地质雷达技术在隧道底部混凝土质量检测中的应用

隧底病害严重影响铁路的安全运营,由于施工等原因,隧道底部填充混凝土达不到设计要求,是形成病害的原因之一.因填充混凝土组成成分复杂,隧道底部病害检测一直是隧道工程检测中的难题.结合工程实例,总结了地质雷达技术在隧道底部质量检测中表现出的特点和解释方法,以及地质雷达技术在该领域的优势和局限性.     

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。     

一种高速铁路隧道预制装配式基底结构静动力响应分析

针对传统铁路隧道设计和施工的不足造成的铁路隧道底部病害,以实际在建工程项目为依托,提出一种针对高速铁路隧道的预制装配式新型隧道底部结构,采用有限元数值软件分析了拼装构件整体及榫槽与关键接触位置在施工期和运营期不同荷载工况条件下的静动力响应。结果表明:该隧底结构在施工期及运营期荷载作用下应力、应变及加速度均低于设计混凝土的承载能力,结构满足行车荷载条件。     

重载铁路隧道隧底围岩劣化的CFD-DEM模拟研究

研究目的:重载铁路隧道隧底结构较普通铁路受到更大的动力作用,列车动载-地下水耦合作用下隧底软弱围岩将发生劣化,甚至形成脱空,引发基地下沉、翻浆冒泥等一系列隧底病害。本文采用CFD-DEM耦合分析方法研究列车动载-地下水耦合作用下重载铁路隧道隧底软弱砂性土围岩劣化及脱空规律,为重载铁路隧道设计、施工及病害治理提供参考。研究结论:(1)列车动载-地下水耦合作用下隧底附近围岩细颗粒向两侧迁移流失,仰拱-围岩接触面形成局部脱空;(2)列车动载-地下水耦合作用下仰拱-围岩接触压力逐渐减小,隧底结构受力劣化,轨线位置最为明显;(3)列车轴重和行驶速度的增加将加速隧底围岩脱空及劣化的发展;(4)本研究成果可用于优化重载铁路隧道隧底结构设计,减少隧底病害,提高隧道的耐久性。     

重载铁路隧道隧底翻浆冒泥整治技术研究

分析重载铁路隧底翻浆冒泥的成因机理,对比分析铁路隧道隧底翻浆冒泥整治方法,并对两侧设排水井、隧道中心设排水井以及两侧设置深水沟3种隧底降水方案进行了数值分析。分析结果表明,两侧设置深水沟能有效降低仰拱中心处的水压力,能够根治隧底翻浆冒泥病害,并给出该降水方案相配套的施工工艺。研究结果对重载铁路隧道隧底翻浆冒泥病害处理具有借鉴意义。     

整体道床铁路隧道隧底病害成因分析及整治方案设计

总结整体道床铁路隧道隧底病害特点,分析了各类主要病害的成因机理,提出了相应的整治方案设计,通过工程实例验证整治方案的有效性。整体道床隧道内轨道平顺性对于隧底各类病害较为敏感,隧底易形成高压地下水而造成轨道上拱,往往多种病害同时产生。提出了"道床锚固+离缝充填+细颗粒固结+合理排水"的综合整治方案。以唐呼线集宁隧道下行线隧底病害整治工程为例,开展了方案现场应用,整治效果良好。     

高速铁路隧道无砟轨道上拱整治技术研究

近年来,我国交通建设迅猛发展,复杂艰险山区铁路隧道工程规模庞大,为降低维修养护成本,满足高速铁路运营安全及乘客舒适度的需要,隧道内采用大量的无砟轨道结构,但仰拱施工仍然延续以前的施工生产模式,时有隧底积水、虚砟、欠挖等施工质量缺陷,导致无砟轨道结构开裂、上拱、下沉等病害,严重影响列车运营安全。依托某运营高速铁路隧道,为解决无砟轨道结构上拱的病害,采用现场调查、物探及钻探验证的方法,查明仰拱及填充厚度不足、隧底积水是导致病害段轨道几何位移的主要原因;根据病害段实际情况,采取限速45 km/h、锚杆加固隧道边墙、切断钢轨及道床板(保留支承层)后,设置短轨并利用两端既有的道床板支承层及仰拱填充架设钢垫梁,分段拆换仰拱、填充及支承层,分段现浇道床板,恢复轨道结构,实现隧底病害的彻底整治。     

重载铁路隧底隆起病害换底整治技术

针对一运营重载铁路单线隧道隧底隆起病害,在现场调研及无损检测的基础上,分析了病害成因,提出了下沉式纵横梁长距离架空线路换底方案,明确了纵横梁尺寸、连接、支护、锚固等关键参数,形成了有限天窗时间内的施工组织设计。隧道采用的纵梁悬挂横梁方案施工便利且纵横梁体系稳定可靠,实现了有限天窗时间内开挖段长距离线路全部架空,多个开挖段同步快速换底施工,满足万吨列车在10‰的线路坡度下以45 km/h速度安全通过的要求。     

30t轴重下隧底密实度对隧底结构受力的影响及隧底加固效果分析

针对朔黄铁路某隧道隧底不密实病害,分析了隧底不密实病害的主要成因。提出采用聚氨酯树脂填充隧底吊空等不密实处以及固结虚砟的隧底加固方案。采用有限元软件ANSYS建立数值分析模型,以Ⅴ级围岩隧道为例,借助于现场实测30t轴重列车轮轨力时程曲线,分析隧底不同密实度以及加固后的隧底结构动力响应。结果表明:在取Ⅴ级围岩弹性模量的中值1.5GPa作为隧底密实度标准值的条件下,30t轴重列车通过隧底密实度仅为标准值的7%的隧道时,其隧底结构产生最大为1.05 MPa的拉应力,隧底结构的应力水平超过0.5ft(ft为计算混凝土抗拉极限强度,取2.01 MPa),从而导致隧底结构的疲劳问题;采用聚氨酯树脂对隧底结构加固后,隧底结构的应力水平降低至0.13ft,消除了疲劳破坏的隐患,而且隧底结构的振动加速度也得到明显的降低,验证了采用聚氨酯树脂的加固方案适宜于重载铁路隧底的加固。     

高速铁路隧道缺陷排查整治管理及方法

以合福铁路安徽段隧道为例,通过提高隧道整治思想认识,落实整治责任体制,采用标准化手段推进完善排查方法、整治方案和固化工艺;提出隧底不密实、隧底岩溶段、隧底渗漏水、施工缝、二次衬砌脱空及不稳定块、二次衬砌边墙裂纹、接触网槽道和洞口排查整治方法;针对铁路隧道施工管理,提出将隧底取芯排查、敲击排查纳入隧道工序管理工作,列入检测概算等优化建议。     

隧底围岩软化对鹰鹞山隧道衬砌结构开裂影响的数值分析

裂缝是隧道衬砌结构的主要病害之一,其中隧底围岩软化也会导致衬砌开裂。本文应用数值模拟方法,模拟分析隧底围岩不同软化程度和软化厚度的条件下,隧底围岩软化对隧道衬砌结构开裂的影响规律。结果表明:隧底围岩软化越严重,隧道衬砌结构拉应力越大,最先破坏位置为边墙最大跨处,与现场观测基本吻合。     

采用抬轨梁整治隧道道床病害技术

介绍皖赣线K329+258第26号溶口隧道乳化沥青试验道床病害产生的原因及针对该病害采用的整治施工方法,着重介绍在隧道内施工空间受限制的条件下,采用抬轨梁架空线路,进行隧底施工的方法。     

重载铁路隧底结构病害特点及疲劳损伤机理分析

现场调查结果表明,隧底结构病害主要为隧底下沉、翻浆冒泥、侧沟外挤、混凝土破损和混凝土不密实,隧底病害连续长度多集中在3～9 m区间,围岩越差隧底结构病害越严重,隧底病害的影响因素主要为大轴重、围岩缺陷和地下水作用。基于通过疲劳寿命曲线预测铁路隧道结构疲劳损伤的方法,建立计算模型对重载线路疲劳损伤过程进行模拟分析。结果表明:在重载列车长期荷载作用下隧底结构道床、仰拱填充层和仰拱均依次出现了损伤;运行12年后重载线路道床最早出现损伤,轨枕下方损伤影响范围由上至下逐渐增大。     

无砟轨道线路运营后隧底质量缺陷整治方案

研究目的:某无砟轨道隧道线路开通后,隧道底部局部出现裂缝,裂缝段地表无变形塌陷迹象,取芯结果表明隧底仰拱厚度不足,存在较厚层虚渣或夹渣情况,引起轨道板及轨道等结构上抬,严重影响线路正常运行。本文提出采用多种勘探手段查明产生的原因,据此提出一个切实可行的施工方案。研究结论:面对既有客运专线运营安全的压力及隧道内施工场地狭窄问题,提出:(1)对隧底结构严重不足地段采取双线限速45 km/h全幅分段跳槽拆换整治;(2)对两端隧底结构质量缺陷较轻地段及受影响地段采取加固处理等施工方案;(3)分别对隧道整治、无砟轨道拆除后恢复、施工工艺、施工流程等提出了新思路;(4)整治方案已在现场实施,现场效果反应良好;(5)本研究成果可为今后同类型项目提供一种参考施工方法。     

新建贵广高铁坪山岩溶隧道设计与施工

新建贵阳至广州高速铁路坪山隧道位于广西溶蚀中低山区,岩溶不良地质发育,施工风险较高。为确保隧道的施工及运营安全,本文基于隧道所处水文地质条件,分析了勘察和施工过程中可能存在的风险,提出隧道超前地质预报或施工揭示岩溶后应根据各岩溶地段不同的地质特征逐段进行整治;出现地表塌陷坑的地段采取地表水引流、回填陷坑、袖阀管注浆加固等措施,同时要加强对洞顶地表易受洞内坍塌影响范围的监测;隧道底部为岩溶填充物且填充物局部呈软塑状态,充填深度较小地段隧底基础采用混凝土换填,充填深度较大地段隧底基础采用微型桩加固。     

高地应力水平层状岩体结构特征对隧道底鼓影响分析

隧道穿越高地应力区水平层状岩体时易导致仰拱底鼓,对铁路运行造成安全隐患.以西南地区某铁路隧道仰拱底鼓病害为对象,针对隧道底部水平层状岩体分布深度、单层厚度、弹性模量及地层竖向应力等因素对仰拱底鼓变形特征及影响规律开展研究.研究结果表明:隧道底鼓特征为仰拱中部底鼓量最大,越靠近墙脚底鼓量越小,墙脚处竖向位移几乎无变化;隧...     

川藏铁路富水软岩隧道排水及隧底加固施工方法

采用逐级泵站结合袖阀管后期隧底加固施工方法,解决拉林铁路杰德秀1号隧道内富水软岩地带的排水和隧道底部围岩稳定性问题。逐级泵站可将水及时排除,有效防止施工面围岩受大量地下水长时间浸泡,保留围岩自身的有效强度和自稳能力。袖阀管注浆通过劈裂、渗透、挤压密实等作用,使浆液与土体充分结合,形成较高强度的水泥土固结体和树枝状水泥网脉体,有效提高隧底处围岩的稳定性。逐级泵站结合袖阀管注浆方法相辅相成,解决了川藏铁路隧道富水软岩地带防排水和隧底加固施工的技术难题,为其他类似工程提供参考。     

山西中南部铁路通道重载铁路隧道隧底加固方案研究

山西中南部铁路通道将开行30 t轴重列车,荷载计算与有限元数值分析表明,列车轴重增加后位于富水软弱围岩及土质地层段隧道基底应力增大,在列车活载反复作用下隧道底部易形成病害。本文论述了对已先期建成的隧道进行基底加固的必要性,论证了采用隧底注浆方案进行基底加固合理可行。     

大断面黄土隧道围岩流变对旋喷桩地基受力与变形的影响

黄土隧道基底病害是较为常见的一种病害形式.为了分析大断面黄土隧道加固地基的基本性状,以傅家窑1#隧道旋喷桩加固段为依托,在考虑围岩流变条件下,采用数值模拟的方法,对隧道加固地基受力与变形进行了分析.研究结果表明:隧道地基压力随围岩流变时间的增长逐渐增加,加固地基压力最终呈现为"马鞍形".隧底围岩应力在流变初始阶段呈现"...     

客运专线无砟轨道隧道隧底岩溶整治施工技术

通过对高速铁路武广客运专线尖峰顶隧道隧底渗漏水整治施工技术的总结,分析了可能导致隧底渗漏水的各种原因。结合无砟轨道已铺设完毕的施工现状,针对各种渗漏水原因,阐述了施工过程中技术控制有关做法。