山岭隧道二次衬砌防脱空主动监控平台及精准补浆技术

为实现隧道衬砌浇筑质量的主动管控,对衬砌防脱空技术和管理工作实施有效监管,基于分布式压密传感器技术开展了隧道衬砌防脱空主动监控平台的研发。通过分析衬砌浇筑工序流程及监管要求,开展了浇筑监控任务流程规划、主动监控平台技术选型和总体设计,应用无线通信和云平台技术开发了主动监控平台,实现了从浇筑准备、过程监控到成果应用的全流程有效管控。在此基础上,研发了纵向抽拔式精准补浆系统,根据监测结果按需移动出浆口,达到精准和低压带模补浆,提高了带模注浆的针对性和效率,进而实现防脱空监控与处置的闭环管理。     

基于主动监控的隧道衬砌防脱空效果分析与施工优化

质量主动监控衬砌浇筑过程是预防隧道拱顶脱空的新技术。依托西南某隧道,开展基于主动监控结果指导衬砌浇筑和带模注浆优化的效果评价试验。结果表明：利用监测结果指导混凝土浇筑,可显著提高拱顶密实率,两模衬砌拱顶密实率达到96.19%、98.10%;现有混凝土泵送浇筑技术难以完全浇筑密实,带模注浆是提高密实率的重要手段,但现有固定注浆口径向注浆的方案效果有限,除要充分利用主动监测结果指导带模注浆外,还需进一步改进注浆技术并实施有效监控。     

杨家湾隧道衬砌脱空和渗漏水预防

伴随《铁路"十二五"发展规划》的实施,西南山区铁路高隧线比和长大隧道多的特征日益显著,隧道工程质量缺陷对铁路建设和运营的安全影响度也越来越高。近期开通的铁路隧道不同程度地出现渗漏水、脱空和裂纹等现象。为了提高复合式衬砌隧道工程建设质量,在总结杨家湾隧道建设中防止衬砌脱空和渗漏水成功案例的基础上,提出衬砌台车的设计与制作、在衬砌端头设置台阶、纵向止水带采用"牵引"或"悬挂"方式、防水层铺设、混凝土分层浇筑等施工工艺,有效地解决了隧道衬砌脱空、渗漏水等问题。     

基于分布式传感光纤的隧道二次衬砌全寿命应力监测方法

应用气吹灌浆铺设技术将分布式光纤传感器埋入二次衬砌混凝土内部,并将光纤传感器时变应力场监测结果与施工初期埋入的传统传感器初始应力场叠加,得到隧道二次衬砌的长期真实应力水平;通过对采用气吹灌浆铺设的光纤传感器进行标定试验,对二次衬砌长期应力场的监测断面进行应力水平分析,提出将时间序列分析方法应用于所有监测断面健康状态评估。结果表明:所提出的方法能够实现对隧道二次衬砌的全寿命健康诊断与评估。     

运营隧道拱顶脱空型衬砌厚度不足整治技术研究

针对现场揭示的运营隧道存在大量拱顶脱空型衬砌厚度不足的情况,采用现场调研、数值分析和现场检测等手段,探明了拱顶脱空厚度不足的力学机制,建立了拱顶脱空型厚度不足力学模型,提出了采用现浇套拱和格构法脱空型衬砌厚度不足整治技术,对整治技术效果进行对比与验证。研究得到：拱顶脱空型厚度不足缺陷与自身弹性模量等力学参数降低以及周围应力重分布有关;基于既有结构承载能力的理念,提出了局部修复隧道结构完整性和恢复承载能力的技术;通过对整治后衬砌结构的受力分析,采用微创修缮格构法技术,基本或完全恢复原设计的承载能力;经现场和实际案例验证,所提技术具有较强的安全性、可操作性和经济性,可在铁路或公路运营隧道中大量应用。     

公路隧道二次衬砌顶部脱空的分析及处理

对公路隧道二次衬砌顶部脱空产生的主要原因，用结构力学方法分析了它的受力和位移，并提出处理措施。     

掺入压浆剂的水泥浆在隧道二衬脱空处治中的应用

对普通水泥浆和掺入压浆剂的水泥浆这两种注浆料在终凝后的收缩性及强度两方面进行试验比对分析。结合采用了掺入压浆剂的水泥浆在云南华丽高速公路大龙潭隧道二衬脱空处治中的应用效果,发现在水泥浆中掺入一定量的压浆剂,能有效解决在二衬脱空处治过程中因浆液收缩造成二次脱空需重复注浆的问题,同时也能有效保证注浆料的强度。实践表明,该处治对策是合理有效的,为其他隧道的二衬脱空处治提供参考。     

基于MEMS传感器的隧道变形监测系统设计与试验研究

为了发挥微机电系统(MEMS)传感器的优势,实现对隧道断面变形的实时连续监测,提出一种基于MEMS传感器的隧道变形监测系统。在介绍系统基本监测原理的基础上,论述系统的总体结构设计、倾角传感器电路设计,以及隧道变形的计算方法和倾角传感器的倾角解算方法;并利用室内模型试验对所提出监测系统的准确性和稳定性进行试验测试。结果表明,提出的隧道变形监测系统可以对隧道变形进行有效监测,室内模型试验显示系统测量的误差在5%以下,具有较高的测量精度,满足隧道监测需求。     

光纤分布式温度监测系统在公路隧道中的应用

截止到2001年底，中国公路隧道总数已达1.782座，总长度704km，是世界上公路遂道最多的国家。中国也是世界上隧道和地下工程最多、最复杂、发展最快的国家。同时隧道防火做为一个新的课题也一直是各级政府及专家所高度重视的问题。公路隧道火灾具有空间狭长且相对封闭、火场温度高(可达1000度以上)、烟雾大且具有毒性等特点，因而造     

基于BOTDA的隧道变形监测技术研究

由于隧道工程所处环境的特殊性与复杂性,为保证安全运营,须对其进行长期变形监测,提出了一种将气吹敷设传感光纤法和真空灌浆固定传感光纤法相结合的光纤传感器铺设方法。该方法能在较短施工期内将分布式光纤传感器准确埋入混凝土内部,同时采用经典剪滞理论分析了该方法铺设的传感光纤感应结构应变的有效性,并结合工程应用介绍了基于分布式光纤传感系统的隧道变形监测技术的基本方法。     

自动布料带压浇筑隧道智能衬砌台车研制及应用

为解决隧道衬砌背后空洞及不密实、施工缝压溃、掉块、止水带偏位等技术难题,创新研制了自动布料带压浇筑隧道智能衬砌台车,构建了隧道衬砌混凝土自动布料、带压浇筑、施工缝零搭接和防空洞监测等新工艺体系,可减少或消除衬砌质量缺陷。试验表明： 1）采用自动布料封闭管路带压浇筑系统,能实现分层逐仓浇筑,减少混凝土离析和污染,实现单次换管2～3 min,提高效率35％以上,节省人工50%以上; 2）拱部采用自动振捣器,混凝土不密实减少85%以上; 3）运用双模式控制系统,提升定位精度和安全性,比普通台车定位时间缩短30 min以上; 4）采用“V”形槽零搭接装置,可避免施工缝顶裂和压溃,且利用可视化堵头板,方便施工; 5）应用智能集成控制系统,可实现自动布料、自动振捣、自动监测和自动生成数据报表,实现人机交互。     

分布式光纤技术在隧道变形监测中的应用

目前,隧道的安全服役离不开安全监测和预警,分布式光纤技术为隧道的安全运营提供一种全新的技术保障手段。为解决隧道的差异性沉降监测难题,从实验室内光纤轴向拉伸监测变形和Z字形布线方式监测差异沉降的原理及其在某隧道内的应用效果2个方面,阐述分布式光纤监测技术在隧道工程中的应用。无论室内的等级光纤拉伸和还是Z字形布线方式,位移和应变的对应关系都呈现出良好的线性比例关系,为工程实际应用提供理论依据。从工程监测结果来看,分布式定点应变感测光缆能实现对管片接缝变形的准确定位和毫米级接缝宽度感知,Z字形光缆布设方式也能对隧道内管片差异沉降实现精准感知,充分体现分布式光纤监测技术在隧道结构健康监测中的鲜明优势。     

基于分布式光纤传感器的预应力管道压浆质量检测

现有预应力管道压浆质量检测方法多为点式测量,检测效率低,对检测环境要求高,并且易造成压浆缺陷漏检。为了弥补这一问题,提出一种基于分布式光纤传感器的预应力管道压浆质量检测方法。通过对预应力管道内压浆缺陷进行热力学分析,探讨与压浆密实度相关的热力学指标及其求解方法,并通过物理模拟开展试验研究,将设计的加热型分布式光纤传感器布设于预应力管道内部,采集加热后分布式光纤传感器的温度数据,识别温度分布曲线中的温度峰,计算各温度峰位置所对应的缺陷截面等效导热系数,分析该系数与压浆密实度的相关关系。研究结果表明：通过识别分布式光纤传感器温度分布曲线中的温度峰,可以将预应力管道中所有压浆缺陷准确识别出;缺陷截面的等效导热系数可以作为压浆密实度的评价指标,根据实测结果所得各位置的等效导热系数,可以近似求解出所对应的压浆密实度。     

基于BOTDA的隧道变形监测技术研究

文章提出了一种将气吹敷设传感光纤法和真空灌浆固定传感光纤法相结合的光纤传感器铺设方法,该方法能在较短施工期内将分布式光纤传感器准确埋入混凝土内部。同时采用经典剪滞理论分析了该方法铺设的传感光纤感应结构应变的有效性,并结合工程应用介绍了基于分布式光纤传感系统的隧道变形监测技术的基本方法。     

新型带压浇筑隧道数字化衬砌台车研究与应用

为解决传统衬砌台车在隧道衬砌施工中存在的跑模、振捣强度大、搭接部易损坏等问题,以及减少衬砌空洞、裂缝、掉块等病害,通过引进装备设计和信息化设计的理念,结合传统施工工艺,研制了一款可带压浇筑的新型隧道数字化衬砌台车。该台车具有双浇筑技术、带压入模技术、高频振捣技术、软搭接技术以及数字化控制技术,并已在湖北罗家山隧道进行初次使用,取得了良好的施工效果。双浇筑系统将混凝土浇筑时间由12 h缩短至8 h,高频振捣使混凝土充分捣固,气泡数量明显减少,有效地解决了衬砌质量问题,降低了人员劳动强度。同时,信息集成传输系统的应用,一定程度上实现了衬砌施工的机械化、信息化和智能化。     

单、双层衬砌隧道的非线性有限元分析

采用一种接触磨擦单元并利用广泛应用于岩土工程分析的 Mohr- Coulomb塑性准则对同一隧道采用不同的衬砌类型的结构性能进行了比较分析 ,取得了一些有意义的结果     

分布式光纤传感器用于连续配筋混凝土路面健康监测的试验研究

介绍了一种先进的分布式光纤传感器技术。即布里渊光时域反射计（BOTDR）。在连续配筋混凝土路iN（CRCP）中布置了BOTDR分布式光纤传感系统,对路面板中连续钢筋和混凝土应变进行实时监测。研究结果表明,BOTDR在公路桥梁等一些土木工程结构的健康监测中具有重要的应用前景。     

基于六盘山隧道衬砌混凝土腐蚀破坏分析及对策

宁夏盐渍地区混凝土工程(桥基、隧道)腐蚀破坏比较严重,作者通过现场水质调查分析和综合评价,分析了混凝土腐蚀破坏模式及其机理。针对工程病害以及该地区特殊的地质水文环境,研制了掺有粉煤灰和高效减水剂的双掺耐腐蚀混凝土配方。通过试验确定了这种混凝土性能优于规范中抗硫酸水泥,并接近高抗硫酸水泥,在保证双掺混凝土抗腐蚀性能的基础上降低了工程成本。同时,对隧道衬砌混凝土常见的开裂、渗漏破坏提出了相应的设计、施工建议,取得了较好的社会、经济效益。本文的研究成果为西北盐渍地区混凝土工程腐蚀破坏综合治理提供了经验。     

隧道工程中斜井二次衬砌的施工技术

在隧道工程施工的过程中,斜井二次衬砌施工是一个比较重要的施工环节,对工程的质量有比较大的影响。该文结合实际的施工案例对隧道工程中斜井二次衬砌的施工技术进行探讨。其内容可供同行参考。     

浅析隧道衬砌混凝土裂缝的原因及其防治

在隧道工程施工过程中,衬砌混凝土裂缝对于施工质量水平有较大影响。对此,该文结合实际案例,针对混凝土裂缝产生的原因,提出裂缝的防治措施,以期对于隧道工程施工质量的提高,起到一定的促进作用。