中国高速铁路隧道的发展及规划

介绍了中国高速铁路的发展历程,论述了隧道工程在中国高速铁路发展中的关键性作用,总结了中国高速铁路隧道的主要特点:分布区域广且地质环境复杂;隧道断面净空有效面积大;采用复合式衬砌与明洞式钢筋混凝土结构相结合的支护方式;道床形式主要为无砟轨道。对运营、在建和规划中的中国高速铁路隧道进行了系统介绍,提出中国高速铁路隧道的发展方向:形成更加完善的技术体系;优化隧道断面尺寸和设计参数;全面实施大型机械化配套施工;提高隧道建设信息化管理水平。     

合理确定公路隧道支护参数的设想

针对目前隧道设计中初期支护参数取值范围过大,设计者在设计过程中难以把握,所选择的支护参数有可能与围岩实际不匹配,致使隧道要么不经济,要么不安全,或耐久性不足而存在安全隐患,提出了对围岩再分级的处理,以便更合理地选择支护参数设想。即对规范给出的各级围岩再分成若干个分级,对各分级围岩给以相应支护参数,缩小初期支护参数取值范围,使设计者在选择支护参数时更容易把握,从而选择出更符合围岩实际的支护参数,使隧道既安全又经济合理。     

公路隧道支护结构参数化有限元优化设计与分析

运用APDL参数化有限元语言编制用户程序对隧道支护结构进行优化,得到了在满足围岩稳定性要求基础上的优化结果,通过对不同优化结果的分析,对优化结果进行适当调整,给出了几种较为合理的优化方案；根据数值分析结果对给出的几种支护结构优化方案进行围岩位移场和应力场、支护结构受力对比分析,根据分析结果提出了较为经济、合理的支护结构优化方案.     

郑万高铁隧道大型机械化施工支护优化

为解决郑万高铁大断面隧道建造过程中初期支护、二次衬砌、超前支护等支护结构安全储备较大、支护不经济的问题,以郑万高铁湖北段大断面隧道工程为依托,基于通用设计图A开展支护结构应力应变现场测试,对测试数据进行分析,并据此提出支护参数优化方案。采用现场实测和荷载-结构有限元方法对优化方案进行检算,最终确定优化设计图B,并进行现场应用。结果表明： 支护结构整体处于安全状态,优化方案合理可行。该支护优化方案不仅可以有效保证大断面隧道的安全性和稳定性,而且能降低成本,提高材料利用率,减少现场作业人员的劳动量。     

兰渝高速铁路砂质围岩隧道初期支护结构安全度研究

以兰渝高速铁路某砂质围岩隧道为工程依托,针对砂质围岩的工程特性,施工中采用水平旋喷超前预加固措施,通过有限元数值模拟,结合围岩压力及拱架应力的监测资料,分析砂质隧道围岩压力的分布情况以及初期支护结构的受力特征。研究结果表明： 水平旋喷超前预加固后,初期支护结构的安全度能够满足要求,更有一定的富裕度,可为砂质围岩隧道的优化设计和施工提供理论依据。     

大断面地铁车站隧道初期支护参数优化研究

大断面地铁车站隧道越来越多,其施工安全性日益引起人们的重视,其中地铁大断面隧道支护参数与其安全性之间关系的相关文献还不多见报道,有必要进行研究。该文以重庆地铁四号线头塘车站工程为依托,采用数值方法,分析模拟了拱部预留T形岩梁核心土双侧壁导坑法的施工过程,并与监控量测结果进行了对比。从安全和经济两个方面对浅埋暗挖特大断面头塘车站隧道开挖初期支护的锚杆长度、间距和钢拱架间距等参数进行了优化研究。     

山岭隧道围岩压力计算及支护设计探讨

针对《公路隧道设计规范》中有关围岩压力计算和支护设计参数取值与其围岩分类结合不紧、应用不方便的情况，根据规范中围岩分类的优点，提出了山岭隧道围岩压力计算和支护设计参数取值办法，供设计和施工人员参考。     

复合式衬砌隧道总安全系数设计法修正与应用研究

为评价复合式衬砌这一整体结构的安全性,对以往所建立的复合式衬砌隧道总安全系数设计法的不合理之处进行修正,并再次分析不同铁路隧道的安全性,同时与挪威Q法支护参数进行对比,最后结合案例说明该方法在断面形式比选方面的应用。结果表明： 1）所建立的总安全系数设计法可以为初期支护和复合式衬砌的支护构件选择、量化设计和整体优化设计提供一定的理论基础。2）采用总安全系数设计法对不同铁路隧道安全系数计算的结果与现场实际施工情况、既有隧道病害情况基本相符。3）挪威Q法提出的支护参数如果用于我国时速350 km的高速铁路双线隧道,Ⅲ、Ⅳ级围岩总安全系数满足要求且较为经济,但Ⅴ级围岩安全系数偏低;采用耐久性锚杆有利于充分发挥锚杆-围岩承载拱的支护作用,从而可以减少喷层和二次衬砌的强度,提高经济性。4）总安全系数设计法可以用于隧道断面形式与支护参数的精细比选。     

坪石隧道新奥法支护参数的设计验算及现场验证

根据衬砌结构有限元分析方法及公路隧道设计规范，对京珠高速公路坪隧道S2－S4型支护参数进行设计验算，并结合新奥法施工监控量测数据，对支护参数进行了对比分析。     

高速铁路隧道全断面预加固技术的应用研究

总结分析了目前高速铁路大断面软弱围岩或土质隧道施工中存在的问题,认为如何处理好掌子面前方的“待挖核心体”是控制此类隧道整体稳定性的关键,运用沿隧道纵向全断面预加固的易切削玻璃纤维锚杆来提高“待挖核心体”的等效刚度,控制“待挖核心体”的变形,使得隧道周边的拱效应能自然发挥作用,可以保证隧道能够全断面安全、顺利开挖掘进。介绍了隧道全断面预加固技术的一些基本概念,并运用有限元方法对隧道全断面预加固进行了三维数值模拟,同时阐述了设计施工的基本应用原理,为该法在我国的应用、推广提供了一定的理论支持。     

新型组合弧形钢模板在高速铁路隧道仰拱整幅施工中的应用

以向莆铁路夏茂隧道出口施工为例,针对以往仰拱模板存在质量大、安装困难、仰拱施工工序多、仰拱与边墙基础不能一次浇筑、施工成本投入大等缺点,通过对隧道仰拱结构尺寸多次细致研究,绘图模拟分析论证,最终设计出了成本低、施工方便灵活的仰拱新型组合弧形钢模板,克服了以上模板施工中存在的缺点,并对模板的设计、加工及仰拱混凝土整幅浇筑施工工艺进行了详细介绍。     

铁路隧道工程超挖回填费用计算规则研究

为满足2017年版《铁路工程预算定额 （第3册 隧道工程）》中关于喷射混凝土和衬砌混凝土工程数量计量的相关规定,研究探讨统一的超挖回填数量及费用的计算规则。以350 km/h客运专线双线隧道通用参考图为基础,结合相关设计规范、施工技术规程,提出简便实用的允许超挖和预留变形工程量、回填工程量及其费用的计算规则,并对比分析不同级别围岩超挖回填的工程数量及费用与采用旧定额计算时的差异。结果表明： 采用新定额,Ⅱ、Ⅲ级围岩超挖回填数量减少,Ⅳ、Ⅴ级围岩超挖回填数量增加,超挖回填定额直接费增长700～1 100元/延米。     

京沪高速铁路济南黄河大桥混凝土结构耐久性设计

通过对国内外混凝土结构耐久性的现状概述,说明混凝土结构耐久性设计的必要性。根据京沪高速铁路济南黄河大桥设计前期所落实的建桥环境条件及对黄河水、地下水的水质分析结果并结合耐久性设计有关规定中环境类别及侵蚀作用等级划分标准,判断该桥各部分的环境侵蚀作用等级,并结合结构设计使用年限及工程实际情况,制定了该桥耐久性设计的相关内容。     

超大断面隧道设计计算方法研究

针对深圳市过境高速公路连接线工程分岔超大断面隧道关键节点,采用数值模拟的手段,分析了隧道的围岩开挖后应力应变关系,提出了荷载计算的新的方法.根据工程的地质,对隧道结构形式的设计方法、要点及设计中应注意的问题进行了探讨.计算表明,采用应变指标判断松散拱荷载的方法是较为可靠的计算大断面荷载的计算方法.隧道采用多导洞开挖施工...     

台湾海峡海底铁路隧道建设方案

从国内外江、河、海底隧道的建设经验出发,根据长隧道及高速铁路隧道的设计、施工经验,论述了台湾海峡海底隧道采用铁路隧道方案的合理性;给出了台湾海峡海底隧道的断面形式、断面面积及洞门形式建议方案;提出了台湾海峡海底隧道选择施工方案要点;介绍了国内江河海底隧道的建设情况;重申审核工程修建好坏的理念,及修建过江、过海隧道比桥梁的优点;最后给出了修建海底水下隧道急需深入研究和解决的重大关键技术问题。     

重载铁路隧道设计技术探讨

为解决重载运输条件下铁路隧道设计难题,通过大秦线铁路隧道病害的调查资料,对重载运输诱发的隧道病害及其原因进行总结分析。依托山西中南部铁路通道隧道设计经验,提出重载铁路：〖JP〗 1）软弱破碎围岩大于1000m或软岩高地应力段长大于500m的隧道、4km以上突水突泥风险等级较高的岩溶隧道优选采用2个单线隧道方案; 2）单线隧道仰拱矢跨比取1/6.5、双线取1/10.5,可以满足30t列车轴质量要求; 3)隧道内坡度不应小于3‰、富水地层不小于5‰,提出防排水措施实现运营可维护; 4)计算确定了轨下结构设计参数; 5)对隧道内轨道结构过渡、轨下及隧底结构过渡段采取了设计措施; 6)提出了隧道基底普查及承载要求。     

下穿铁路的盾构隧道纵向力学行为研究

采用梁-地层弹簧模型,进行了在铁路列车荷载作用下盾构隧道纵向力学行为有限元分析。结果表明:当等效的管片环数较多时,环数的变化对其纵向刚度的影响很小,两侧计算边界取1倍上部荷载作用长度;当盾构隧道的埋深大于2倍隧道外径时,纵向内力和变形很小,满足强度和刚度要求,其纵向设计不需特殊考虑;随着埋深的增加,列车荷载所产生的管片纵向附加内力和变形减小。