重庆高速公路现役营运隧道渗漏水病害统计及成因分析

在全面搜集重庆地区现役187座高速公路营运隧道的基础上,针对目前出现渗漏水病害的66座隧道进行了调研,依据对隧道区域分布、隧道长度、渗漏水病害的严重程度等综合因素的考虑,选取了14座典型渗漏水病害隧道作为研究对象,分别就裂缝的几何形态和闭合度,渗漏水的形式以及渗漏部位进行了分类统计分析,并就地下水、衬砌裂缝以及渗漏水之间的关联性进行了探讨,最后根据对隧道地勘、设计、施工等资料的统计,结合现场调研的情况,认为导致重庆地区现役高速公路隧道渗漏水病害的原因主要有4点:不良地质条件、施工因素、防排水设施以及地下水的腐蚀性等.研究成果对于开展重庆地区公路隧道渗漏水病害的防治与营运期间的维护具有重要的现实意义和参考价值,同时也可为其他地区或全国公路隧道渗漏水病害的统计分析提供参考.     

富水隧道基于温度比拟法的合理注浆参数研究

以南大梁(南充-大竹-梁平)高速华蓥山隧道为工程背景,针对其在断层富水区段使用的“以堵为主,限量排放”的防排水原则,采用温度比拟法对不同注浆参数下衬砌的外水压力、内力、安全系数以及隧道排水量进行研究。研究结果表明:注浆圈在一定施作范围内可有效降低隧道洞内排水量、衬砌结构外水压及其内力,从而增大衬砌结构安全系数,提高其安全储备能力,但总体而言,注浆参数存在一个相对经济合理的范围。据此,以隧道设计排水量和二次衬砌结构安全性为评判标准,结合隧区生态环境等要求,提出华蓥山隧道注浆参数的设计建议值。     

重庆岩溶地区季节性富水营运隧道渗漏水病害特征及其成因机制分析

文章在全面搜集重庆地区现役187座高速公路营运隧道的基础上,针对目前出现渗漏水病害的66座隧道进行了调研,选取了15座渗漏病害比较严重的隧道进行归纳统计分析,依据其区域分布特征,得出了隧道渗漏水病害同岩溶地貌,以及季节性降水存在的必然联系;进而选取了具有典型代表特征的秀山隧道作为研究对象,对其渗漏水病害特征、致灾机制,以及成因机制进行了探讨。研究表明,重庆岩溶地区隧道渗漏水病害在空间里程上呈带状分布、时间上具有延续性、隧址区岩溶水呈动态变化、与不良地质段在里程上分布基本一致,且隧道周围水环境与暗河存在间断性联系等典型病害特征;隧道穿越岩溶发育区储水型构造,致使其在不同时期存在三种不同工作状态,即正常工作状态、高水压工作状态、低水压工作状态的相互转换;渗漏水病害是隧址区内外众多因素共同作用的结果,尤其是同其水文地质条件、设计因素,以及防排水设施施工质量和营运期间的失效性等有关。实践检验表明,对于岩溶地区季节性富水营运隧道渗漏水病害的治理区段,应以"排为主,堵为辅"。     

破碎千枚岩隧道富水区段施工及支护方法

千枚岩岩体具有遇水后软化、膨胀、强度降低等特点,有必要探明岩体软化后围岩的应力与应变特征,探究洞室成形后结构的变形及力学行为,寻求该种地层条件下合理的施工及支护方法。以穿越"5.12"地震发震断裂-龙门山断裂的某千枚岩隧道为背景,首先对干燥及地下水富集区域的洞周变形进行归纳总结,并以此为基础对岩体软化后的物理力学参数进行反演分析,表明了地下水的存在极大弱化了岩体的强度、刚度与抗变形能力;而后,通过将隧道变形及结构受力的计算结果与实测值进行对比分析,进而对施工过程中水对千枚岩软化后隧道结构的安全性及围岩稳定性做出评价。研究表明,对于强震区软岩隧道应结合现场实际情况选择预留变形值25～30 cm,位移控制基准30～35 cm,施工工法应在3台阶+预留核心土(台阶间距为1 m)基础上配合以机械方式开挖为主,微爆破方式为辅,支护则应选择强度及刚度大的结构形式,同时增强超前支护并在施工中重视各环节的工艺衔接可有效避免变形坍塌灾害,提高施工效率。     

震裂软岩隧道围岩-支护失稳机制和处治机理分析

以穿越5·12发震断裂带(龙门山断裂带)的广甘高速公路软岩隧道为工程依托,依据对施工现场频发的围岩-支护结构失稳破坏的统计,以及典型失稳案例的分析,探讨了震裂软岩隧道围岩-支护失稳机制及处治机理,并选取具有代表性的围岩-支护失稳段为试验段,对其处治机理及效果进行验证分析.研究结果表明:隧址区岩体受地震及新近地震的反复揉搓,致使山体内部岩体产生震裂损失、围岩稳定性不足、地下水的渗透性增强、围岩与支护结构不能密切接触,是造成软岩隧道围岩-支护失稳事故的直接诱因;通过掌子面反压回填、地下水引排、塌腔回填、加强超前支护、基底注浆加固、改善施工工法和加强支护参数等处治措施,可有效地稳定掌子面前方松动岩体、控制震裂松动围岩压力、增强围岩-支护体系的稳定性,且使支护体系具备一定的安全储备能力.     

软岩隧道埋深及施工进尺对围岩稳定性影响分析

该文以中国西部某隧道为研究对象,采用三维有限元数值模拟手段对埋深及施工循环进尺对隧道围岩的稳定性进行了分析,针对不同埋深状况下围岩应力、围岩位移、塑性区及其初支应力的状况,以及不同循环进尺对围岩应力、围岩位移等的影响进行了探讨。研究结果表明:隧道埋深越深,对围岩和支护体系均存在不利影响,需在埋深较大的地段,加强监控量测,必要时需施加钢支撑,以增加初期支护的抗压能力;大进尺施工对围岩应力的最大拉应力和洞周位移影响较大,建议施工时循环进尺选择1.5~2m为宜。     

基于温度比拟法的隧道衬砌水压精细化模拟分析

为验证温度比拟法在隧道衬砌水压计算中的精度与可行性,在隧道开挖未支护、施作衬砌以及围岩注浆3种工况下,将该法的计算结果与理论解析法轴对称解、流固耦合法进行对比.针对高速公路典型双车道马蹄形断面建立含有隧道防排水系统的精细化模型,研究衬砌外水压力在隧道横断面和纵断面上的分布规律.结果表明:施作衬砌后,衬砌外水压力明显增大,围岩注浆则可在围岩和衬砌之间形成水压过渡缓冲区,使衬砌外水压力减小;衬砌外水压力在纵向排水管以上呈周期性分布,在排水节间中部最大,在环向排水管处最小;横断面水压则呈现倒葫芦形,在拱脚处最小,在拱顶和仰拱处较大;在既定的计算假设下,温度比拟法与轴对称解的最大误差为0.3%,与流固耦合法的最大误差为14.8%,满足工程精度要求.