复合式衬砌隧道的总安全系数设计方法探讨

研究目的:铁路、公路等交通隧道常采用复合式衬砌,其中初期支护一般采用地层-结构法或工程类比法进行设计,二次衬砌采用荷载-结构法进行设计,由于二者采用的分析方法不同,难以统一评价整体结构的安全性。现有隧道设计规范仅提出了二次衬砌的安全系数要求,但复合式衬砌并非单一结构,有必要研究初期支护和二次衬砌的总安全系数。同时为建立总安全系数设计法,有必要研究初期支护的荷载-结构模型。研究结论:(1)对于采用喷锚支护的复合式衬砌隧道结构,围岩压力随埋深的增加而增加,隧道支护参数应根据埋深进行相应调整;(2)采用荷载-结构模型可以建立复合式衬砌初期支护和二次衬砌的统一设计方法;(3)复合式衬砌隧道的总安全系数应包含初期支护和二次衬砌各自的贡献,当二次衬砌为钢筋混凝土时,总安全系数建议不低于3.0,否则不低于3.6;(4)不同设计方法所建议的初期支护和二次衬砌的安全系数分配可按表2采用;(5)采用本文设计方法对现有高速铁路隧道结构安全性进行再分析,结果表明,在埋深为300 m左右时,Ⅲ、Ⅳ级围岩支护参数有进一步优化的空间;(6)本研究结果可为复合式衬砌隧道结构设计提供思路和方法。     

对隧道2种衬砌施工方法的探讨

对隧道衬砌的2种主要施工方法进行探讨，理论结合实践，分析各工法的适应条件和存在缺陷，并提出关于隧道衬砌施工的合理建议。     

地铁隧道二次衬砌施工质量及控制探讨

二次衬砌是地铁隧道初期支护内侧施作的模筑混凝土或钢筋混凝土衬砌,与初期支护共同组成复合式衬砌.地铁二次衬砌是地铁工程中的一项重要环节,衬砌质量的好坏对地铁隧道的使用寿命、使用功能和外观等都有重要影响.以长春地铁2号线南关站隧道二次衬砌施工为背景,通过分析二次衬砌质量缺陷及产生的原因,系统阐述为保证二次衬砌施工质量,在施...     

李家嘴隧道衬砌病害整治探讨

介绍了大秦线李家嘴隧道衬砌病害的现状、成因及整治方案的实施，针对施工中存在的问题和由于大秦线运量增长造成施工时间缩短等一系列困难．提出了整治隧道既有衬砌病害方案改进的建议．     

隧道衬砌水压力荷载及内力研究

通过轴对称解析计算和有限元数值计算隧道在不同衬砌渗透系数、不同注浆圈厚度、不同衬砌厚度条件下,衬砌背后的水压力、流量及衬砌内力,分析影响水压力的因素和水压力对衬砌内力的影响,轴对称解析计算和有限元数值计算结果显示水压力和流量十分接近。衬砌不透水时,水压力荷载系数不折减;在控制排水的条件下,调整衬砌渗透系数、注浆半径和衬砌厚度可以改变水压力、流量和衬砌内力。设计时正算水荷载,施工时通过监测流量反算水荷载,对水荷载设计进行检验和修正。     

隧道围岩渗流和衬砌水压力荷载

从地下水的渗流作用出发,对作用于隧道衬砌的水压力荷载的计算进行了讨论,并得出以下几个结论：一是在采用全封堵防水衬砌的情况下,无论围岩的渗透系数多小,都必须考虑同地下水位相应的水压力荷载。二是只有透水的衬砌（或设置排导系统）才能考虑水压力折减系数。水压力折减系数的量值主要取决于衬砌渗透系数同地层渗透系数之比。三是对于高水头的深埋隧道,为避免量值较大的水压力,应设置排导系统,不宜采用全封堵衬砌结构。要采用围岩注浆来控制地下水的排放流量。     

隧道衬砌混凝土的表面缺陷控制

结合隧道衬砌施工中容易出现的混凝土表面缺陷,例如:表面气泡、顶部空洞、施工接缝、拱部油迹等外观质量问题,就施工工艺、原材料配比优化以及施工准备、衬砌浇筑等方面应注意的问题和采取的相应预防措施提出了建议,以期解决隧道二次衬砌混凝土的外观质量缺陷。     

隧道火灾后衬砌损伤特级的模糊评判方法控制

本文在对隧道衬砌材料与构件进行火损试验和检测的有关试验成果基础上，探讨了用模糊理论来评定隧道火灾后实砌损伤等级的划分方法，并对几种不同温度量级和烧蚀恒温时间条件下衬砌的受损程度进行了综合评判。     

隧道衬砌轨下断面设计探讨

介绍为南昆铁路隧道设计的混凝土宽枕道床轨下衬砌断面参考图，并探讨该图使用中存在的与现行衬砌标准图相同的道床宽度较小、施工和运营维修作业困难的问题，认为有必要进一步调研，据以改进、完善隧道衬砌标准设计。     

圆形隧道快速衬砌施工技术探讨

以色尔古电站引水隧洞衬砌施工为例,阐述了圆形隧道中几种不同衬砌方法,并对其优缺点进行比较,并着重介绍了在特殊地质情况下,为保证隧道结构安全稳定和高强度工期进度要求,采用了目前圆形隧道衬砌在国内非常少见单工作面针梁+(边顶拱+底拱)相对砌施工和单工作面双针梁台车平行衬砌施工方法,使衬砌进度成倍提高,而且保证了隧道的稳定和安全,对今后类似的工程具有指导意义。     

水底隧道复合式衬砌水压力影响因素分析

富水量较大的水底隧道,隧道防排水系统对于控制隧道涌水量和衬砌外水压力十分重要。采用数值计算方法,研究固定水头下水底隧道不同注浆参数、衬砌渗透系数及隧道控制排水量对衬砌水荷载的影响,并与轴对称解析解结果进行对比验证。研究结论:(1)渗透系数增加和注浆圈厚度减小都致使衬砌外水压力的增加;(2)初衬渗透性的变化对初衬外水压力的影响十分显著;(3)数值解与解析解的结果相差不大,非圆形隧道截面可利用等效半径求解衬砌外水压力和隧道涌水量的解析解,并用于隧道防排水的初步设计;(4)隧道注浆圈参数和初衬渗透系数一定时,增大控制排水量有利于减小二衬背后外水压力。     

盾构隧道衬砌结构计算模型探讨

研究目的:目前被工程界广泛采用的隧道拱底为压缩弹簧形式的衬砌结构计算模型,缺少相应的理论支撑,得到隧道拱底处相对较小的衬砌内力,以及隧道拱底的沉降变形趋势,与实际情况不符,且可能导致拱底处衬砌结构安全系数偏低。为了进一步加强衬砌结构设计的准确性与可靠性,对不同的衬砌结构计算模型展开对比分析,指出该模型被广泛采用的根本原因,并提出合理的计算模型。研究结论:(1)隧道拱底的地基反力形式与拱底位移趋势密切相关,当拱底呈隆起变形时,地基反力仅由反作用力组成,当拱底呈压缩变形时,地基反力由反作用力与地基压缩抗力两部分组成;(2)对于盾构法隧道,应采用拱底为反作用力形式的衬砌结构计算模型,该模型能准确地反映衬砌的受力特点与位移趋势,可以有效克服隧道拱底处安全系数不足的隐患;(3)提出了基于拱底地层位移趋势的拱底作用力形式以及相应的荷载-结构计算模型;(4)研究成果可用于盾构法隧道、矿山法隧道、明挖或暗挖的地铁车站等地下工程。     

考虑水荷载作用的铁路隧道衬砌结构设计

采用室内模型试验方法,通过改变围岩注浆圈模拟介质的渗透系数,进行10组铁路隧道衬砌结构的水荷载折减系数测试试验,研究水荷载折减系数与注浆圈综合渗透系数的关系。试验结果表明,当围岩注浆圈渗透系数小于10-5cm.s-1时,水荷载折减系数取0~0.3为宜;反之,取值为0.3~1。按考虑水荷载和不考虑水荷载两种受力模式对隧道衬砌结构进行计算分析结果表明,存在较大水荷载作用的隧道衬砌结构设计不宜套用标准图,建议采用钢筋混凝土圆形衬砌结构。     

高水压隧道衬砌背后水压力预测模型研究

研究目的:以邢和铁路天河山隧道为依托,开展隧道衬砌背后水压力预测模型研究.首先结合地下水动力学理论,考虑"围岩-注浆层-衬砌-防水板-盲管"不同介质渗透特性,理论推导隧道衬砌背后水压力和排水量预测公式;其次通过3DEC离散元验证理论预测模型的合理性;最后对衬砌背后水压力影响因素进行参数敏感性分析.研究结论:(1)本文提...     

外福线隧道整治衬砌漏水的方法

叙述外辐线隧道衬砌漏水的整治方法，着重介绍“拱堵墙排，堵排结合”的防水原则。     

多宝坑隧道混凝土衬砌质量控制

多宝坑隧道在混凝土衬砌中使用拼装式小模式板，由于制定了详细的技术工艺措施，组织得力，使混凝土衬砌达到了大面平顺，结构误差控制在３ｍｍ以内，模板错台１．５ｍｍ以内，模板从向一条线，环向一个面的较高水平。本文较系统地介绍了隧道衬砌过程中为保所采用的一具体有效措施。     

高海拔大断面隧道衬砌混凝土质量控制

兰新铁路客运专线祁连山、大梁隧道设计为大断面双线隧道,两座隧道均处在平均海拔为3 500~4 345 m的祁连山高原,高寒缺氧,气候恶劣,特别是祁连山地区集高原、高寒、冻融等特殊气候条件于一体,沿线合格混凝土原材料匮乏,给隧道衬砌混凝土质量控制带来极大难度。本文针对现场施工实际,对高海拔大断面双线隧道衬砌混凝土防寒措施、原材料质量、混凝土配合比设计与优化、混凝土拌和、混凝土浇筑、脱模、养护及现场管理等质量控制技术进行了分析总结,具有一定参考价值。     

铁路隧道衬砌施工缝质量控制新技术

研究目的:隧道衬砌施工缝质量问题十分突出,掉块、空洞、开裂、止水带外漏、渗漏水等缺陷时常发生,如何解决这一难题,一直困扰着隧道建设者们.隧道衬砌施工缝质量缺陷主要可分为混凝土"月牙状"压溃开裂、环向中埋式橡胶止水带偏位出露、混凝土疏松不密实等三个类型,为此,针对性开展新技术、新产品的研究,对提升隧道衬砌施工缝质量十分必...