分析软件对理论计算公式的正确性与合理性进行了验证。结果表明,该方法可作为滑坡滑动方向与隧道轴线正交情况下隧道的衬砌内力计算方法,为隧道衬砌设计与施工提供一定的参考依据。     

富水黏土地段隧道洞口施工技术探讨

文章依托某在建高速公路隧道工程,介绍了在富水黏土地段且基底承载力不足情况下,隧道洞口发生变形时采取的应急处治方案,并阐述了后续施工工序,确保了隧道安全通过不良地段,为类似隧道工程施工提供参考。     

连拱隧道设计计算荷载合理取值研究

为了克服已有连拱隧道的荷载取值缺乏理论依据问题,文章基于公路隧道设计规范中普通分离式隧道松动荷载计算公式,选取恰当的计算参数,建立合理的连拱隧道计算模型,得到了双洞四车道连拱隧道的松动圈范围和松动荷载的合理取值,并给出了相应的连拱隧道荷载计算公式,将从分离式隧道松动荷载到连拱隧道松动荷载这一推广过程由纯经验的推导变为半经验半理论的推导,具有更明确的理论依据和更强的参考及使用价值.与现场的实际监测数据等的对比分析,验证了所提出的连拱隧道松动荷载模式的合理性.     

不均匀地层地铁隧道拱顶荷载计算方法研究

对于断面内地层起伏的盾构隧道,其地层参数差异较大且地层分界线起伏变化,而计算参数的选取将影响荷载的计算精度。文章在经典太沙基松弛土压力公式的基础上,对起伏地层盾构隧道拱顶荷载的计算方法进行研究,分别推导了隧道断面内水平地层和倾斜地层拱顶荷载计算的修正方法。对于水平地层分界线情况,通过分析断面内上部地层所占比例,给出了滑移面宽度取值方法;对于倾斜地层分界线情况,在水平地层分界线情况的基础上,分别对隧道左右侧滑移面宽度进行分析并给了出取值方法。通过对某直径为6 m的起伏地层盾构隧道的侧向土压力进行现场测试,并与经典理论公式进行对比,其结果表明:修正公式计算结果与实测值吻合较好,验证了修正公式的适用性。文章提出的计算方法可为城市盾构隧道工程提供参考。     

自锚式加固结构对滑坡区隧道的治理效果研究

滑坡区隧道存在变形破坏等病害,文章采用自锚式新型加固结构对位于深厚滑坡体滑面上部附近的隧道进行加固处置,并通过理论计算和数值计算就自锚式加固结构的加固效果进行研究分析。理论计算结果表明:采用新型加固结构后,隧道内力分布更加均布合理,变形也得到了有效的约束,验证了新型加固结构具有良好的加固效果。数值计算结果表明:采用新型加固结构后,隧道内力分布更加合理,最大主应力明显减小,应力集中区消失,同时变形也得到了有效的约束;新型加固结构的作用范围仅体现在隧道围岩及下部岩土,滑坡最终将发生越顶破坏,验证了自锚式新型加固结构只加固隧道而不治理滑坡的加固理念。     

采空区地层变形产生的隧道附加荷载及变形容许值计算与分析

文章分别计算了采空区上方地层弯曲时对隧道产生的附加荷载q1、q2及地层水平应变时对隧道产生的附加荷载qH,并推导出了采空区地层容许弯曲变形和水平应变数值.结果表明,现行交通部《采空区公路设计与施工技术细则》规定的采空区地基容许变形值较为笼统且偏大,结构偏于不安全.最后,文章根据计算结果对比,对不同围岩级别提出了更严格、更安全、更有针对性和可操作性的隧道对采空区地层变形限制要求,以供广大隧道工作者参考使用.     

高水位富水隧道衬砌结构设计刍议

文章应用渗流理论建立岩体渗流计算模型,推导了隧道衬砌外缘剩余水头的计算公式,介绍了荷载-结构计算模型、理论解析计算和有限元计算三种抗水压隧道衬砌结构设计方法.     

外水压力作用下深埋公路隧道衬砌受力特性与安全性研究

随着环保要求的日益提高,针对富水隧道工程提出了"以堵为主、限量排放"的治水理念,因此在设计时应充分考虑山岭富水地段隧道衬砌结构的抗水压能力。文章以春天门隧道为工程实例,采用"荷载-结构"模型对全断面承压情况下的抗水压衬砌结构进行了分析,得到了隧道抗水压衬砌结构的受力特征。结果表明,采用近圆形衬砌结构形式,能够较好地承受外水压荷载;衬砌结构全截面受压,拱脚小半径连接处隧道衬砌结构轴力和弯矩最大,相应的安全系数较小,为结构的最薄弱处。     

成品油管道穿越滑坡地段应力分析

成品油管道穿越山区滑坡地段时,受到滑坡推力的作用,易使管道产生过大变形而破坏。为探究此类管道安全问题并提出解决方案,使用应力分析软件CAESAR Ⅱ对某穿越滑坡地段的成品油管道进行应力及位移分析,得出其应力、位移分布,并分析纵向滑坡和横向滑坡对输油管道的影响。通过分析得出常规地段与滑坡地段的交界位置为输油管道的危险截面,且纵向滑坡对输油管道的应力及横向位移、纵向位移影响较大。     

对《JTG D70-2004公路隧道设计规范》结构计算部分条文的修改意见

结合公路隧道设计与施工实践经验,笔者对《JTG D70-2004公路隧道设计规范》结构计算部分条文内容,尤其是明洞荷载计算方法、浅埋隧道荷载计算方法、钢筋混凝土受弯和受压构件配筋量计算方法存在的问题进行了分析与探讨。针对这些问题,笔者提出了相应的修改意见,希望可为规范的修编提供参考,使其更加完善,更好地用于指导隧道工程实践。     

高烈度地震区公路隧道洞口段地震响应分析

根据隧道地震安全性评价报告和地勘资料,建立了三维数值计算模型并采用一致粘弹性人工边界模拟动力边界,对高烈度地震区公路隧道洞口段进行了瞬态动力计算。计算结果表明:在三向地震荷载激励下,洞口段衬砌的地震响应具有明显滞后性,衬砌以水平横向振动为主、轴向振动次之、竖向振动最弱;洞口段衬砌的拱腰部位将承受极大拉应力和剪应力,可设减震层吸收地震能量。通过对衬砌相对位移的分析得出,衬砌横向和轴向变形都很小,衬砌稳定性尚好。     

飞鱼泽隧道洞口出洞技术方案

文章结合飞鱼泽隧道工程实例，介绍了松散破碎山体、洞口偏压地段公路隧道出洞的技术方案、施工方法、步骤及其注意事项，以供在类似的隧道工程施工中借鉴应用。     

切向摩阻力对横穿滑坡区隧道受力变形的影响分析

将横穿滑坡变形区的隧道简化为弹性地基梁,当滑坡区内隧道段较长时,便会发生较大的弯曲变形;作为特殊的全埋式弹性地基梁,有必要研究切向摩阻力的影响。文章首先建立了考虑切向摩阻力作用下隧道的弹性地基梁计算模型,然后引入逐步修正的思想,采用传递矩阵法建立了其内力和位移的传递矩阵计算式,并编制了相应的计算程序。计算结果表明:切向摩阻力对隧道的影响范围主要集中在滑坡边界的附近区域,并使隧道的内力和位移在一定程度上均有所减小;滑坡区内切向摩阻力系数对隧道的内力和位移影响相对较小,滑坡区外切向摩阻力系数对隧道的内力和位移影响相对较大。     

龙溪隧道出口段在地震荷载下变形破裂特征及其数值模拟分析

龙溪隧道出口段主要有表层覆盖层和下伏基岩组成.文章根据边坡地形地貌以及地质结构分析了隧道在地震作用下的变形破裂特征.在此基础上,运用ansys有限元软件对龙溪隧道在Ⅺ度地震烈度荷载作用下的动力响应进行分析,并结合5·12地震后的现场调查,将数值模拟结果与现场的破坏现象进行了对比,得出地震作用下隧道洞口横向边坡的动力反应从坡内向坡外、坡底向坡顶整体上呈逐步放大的趋势;从洞口至基岩与崩坡积分界面处,变形主要在隧道管段之间的接缝处发牛相对错动,并且有逐渐减弱的趋势;在隧道基岩与覆盖层分界面上,隧道衬砌变形量发生突变,衬砌开裂方向与基覆界面产状基本一致,从分界面向内,衬砌变形变得不明显.研究这一变形破坏现象,对认识隧道洞口段在地震作用下的变形破坏规律及极震区隧道洞口段的抗震结构设计具有重要意义.     

片岩隧道群衬砌开裂特征与机理分析

在对湖北省谷竹高速公路隧道二次衬砌完整性的调查过程中,发现片岩隧道普遍存在二次衬砌开裂现象。为了合理科学地治理开裂问题,文章通过对沿线48座隧道的调查分析,归纳和总结出该区段隧道二次衬砌开裂的6大特征:片岩隧道二次衬砌开裂现象普遍;开裂位置主要位于进、出口浅埋段;先行洞裂缝数量多于后行洞,开裂形式主要为斜向开裂;在发生大变形、塌方等地段二次衬砌容易开裂;开裂的时间一般在二次衬砌施作5个月后。在此基础上,通过室内试验与现场调查共同分析二次衬砌开裂的成因机理,并得出原因:片岩的强度低,遇水易软化;洞口处的浅埋段成拱性差;偏压现象普遍;仰拱不均匀沉降;岩石受地下水的影响及岩体的蠕变效应。最后,根据开裂原因提出相应的增加围岩级别、加强洞口施工及重视小净距中夹岩稳定设计等建议措施,为类似工程提供相关参考依据。     

高陡边坡下隧道洞口区稳定性研究

为研究隧道开挖工法对高陡边坡下隧道洞口区稳定性的影响,文章依托某实际隧道工程,采用FLAC3D软件建立了相应的三维模型,对三台阶法、环形预留核心土法和CRD法开挖施工进行模拟分析,并与现场监测结果进行对比,得到如下结论:(1)对比三种工法开挖时隧道围岩和边坡变形可知,CRD法为最适宜,采用该工法开挖隧道时,洞口区围岩和边坡变形最小;(2)数值模拟所得围岩及边坡变形变化规律与现场监测结果基本一致,故采用数值法进行隧道施工优化具有一定的可行性;(3)为减少隧道开挖对洞口区边坡的影响,采用CRD法进行隧道开挖,结合锚索预加固可有效提高边坡稳定性。     

基于荷载-结构模型的隧道衬砌结构可靠性设计与研究

文章以秦东黄土铁路隧道为工程背景,以"荷载-结构"模型和蒙特卡罗有限元为基础,结合围岩相关参数的数理统计特征值,并应用统计学知识对其隧道结构稳定性进行了研究分析;通过10万次的结构计算,对其进行了假设检验,建立了隧道衬砌结构可靠性设计的计算模型,得出了大断面黄土隧道结构轴力的统计特征和分布类型,从而提出了可用于隧道衬砌结构可靠性设计的计算手段。研究结果对今后结构可靠性理论在隧道衬砌结构可靠性设计的实际应用方面有重要的理论指导意义。     

黄土公路隧道结构设计与施工中的若干问题

针对黄土公路隧道结构设计和施工中的理论研究滞后于工程实践的现实情况,结合白虎山隧道、新庄岭隧道、土家湾隧道三座黄土公路隧道衬砌结构力学性状研究成果,提出了以黄土公路隧道拱顶中心线侧压力系数为判据的深、浅埋界定的新方法,指出应结合黄土特性及埋置深度进行隧道衬砌设计,不宜按计算摩擦角或围岩类别确定隧道的围岩压力;设计时除进行荷载计算外,还应根据工程地质条件,经工程类比及综合研究后确定衬砌结构。应根据不同的地质条件确定设计原则和施工方法,例如,地质条件较差地段应采用微台阶或分区微台阶法施工,而不采用侧壁导洞法或双侧壁导洞法;在取得同等支护效果的条件下应加强初期支护;在湿陷性黄土地区应特别注意水的处理。     

公路隧道洞口浅埋段稳定性监测与施工技术

公路隧道洞口浅埋段不仅是浅埋隧道问题,也是边坡问题。由于覆盖层薄而导致风化严重、堆积松散,岩体节理、裂隙发育,自稳能力差,故在施工过程中受荷载、雨水、爆破等影响,洞口段极易发生坍塌、边坡失稳、大变形等事故,并危及隧道整体稳定性。合理的施工方案及运用监测技术及时了解支护结构和围岩的工作状态,可以有效降低洞口坍塌、滑坡等风险发生的概率。文章依托在建的广西马梧高速公路隧道建设工程,在深入开展监控量测的基础上,优化洞口浅埋段隧道施工技术,保证了施工的安全和进度。