高海拔大高差特长隧道洞内温度分布规律研究

研究目的:随着川藏铁路的建设,我国高海拔大高差特长隧道数量急剧上升.目前高海拔大高差特长隧道洞内温度分布规律尚不明确,严重制约其保温防冻设计,若设防不当会造成冻害,影响运营安全.本文以川西高原既有高海拔大高差特长隧道为例,采用现场监测、数值模拟等手段,利用隧道修建前后洞内外气象监测数据,研究高海拔大高差隧道洞内温度分布...     

南昆铁路乐善村2号隧道设计概述

乐善村２号隧道为双线铁路隧道，全长２７４ｍ，是铁道部隧道抗震研究试验工点，具有断面大、蛙深浅、地层软、烈度高四个不利条件，设计采用了新结构、新技术、新、新工艺其中薄壁柔性抗震衬砌、钢纤维钢筋混凝土衬砌材料、设置环向抗震缝、斜切伸出工洞口曲墙式车站明洞、中壁法（ＣＲＤ）施工技术均为国内铁路隧道首次应用。     

岩层隧道荷载结构响应影响因素分析

为探究岩层隧道各因素对管片荷载结构响应的影响规律,采用理论模型推导了岩层隧道外荷载与结构内力响应及位移响应的解析解。基于岩层隧道管片荷载结构特征,探究了上覆围岩荷载、水头高度、岩层侧压力系数、等效抗弯刚度系数、隧道直径、管片厚度以及混凝土等级等7个主要影响因素对管片荷载结构响应的影响规律;并结合成都市锦绣隧道现场监测试验进行了验证。研究发现：上覆围岩荷载增大与岩层侧压力系数的减小将显著增大管片内力与位移响应;水头增大对管片弯矩与径向位移的影响较小,将大幅增大管片轴力水平;等效抗弯刚度系数的增大不影响管片内力响应,但会使结构径向位移小幅减弱;隧道直径增大将导致管片弯矩、轴力与径向位移小幅增大;管片厚度对结构内力响应影响较小,厚度减小将使管片径向位移小幅增大;混凝土等级变化对隧道荷载结构响应影响细微。对比现场监测结果与模型计算结果,所得荷载结构响应规律相似,表明所提出的分析方法具有较高的准确性。     

复杂艰险山区高速铁路隧道群空气动力学效应及缓解措施

为解决复杂艰险山区高速铁路隧道群设计难题,本文从压力波动、空气阻力和微气压波几方面入手,明确了隧道群空气动力学效应与单个隧道的差异,阐述了隧道群空气动力学效应的变化规律,提出了相应的缓解措施以及隧道群连接明洞的设置原则。研究结果表明,隧道群空气动力学效应与单个隧道在微气压波方面的差异最大,在条件适宜的情况下,应考虑采用连接明洞的方式缓解隧道群空气动力学效应。同时,本文建议制定适合中国国情的隧道群复合型耳膜舒适度标准和微气压波标准,并在确定隧道群缓冲结构、横通道等结构设计参数时,重视数值模拟所发挥的指导作用。     

聚氨酯复合注浆材料浆液扩散特性及应用研究

山岭隧道所处地层大多节理裂隙发育，水系丰富，由此引发的突涌水灾害普遍具有突发性高、危害性大和破坏性强等特点，直接威胁隧道施工安全。基于化学改性和无机-高分子杂化技术，以聚氨酯材料与普通硅酸盐水泥为基础，结合复合功能助剂，制备得到聚氨酯复合注浆材料。通过对该复合注浆材料的SEM观测，分析浆材固结体的防渗性能。通过水槽注浆模拟试验，研究注浆材料的浆液扩散和抗冲刷特性。利用Galerkin有限元法建立连续模型方程，数值模拟浆液的流动过程，分析注浆过程中的流场特征。通过现场工程应用，验证该复合注浆材料对山岭隧道突涌水的注浆封堵效果。研究结果表明，有机/无机杂化的空间互穿网络凝胶结构，提高了结石体的力学性能和防渗性能。浆液在动水环境下的富水砂砾地层留存率高，扩散程度好，注浆封堵效果明显。数值模拟结果与现场试验基本相符，对复合注浆材料浆液流场特征进行分析，有助于实现地下突涌水注浆治理全过程的优化控制。山岭隧道突涌水的现场应用表明，使用复合注浆材料对富水地层注浆后无渗水现象，后期经过长时间观测，封堵效果和耐久性优异。     

隧道围岩大变形灾害特点与主动控制方法

隧道围岩大变形灾害控制一直是困扰工程界和学术界的关键难题。简要总结隧道围岩大变形控制领域取得的主要研究成果，包括大变形分级与评价、围岩控制理念与技术等。研究提出，大变形灾害本质上是对围岩稳定性控制不当所致，主要包括围岩失稳、结构失效及持续缓慢变形等3种模式，而灾害分级应从自然因素和工程因素等多维度出发，结合致灾机理及孕育条件，实现致灾可能性→灾害时效性→灾害危险性的科学预测。阐述了隧道围岩大变形灾害控制原理，提出大变形灾害控制应以关键结构层稳定性控制为核心，以刚度设计为手段，强调超前预支护与预加固的防坍塌与控变形作用，并通过协同锚固体系控制围岩急剧变形量，实行精细化全过程控制，形成围岩大变形灾害的协同控制关键技术。     

中老铁路友谊隧道石盐地层工程建设关键技术

中老铁路友谊隧道穿越石盐地层，含盐量高达80%,国内外罕见。为解决石盐地层隧道出现的隧底围溶蚀空洞、钢材严重腐蚀、衬砌开裂和底鼓等病害，保证施工与运营安全，通过实地调查、现场补勘、室内试验、数值模拟等方法，对石盐地层隧道防水体系构建、注浆堵水设计、氯离子侵蚀防治、结构选型和建筑材料研究等关键技术进行深入研究，结合现场监测和目前友谊隧道运营状态发现，整治处理取得了良好效果。研究结果表明：(1)探明石盐地层具有强溶解性、强侵蚀性、膨胀性的工程特性；(2)为限制地下水流动，避免石盐溶解，需采取全包防水措施，同时根据初支渗漏水情况分别采取隧底注浆、局部径向注浆和初支背后充填注浆；(3)针对超高浓度氯离子环境提出多道设防理念，设置素混凝土隔水层结构及两道卷材防水层；(4)通过结构比选，二衬推荐采用60 cm厚圆形衬砌结构，同时全段落衬砌结构取消洞室和各种加宽加高，降低结构防水难度；(5)为解决高强度等级混凝土易开裂问题，推荐隔水层结构采用C35聚合物混凝土，二衬采用C40低热混凝土。