山岭隧道抗震设计与减震措施研究

山岭隧道是现代交通网中重要组成部分,同时也作为一种特殊的地下结构。对于建造在高烈度地震区的山岭隧道,其抗震分析的研究还存在着亟待解决的问题。简要介绍了山岭隧道地震破坏形式和震害机理,并针对我国目前山岭隧道采用地震系数法、反应位移法和动力时程分析法三种抗震计算方法进行归纳总结,详细介绍了三种方法的计算原理和特点以及各自的适用性。同时对山岭隧道减震措施和理论分析方法进行归纳总结,并给出了适合高烈度地震区山岭隧道的减震措施。在对当前山岭隧道研究成果评述的基础上探讨了目前仍存在的一些问题,包括不同抗震计算方法的合理性、减震措施的适用性、时程分析法中地震波的确定以及减震层刚度的选择等。这些成果将为隧道的抗震设计提供理论依据和参考,对改善我国高烈度地震区山岭隧道的抗震设计具有重要意义。     

苍岭隧道火灾条件下的通风排烟设计

从隧道火灾发生的原因、特点、危害及启示分析入手,重点对浙江省内在建的苍岭隧道特征及火灾发生频率进行了分析,通过技术、经济、安全等各方面的综合比较后,确定火灾工况条件下采用带独立排烟道的竖井送排式纵向通风模式,文中重点对目前国内山岭隧道中未见采用的带独立排烟通道的通风排烟系统的工作方式进行了深入探讨。以期为后续类似山岭隧道的设计和修建提供参考依据。     

山岭隧道结构耐久性设计

以国道109新线高速公路为工程案例,采用理论分析和工程类比的方法分析确定了山岭隧道耐久性的设计内容,提出山岭隧道二次衬砌耐久性设计流程,同时结合工程实际环境条件对隧道耐久性进行了详尽设计。所并提出的提高二次衬砌结构耐久性的技术措施,可为类似山岭隧道耐久性设计提供有效借鉴。     

我国寒区山岭交通隧道防冻技术综述与研究展望

首先,回顾我国不同时期典型寒区山岭交通隧道的气象条件、建设与运营期冻害现象及防治技术,展现我国寒区山岭交通隧道防冻技术的发展历程;其次,梳理寒区山岭交通隧道冻害发生的影响因素,从现场测试和耦合理论研究2个方面总结目前国内寒区山岭交通隧道温度场时空分布规律研究现状,分析列车活塞风和自然风对寒区铁路隧道温度场的不同影响,得出寒区铁路隧道温度场的分布规律;然后,从微观、细观和宏观层面深入论述土体、岩体和混凝土在水冰相变和水分渗透、迁移条件下发生的冻害损伤机制及研究现状,得出冻害防治应遵循减少地下水和控制洞内温度场2大技术原则和采取主动与被动2类冻害防治措施的结论;最后,展望我国寒区山岭交通隧道防冻技术在温度场规律、冻害机制、短周期冻融、防冻材料和清洁能源利用研究等方面的发展方向。     

新型隧道照明设备应用研究

文章对新型隧道照明设备——高频无极灯在公路隧道照明系统中的应用作系统分析,重点在无极灯的照明设计计算、节能减排方面进行了深入地研究,内容基本涉及到了通常情况下中、长山岭公路隧道照明设计计算所应该注意的问题,总结出了一套山岭区公路隧道照明方案设计工作的经验,能指导以后如何开展照明新型节能灯具产品的应用与推广。     

山岭隧道浅埋段盖挖支护设计方法研究

山岭隧道的进出口或穿越峡谷地区常存在浅埋段,如何在保证安全的前提下经济、高效地完成隧道开挖支护施工成为工程建设的关键问题,兼具明挖与暗挖优点的盖挖法已初步应用于山岭隧道浅埋段,但其支护设计方法尚需完善。为此,基于山岭隧道浅埋段盖挖施工特点及其盖拱几何模型,首先提出盖拱承载受力简化分析模型;其次,采用结构力学方法建立出盖拱支护结构内力简化计算方法,获得盖拱安全厚度确定方法,并考虑盖拱与拱脚过渡段的平滑缓和作用,构建出拱脚扩大基础的承载力与稳定性分析方法;然后,采用所建立的盖挖支护设计方法探讨隧道埋深、盖拱矢高、圆心角、半径与拱脚宽度等因素对盖拱支护结构承载特性的影响规律,提出了山岭隧道浅埋段盖挖优化设计原则;最后,采用所建立的盖挖支护设计方法对工程实例进行分析,验证了工程实例典型断面盖拱设计参数的合理性,同时探讨了山岭隧道浅埋段盖挖支护设计方法及其优化设计原则的合理性。研究结果表明：浅埋段盖拱宜与隧道支护结构完全接触,盖拱设计厚度不宜大于0.6 m、内侧圆心角不宜小于120°;盖拱与拱脚应设置平滑缓和的过渡段,提高拱脚地基承载力能有效减小拱脚扩大基础的宽度;隧道初衬钢拱架浇筑于盖拱内不仅能保证盖挖时隧道初期支护封闭成环,还能提高盖拱稳定性;地基注浆加固锚杆不仅能提高地基承载力,还能增强拱脚基础的水平抗滑移稳定性。     

国内外特长山岭铁路隧道单、双洞长度分布特征研究

为明确特长山岭铁路隧道单、双洞型式及其长度特征,对国内外310座特长山岭铁路隧道的实际工程案例进行统计分析,对比我国已建和在建特长山岭铁路隧道单、双洞的长度分布现状,并分析亚洲(除中国外)、欧洲国家特长山岭铁路隧道单、双洞的长度分布特征。研究表明:1)国内长度10kml≤15km的特长山岭铁路隧道中,已建单、双洞隧道数量比为18∶1,在建隧道洞线型式基本选用单洞双线型式;2)国内长度15kml≤20km的特长山岭铁路隧道中,已建单、双洞隧道数量比约为1∶1,在建单、双洞隧道数量比为20∶1;3)国内长度20km的特长山岭铁路隧道中,已建隧道洞线型式基本选用双洞单线型式,在建单、双洞隧道数量比为5∶2;4)截至2020年底,已建和在建特长山岭铁路隧道总数中,单洞隧道数量增长约30%,双洞隧道数量增长约1%;5)亚洲国家(除中国外)长度20km的特长山岭铁路隧道基本选用单洞双线型式,欧洲国家长度20km的特长山岭铁路隧道基本选用双洞单线型式。     

高压富水区山岭隧道施工注浆堵水技术研究

为了保障高压富水区山岭隧道施工安全,现场经常采用注浆堵水措施,而目前隧道注浆堵水时地下水渗水量和支护结构外水压力变化特性尚有待于进一步研究。依托南大梁高速公路华蓥山隧道工程,基于复合式衬砌山岭隧道"堵水限排"的防排水理念,采用理论分析和数值模拟方法,分析了高压富水区复合式衬砌山岭隧道围岩注浆堵水时地下水渗流场特征,推导了高压富水区山岭隧道采取注浆堵水时隧道渗水量和支护结构外水压力的计算公式,得到了隧道渗水量及支护结构外水压力与注浆圈厚度、围岩和注浆圈渗透系数之比及围岩和初期支护渗透系数之比间的关系。研究结果表明:高压富水区山岭隧道注浆堵水时,隧道渗水量和支护结构外水压力的主要控制因素为:注浆圈厚度、注浆圈及初期支护的渗透系数;隧道渗水量和支护结构外水压力随着注浆圈厚度的增加及其渗透系数的减小而降低,综合考虑注浆堵水效果及施工成本,建议注浆圈厚度为6～8 m、围岩与注浆圈渗透系数之比为100～200时较优;高压富水区山岭隧道防排水系统设计,需要考虑注浆圈和初期支护堵水作用以及横纵向排水管排水效果,即综合防排水设计才可以减小排水量,有效降低支护结构外水压力。研究所得隧道注浆堵水的相关参数成功应用于实际工程,为高压富水区隧道工程注浆堵水设计与施工提供了一定的参考。     

基于反应位移法的隧道结构抗震计算与分析

5·12汶川大地震中隧道工程显现出的大量震害现象,再次提醒工程界应高度重视隧道结构的抗震设计问题。目前我国山岭隧道结构的抗震设计多采用地震系数法,文中引入反应位移法,在简要介绍其基本原理的基础上,以单线铁路隧道工程为背景阐述了计算过程,并与地震系数法的计算结果进行比较,供同行参考。     

基于交通流理论的山岭隧道接近段停车视距修正计算

速度是停车视距中最重要的计算参数,而现有停车视距模型的修正计算中较少考虑山岭隧道交通环境对车辆行驶速度的影响.为研究山岭隧道接近段速度流量特性,选取重庆具有代表性的4条山岭隧道开展交通观测现场实验.利用山岭隧道接近段车速和车流量数据,分析车流量和速度的时空特性分布规律与统计学关系,建立山岭隧道接近段车速和流量关系模型的...     

日本中越地震中山岭隧道变形破坏特征及影响因素分析

日本中越地震造成位于震中附近的新干线多座隧道严重受损。文中通过资料收集与综合分析,将地震区山岭隧道变形破坏的基本类型进行统计分类,并分析对隧道造成破坏的影响因素,分析得出震害与地震的烈度及离震源的距离、隧道埋深、隧道所处地质条件有紧密的联系;根据分析结果,建议在隧道设计过程中对具体山岭隧道洞口段的减震设计设定设防长度,在设防长度范围内对隧道进行综合设计,对衬砌的设计遵循刚柔结合的设计思路。     

暗挖黏土隧道复合式衬砌无锚支护研究

目前城市地下道路暗挖隧道支护设计除盾构外,主要还是借鉴山岭隧道的锚喷支护,然而城市地下暗挖隧道埋深较浅、相当一部分为土质隧道,其设计施工与山岭隧道有着较大的不同。国内外众多学者对此也提出了各自的见解,尤其对土质隧道中系统锚杆的作用众说纷纭。为此,现结合工程实践从设计施工和监控等方面对城市浅埋暗挖土质隧道中锚杆的作用机理,以及作用效果进行了充分的对比研究,提出了笔者的见解,对指导以后类似环境条件下的隧道设计施工将具有重要的理论意义和经济价值。     

新奥法在山岭隧道建设中的应用研究

在总结山岭隧道建设实践经验的基础上，深入研究新奥法的基本理论，对新奥法在山岭隧道建设中的应用作了许多有益的探索并加以归纳，提出了几种有效的施工方法，以便更好地指导山岭隧道的设计和施工。     

无中导洞连拱隧道设计施工技术探讨

分析目前连拱隧道设计、施工中容易出现的质量及安全问题,提出对连拱隧道施工工艺的改进措施——无中导洞连拱隧道施工工艺,通过有限元计算将传统施工工艺与该改进工艺进行对比,结果表明,在各种计算参数相同的情况下,采用改进工艺位移变化值更小,其为更合理的施工工艺。建议在有条件的山岭隧道中对该工艺进行深入研究与现场试验,以为我国连拱隧道建设积累宝贵经验。     

中交第二公路勘察设计研究院有限公司——隧道与地下工程设计院

<正>隧道与地下工程设计院为中交第二公路勘察设计研究院有限公司全资分公司,主要从事公路山岭隧道、水下隧道及地下空间等方面的勘察设计、咨询和研究。到2013年底,共完成各类隧道勘察设计2300多座,累计长度超过1500km,     

七官场隧道偏压段围岩稳定及初期支护结构数值模拟计算研究

偏压是山岭隧道施工中较为常见的一种现象,为了确保偏压段隧道施工过程中隧道衬砌结构、洞周围岩和边仰坡等结构的稳定,采用地层-结构法对偏压隧道围岩稳定性和初期支护结构安全系数进行数值模拟计算。结果表明:在施工过程中隧道偏压段围岩收敛变形、喷混凝土及钢架支护安全系数和锚杆锚固效果与现行公路相关隧道设计规范对比,偏压段隧道设计支护参数相对偏弱,并采取相应的加强措施对偏压段支护参数进行动态调整,确保偏压隧道施工的安全。     

公路山岭隧道初期支护极限相对位移的确定

为计算公路山岭隧道初期支护的极限相对位移值,采用霍克布朗屈服准则,依据公路隧道设计规范和实际工程经验选取断面形式、支护方式以及材料参数,采用短台阶的开挖方式,对各级围岩不同埋深下3车道公路山岭隧道拱顶、拱腰和拱脚的极限相对位移值采用FLAC3D进行三维数值模拟,并依据突变理论确定。根据对计算结果的统计分析,提出可将洞周变形控制点位明确,细化埋深范围,通过分析上下开台阶开挖对不同点位变形值的影响,且与实际施工相结合,确定出开挖步的变化对洞周位移的影响。     

山岭隧道振动台模型试验研究的现状与展望

山岭隧道在地震作用下的动力响应与抗震性能,是近10年来国内外工程界及学术界的一个研究热点。采用振动台模型试验,直接模拟与再现地震作用下围岩与隧道结构的动力响应,是研究其动力特性和抗震性能的一种重要手段。针对山岭隧道的振动台模型试验研究,从对象与目的、相似理论、相似材料、模型制作、地震波选取等5个方面,系统地论述国内外山岭隧道振动台模型试验的研究现状,同时也对其今后的发展趋势进行了展望。     

公路与铁路并行隧道间距确定及影响分析

采用平面有限元数值计算方法,对公路与铁路并行隧道的围岩及结构稳定性进行了计算分析,为新建公路隧道设计提供了科学依据,对并行隧道施工提出了合理的要求和建议。     

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。