铁路隧道隧底质量缺陷整治技术研究

研究目的:近年来随着隧道建设迅猛发展,在山区城市,铁路隧道已经成为日常生活中不可或缺的建筑,与此同时,其规模也越来越大,具体表现在长度大、车道多等多个方面,这对其施工和运营带来很大的挑战。为有效、彻底整治铁路隧道隧底质量缺陷,确保铁路隧道的结构安全和正常运营,本文通过对龙岩至厦门铁路象山隧道的隧底缺陷整治设计进行研究,旨在提出针对性的整治措施。研究结论:(1)结合线路现场检查、隧道现场检查、地质雷达检测和钻探调查等手段对隧底进行全方位的检测,得到了隧底病害的具体数据;(2)依据检测得到的隧底缺陷数据,针对性地设计出两种整治措施——"拆换隧底结构"和"补强加固";(3)本文所提出的两种整治技术可对今后隧道工程隧底病害及缺陷整治起到一定的借鉴作用。     

裂损衬砌网-锚与板-锚加固结构力学特性试验

为探明裂损衬砌维修加固后的力学性能,对裂损衬砌新型网-锚、板-锚轻型快速微创组合加固结构的全过程力学特性进行了研究。通过自主研制的卧式偏心加载装置,对网-锚、板-锚加固裂损衬砌后形成的组合结构进行大偏心受压反复加卸载试验,揭示了钢筋混凝土和素混凝土裂损衬砌加固组合结构的全过程荷载-挠度关系、破坏模式、裂缝发展规律及网/板片应变演化过程。研究结果表明：对于钢筋混凝土衬砌,未加固、网-锚加固和板-锚加固结构5次反复加卸载后峰值承载力相比首次峰值承载力分别降低了28.9%、25%和16.7%,网-锚加固和板-锚加固后结构的主裂缝总开展量相比未加固时分别减小了74.3%和61.4%,总挠度分别增加了25.5%和25.54%,裂损衬砌结构的裂缝宽度发展得以有效抑制,峰后韧性显著提高,剩余承载能力得到了更充分的发挥;对于素混凝土衬砌,网-锚加固和板-锚加固后最大峰后荷载相比首次峰值点分别增加了30.8%和6.7%,峰后总位移比峰前分别增加了1 040.6%和413.0%,受拉侧主裂缝总开展相比开裂时的裂缝宽度分别增加约11.78倍和11.81倍,素混凝土衬砌由开裂后“一裂即坏”的脆性破坏转化为延性破坏,峰后韧性大幅增加;网-锚加固后结构掉渣风险显著降低且无掉块现象出现,板-锚加固后无掉渣、掉块现象;短锚无拔出迹象,仅个别短锚出现轻微弯曲变形;板-锚组合加固结构的峰后韧性要优于网-锚组合加固结构。     

ANP-FE与数值模拟结合在地铁隧道近接施工风险评估与管理中的应用

文章针对地铁隧道近接施工工程风险评估与管理问题,提出了将ANP-FE和数值模拟结合起来的一种全新风险管理理念和方法;在调查、研究和分析得到地铁隧道近接施工风险评价指标体系的基础上,将ANP与FE结合起来对风险进行评估,以解决风险影响因素之间相互依存和反馈的模糊性问题;然后以风险评价结果为依据,制定风险防范和控制措施;进一步对采取对策后的工程开展数值模拟,以此来检验措施的有效性和评价方法的科学性;最后,以广州地铁6号线某近接工程为研究对象,对该风险评估与管理方法的具体实施过程做了详细阐述.实践证明,该理论体系和方法能够有效地对地铁隧道近接施工工程的风险进行评估、控制和管理,提高风险评估过程的科学性.     

三管盾构隧道下穿铁路引起的地表位移及其控制技术

采用三维数值模拟方法,结合上海轨道交通9号线R413标段,进行三管并行盾构隧道近接下穿南新环铁路引起的地表位移及其控制技术研究。数值分析中,利用温度升降产生的膨胀和收缩效应模拟注浆压力和压力的消散,使得分析过程在力学效应上更接近盾构施工的工作状态。引入轨道高低偏差值来控制地表位移。研究结果表明:地层加固前,各隧道施工时地表的横向位移有明显的叠加效应,距离越近,效应越明显,且最大位移值已超过限值;当采用分块注浆加固地基并配合旋喷桩施工的地层位移控制技术后,地表位移得到有效的控制,现场沉降实测结果验证了控制技术的有效性,确保盾构隧道安全下穿铁路和列车的安全运营。     

两种高架桥T梁现浇施工方法对下穿既有明洞影响研究

高架桥跨越既有铁路隧道明洞施工具有典型的近接工程特征,高架桥施工过程对围岩产生应力重分布,尤其是T梁现浇施工时会对明洞产生附加荷载,对既有隧道衬砌结构轴力、弯矩等内力分布状况产生影响,进而影响结构的安全性。文章依托贵阳至都匀高速公路心焦坡桥跨越黔桂铁路摆梭隧道明洞工程项目,结合ANSYS有限元数值模拟和工法分析,对满堂支架、下设条形基础和梁柱支架跨越隧道两种施工方法进行了分析比较,评估近接施工对下穿明洞安全性的影响,并得出结论:两种方案的明洞素混凝土结构的最小安全系数分别为3.1和3.7,从经济因素考虑满堂支架、下设条形基础方案更有优势。     

基于工期目标的单跨四车道市政隧道施工优化研究

贵阳南垭路三号隧道为两座分离式的单跨四车道市政隧道,最大开挖跨度21.878 m,最大开挖面积为245.7 m^2,处于喀斯特地貌区,地下岩溶和岩石节理裂隙发育,围岩破碎且施工工期紧。基于以上施工背景,文章开展基于工期目标的软弱破碎围岩单跨四车道市政隧道施工优化研究。首先利用强度折减法对裸洞围岩稳定性进行定量评价,发现Ⅳ级围岩裸洞具有自稳条件,Ⅴ级围岩裸洞则不满足安全系数要求;在此基础上结合不同工法的施工模拟和工期推演,对施工方案进行优化,最终确定了南垭路三号隧道在Ⅳ级围岩地段采用三台阶五步法施工,Ⅴ级围岩地段采用双侧壁导坑法施工的方案;最后对洞身Ⅳ级、Ⅴ级围岩地段工法转换进行优化,将施工工期提前了9个月,创造了显著的经济和社会效益,研究成果可为今后类似工程的修建提供借鉴。     

下穿引水隧洞对铁路隧道地震效应的影响研究

结合云南省盐津县白水江三级电站下穿内昆铁路手扒岩隧道的实际工程,采用LS-DYNA显式动力分析程序对既有铁路隧道地震效应受下穿引水隧洞的影响进行了研究。研究结果表明:在单个方向地震波作用时,震动速度、加速度响应的最大方向与加载方向一致;在3个方向地震波同时作用下,既有隧道最大响应发生在边墙处;新建下穿隧道建成后,相当于减震洞的形成,既有隧道结构上震动速度、加速度及主应力均有不同程度的减小,使既有隧道交叉段的地震响应得到改善。     

硅藻土隧道基底加固方法现场试验研究

依托杭绍台高铁飞凤山隧道工程出口外场地硅藻土地段,进行高压旋喷桩和钢管桩的现场试验,对比分析成桩完整性、均匀性、极限承载力及经济性等指标.结果表明:旋喷桩成桩在硅藻土地层中离散度较大,成桩效果并不理想,取芯抗压强度按埋深分布差异较大,存在强度分布不均匀的现象,会引起地基承载力的降低,而钢管桩试桩中仅极少数存在轻微缺陷,...     

公路隧道受下卧煤层采动影响预测及对策研究

文章针对华蓥山隧道受下卧煤层采动影响这一典型的近接施工问题,在国内外研究成果和国家现有规程的基础上,利用计算机数值模拟手段分别按地层结构模式从隧道的横向和纵向,对不同的压煤高度和不同的开采方法进行了影响预测.在此基础上,重点对隧道结构纵向受力特征进行了分析,研究其内力与压煤高度及不同开采方法之间的关系,从而寻求最大限度地减少压煤量,既充分利用煤炭资源,又确保结构安全.