漂卵石隧道支护体系受力变形特性

针对川藏线拉萨—林芝段娘盖村隧道开挖与支护施工难、拱部塌落灾害频发等工程技术难题，提出了“三台阶互补循环式开挖+型钢钢架+喷射混凝土+双层密钢网+多组锁脚锚杆(管)+衬砌壁后注浆”的开挖支护组合体系，选取漂卵石隧道2组典型断面开展支护体系受力与变形实测研究，分析了围岩荷载作用特征、支护体系受力特性以及洞内外变形规律，揭示漂卵石隧道新型支护体系承载作用机制，总结提出了相应的防控新原则。分析结果表明：围岩压力以拱部松动塌落荷载为主且沿洞周分布不均，初期支护与二次衬砌平均荷载分担比例分别为67.65%和32.35%;锁脚锚杆受力拉压兼具，优化后最大拉、压力分别减小了45.9%和20.0%;二次衬砌受力总体较小，具有足够的结构安全储备；洞身段拱顶下沉不超过15 mm,水平收敛为8～9 mm;洞口段变形不对称且受浅埋偏压和降雨条件影响显著，拱部最大下沉达52.4 mm,上、下台阶水平收敛分别为11.4和15.6 mm,在类似不利条件下应尽早施作仰拱和二次衬砌以保证施工安全；漂卵石隧道支护体系设计遵循“少扰动、强拱脚、防超挖、密钢网、勤注浆”的防控原则，能够及时控制拱部松动区扩展，调动深层围岩的自...     

寒区隧道冻胀效应测试与分析

为研究寒区隧道冻胀力随时间和空间的分布规律, 基于温度场变化定义了测试冻胀力, 通过衬砌压力和钢架应力间接反映真实冻胀力的变化规律; 提出了冻胀力简化测试方法, 研发了温度场-冻胀力同步测试系统; 以四川省省道215线鸡丑山隧道为例, 布置5个测试断面开展大规模现场测试, 并选取典型断面K117+700 (简称700断面) 和K117+600 (简称600断面) 分析了隧道环境温度、围岩温度、衬砌压力与钢架应力; 以围岩冻结(12~次年2月) 和未冻(7~9月) 时对应的衬砌压力和钢架应力差值为测试冻胀力, 结合温度场分析了隧道周边各测点测试冻胀力; 采用现有冻胀模型计算理论冻胀力, 并与测试冻胀力进行了对比, 研究了寒区隧道冻胀规律。分析结果表明: 隧道环境温度随时间呈季节性正弦函数变化, 受环境温度影响, 围岩温度呈季节性正负温变化, 并出现季节性冻融现象; 当围岩为负温时处于冻结状态, 支护系统受到围岩压力和冻胀力的共同作用, 且温度越低冻胀效应越明显, 各断面测点应力峰值均出现在1月, 700断面衬砌和钢架最大应力分别为149kPa、31MPa; 当围岩为正温时处于未冻结状态, 支护系统仅受到围岩压力作用; 同一断面不同测点的测试冻胀力差值可达5.23MPa, 说明冻胀力除与围岩温度有关外, 还与富水条件和围岩级别有关; 最大冻胀力实测值比理论计算值小1.25MPa, 因此, 寒区隧道支护设计时建议考虑89.17%的冻胀力折减系数。      

既有运营公路隧道仰拱缺陷综合治理技术与经济分析

以我国西部省份某运营隧道仰拱厚度不足的处理为工程背景,通过对该隧道Ⅳ级、Ⅴ级围岩段的典型断面仰拱问题进行数值模拟分析,并对在两种围岩条件下因仰拱厚度不足对隧道围岩位移、塑性区分布以及支护结构受力的影响进行了对比分析,提出了针对仰拱厚度不足情况下的加固补强方案,作出了病害处理的经济分析,从而指导了该隧道的病害处理,并取得了良好的效果。     

基于锁扣管幕超前支护的连拱隧道近距下穿地铁U型槽变形特征分析

为了研究锁扣管幕超前支护在连拱隧道近距离下穿地铁U型槽中的应用,基于某下穿通道工程,采用三维数值模拟方法建立U型槽-土体-新建隧道三维空间模型,对暗挖下穿U型槽进行动态模拟,得到有无锁扣管幕超前支护时U型槽的变形特征曲线,并结合现场实测数据,对比分析下穿过程中U型槽的变化规律。研究结果表明：U型槽垂向变形以隧道中线为中心呈不均匀V形分布,与未采用锁扣管幕超前支护工况相比,采用锁扣管幕超前支护时最大垂向变形和横向变形分别减小了61.4%和45.9%;U型槽水平高差在左线开挖完成后达到最大值,最大值为0.2 mm,当右线开挖完成后,水平高差有一定的减小趋势;而横向位移差随着开挖的进行呈现增大-减小-增大-减小-增大-减小的波浪式变化,最大值为0.5 mm;当采用锁扣管幕超前支护时最大水平高差和横向位移差分别为0.042 mm和0.28 mm。     

并行双洞长瓦斯隧道循环式巷道通风技术研究

隧道施工过程中通风方式的选取制约着隧道的工程进度和施工质量,影响施工人员的健康和施工机械的工作效率。以重庆三环高速公路铜梁至永川段某隧道为工程依托,根据并行双洞长瓦斯隧道的工程特点,提出了一种循环式巷道通风技术方案。通过对依托工程进行通风设计计算以及与传统通风方式进行对比分析,该方法从通风效率、可操作性、经济效益上均具有显著优势。这种新的通风方式对解决并行双洞长瓦斯隧道施工中的通风难题具有重要意义,并为类似工程的施工通风提供技术借鉴和参考。     

软弱黄土隧道支护结构力学特性测试

为研究软弱黄土隧道支护结构的受力特性,优化黄土隧道设计理论,以西宁过境高速公路某黄土隧道为依托,选取杂填土段、深埋段和浅埋段进行了大规模的现场测试,从支护受力的空间分布、时间分布、计算方法以及对比验证等方面,对围岩与初支接触压力、初支与二衬接触压力及二衬和仰拱混凝土的应变进行了系统的研究。分析结果表明:拱顶、拱肩处的压力值较大,是黄土隧道最危险的部位,容易发生坍塌;围岩压力计算值与实测值相差较大,现有方法在计算黄土断面围岩压力时存在较大的误差;深埋段围岩压力稳定时间最短,浅埋段次之,杂填土段时间最长;软弱黄土隧道"新奥法"原理指导下,"强初支,弱二衬"设计理念的采用,使二衬荷载承担比例控制在11%~36%范围内,充分发挥了初支对围岩变形的抑制作用,二衬仍作为安全储备。     

黄土连拱隧道中墙力学特征现场测试与分析

连拱隧道中墙是受力复杂部位和重要承载构件,直接影响到隧道的安全性与经济性。为研究黄土连拱隧道中墙受力规律,文章以陕北某黄土连拱隧道为依托,采用钢弦式传感器对隧道中墙顶部和底部接触压力、中导洞锚杆轴力、中墙钢筋计轴力及中墙内力进行了系统测试与分析。结果表明:中墙基底压力两边大中间小,呈"马鞍形"分布,基底压力比中导洞顶部接触压力大;锚杆轴力较小,峰值在围岩浅部,深部轴力约为峰值的10%,中导洞锚杆支护作用不明显,可以取消;中墙钢筋计轴力向底部增大,中墙受力上部较下部敏感;中墙受力最大位置在中部偏左下侧,左右线应力先后释放对中墙受力有一定的"纠偏"作用,但中墙始终受到偏压作用;按组合变形构件推算的中墙最大轴力值约为583 kN,最大弯矩值约为45 kN·m,中墙处于稳定状态,其纵向承受扭矩作用、最大值约为79 kN·m,内力十分复杂。     

无线传感网络在隧道施工通风系统中的应用分析

传统的隧道施工通风系统布线复杂,安装及维护成本大,覆盖范围有限,对检测人员有潜在的危险。为解决原有隧道施工通风系统的诸多弊端,提出了一种基于ZigBee网络由隧道施工环境检测系统和通风控制系统组成的隧道施工通风控制系统。本系统与传统系统进行可行性、安全性与经济性的对比分析表明,该系统特别是在地质情况复杂的隧道施工中的优越性十分明显。