地震作用下隧道衬砌背后空洞影响机制研究

研究目的:由于隧道衬砌背后空洞的存在对隧道抗震影响很大,本文以高烈度地震区的敦煌-格尔木铁路阔克萨隧道为研究背景,研究隧道衬砌背后空洞位置、空洞大小、围岩级别和隧道埋深等因素对隧道结构的地震动力响应规律及影响机制,并提出合理的加固方案,确保地震作用下隧道运营安全。研究结论:(1)空洞的存在降低了衬砌结构的变形性能和抗震特性;(2)对空洞隧道拱顶最大主应力影响最敏感的因素是围岩级别,其后依次为空洞环向大小、空洞位置、空洞径向大小和空洞轴向大小,而隧道埋深则是最不敏感的因素;(3)回填注浆加固方案可降低隧道衬砌的拉应力,改善衬砌的内力和应力分布,回填注浆+套拱加固方案要比回填注浆+锚杆方案作用效果好,回填注浆+锚杆+套拱组合加固方案抗震效果最佳;(4)本研究成果对隧道衬砌背后存在空洞时在地震作用下的空洞影响机制和加固方案选取具有一定的指导意义。     

兰新线妖魔山隧道病害整治

为保证兰新线妖魔山隧道内电气化改造顺利实施,采用地质雷达检测、现场调查等方法对隧道结构运营状态进行全面检测和评估。检测结果表明,该隧道不存在影响电气化挂网的衬砌内部及其背后空洞,但存在衬砌裂损、局部混凝土剥离、渗漏水等病害。分析病害产生的原因,采取堵排结合的方法,对隧道衬砌裂损和渗漏水进行综合整治,可为类似工程提供参考。     

隧道二衬拱顶混凝土纵向连续灌注施工技术研究

传统的隧道二衬施工工艺受灌注方式、现场管理、实际条件等因素的影响,容易导致隧道二衬冲顶时混凝土无法在拱部空间充填密实,进而形成二衬结构在不同程度和范围内出现混凝土松散、衬砌背后空洞甚至衬砌结构厚度不足等情况。为解决隧道二衬传统施工工艺上存在的问题,依托老鼻山隧道工程,提出隧道二次衬砌拱顶混凝土纵向连续灌注技术和装备总体设计,新技术操作简单,安全可靠,能大幅度提高二衬拱顶混凝土浇筑施工质量,彻底解决了目前隧道工程普遍存在的二衬拱顶混凝土施工质量缺陷和红线问题。新技术在成昆铁路隧道施工中得到了广泛推广和应用,获得了高度的社会评价。     

昌福铁路隧道病害整治

南昌至福州铁路隧道断层破碎带、岩爆、软岩变形、强富水等不良地质非常普遍,隧道出入口埋深较浅,围岩破碎,在隧道施工中出现了衬砌开裂、衬砌背后空洞、隧道渗漏水等病害。通过对此隧道病害的现场调查研究,并结合国内相关资料,针对衬砌开裂出现的三种不同情况,分别采用了锚固注浆、碳纤维加固以及嵌填沟槽后注浆加固等措施,采用压浆填充、封堵防水方法整治隧道衬砌背后空洞和渗漏水病害。整治措施实施后在隧道运营前变形已经趋于稳定,证明采取的处理方法合理有效。     

地质雷达无损检测在隧道二次衬砌中的应用

研究目的:运营隧道二次衬砌的病害检测、维修加固对于保证隧道的行车安全和衬砌的受力安全等具有重要的意义.本文以地质雷达检测蕉溪岭隧道群二次衬砌的病害,以直刚法研究空洞病害对二次衬砌的影响,并分析其原因,同时针对空洞大小提出一些相应的整治措施.研究结论:二次衬砌的病害原因主要是拱顶背后存在空洞及渗漏水.空洞的存在使得二次衬砌的受力复杂、不利,且拱顶和拱腰为受力的薄弱位置.拱顶背后空洞存在的主要原因是施工单位对设计意图理解不到位,未按新奥法施工,其次是二次衬砌封顶困难等.拱顶背后空洞较多时必须进行处理,以使二衬结构处于良限的受力状态,确保营运安全.     

地质雷达无损检测在隧道二次衬砌中的应用

研究目的：运营隧道二次衬砌的病害检测、维修加固对于保证隧道的行车安全和衬砌的受力安全等具有重要的意义。本文以地质雷达检测蕉溪岭隧道群二次衬砌的病害，以直刚法研究空洞病害对二次衬砌的影响，并分析其原因，同时针对空洞大小提出一些相应的整治措施。 研究结论：二次衬砌的病害原因主要是拱顶背后存在空洞及渗漏水。空洞的存在使得二次衬砌的受力复杂、不利，且拱顶和拱腰为受力的薄弱位置。拱顶背后空洞存在的主要原因是施工单位对设计意图理解不到位，未按新奥法施工，其次是二次衬砌封顶困难等。拱顶背后空洞较多时必须进行处理，以使二衬结构处于良限的受力状态，确保营运安全。     

隧道二衬严重开裂段病害综合治理研究

以易门—峨山—高仓公路的控制性工程田心隧道为工程背景,对该隧道二衬严重开裂段落病害的综合治理措施进行详述:根据现场调查和监测、检测资料对病害成因进行分析;提出隧道病害处治的设计和施工措施,包括:分段落提出所采用的处治措施,制定详细的病害处治施工流程;依次经过裂缝段临时支撑、注浆加固、二衬拆除及重筑、空洞回填注浆、二衬渗水引排、二衬局部裂缝修补、二衬内防水层施作、外贴纤维布加固等过程,并提出处治施工注意事项;严格按照施工流程,经过施工整治,隧道的病害得到了有效治理。     

采用复合内衬壁后注浆法加固既有线隧道施工

峰福线K126 +803黄土三号隧道拱部衬砌压溃掉块,经过无损检测发现隧道衬砌壁后空洞较多,由于衬砌混凝土不密实,造成围岩松动移位,在不中断运输的条件下,采取增设嵌埋型钢骨架网薄壁衬砌加固措施,文章介绍了加固施工中注浆材料、注浆深度、注浆量等参数的确定,以及注浆施工顺序.     

岩溶隧道衬砌施工缝排水设施可维护性试验研究

岩溶隧道普遍存在排水系统出现结晶的问题,造成隧道排水不畅、衬砌水压过大、渗漏加剧等问题,对隧道的运营使用和结构安全造成影响。为提高岩溶隧道排水设施的可维护性和减少结晶现象,依托岩溶地区隧道衬砌施工缝渗漏水处治工程实例进行实践和探讨。该隧道的4条施工缝在通车后出现严重的渗漏水问题,通车2年后进行引排处治,但是由于岩溶水的结晶造成排水系统堵塞失效而复漏。在第二次处治中,对原处治方案进行改进:采用防护涂料对混凝土基面和PVC管壁面进行疏水处理,以减少碳酸钙结晶的附着;预留检查孔,可结合工业内窥镜对排水管内的结晶和堵塞情况进行检查。通过处治后约半年周期的检查结果证明,经过改进处治后的衬砌施工缝中结晶的情况明显减少,且排水系统的可维护性也得到提高。     

大断面隧道溶洞处理技术研究

地质探测资料表明,遵义高新快线2号和3号隧道隧顶、拱侧及隧底存在多个溶洞,实际揭露隧顶溶洞最高处距拱顶17.69 m,隧底溶洞沿隧道走向最长16.85 m,溶洞内充填水、黄泥及碎石。根据溶洞与隧道的位置关系,提出了不同的处治方法:隧顶溶洞洞壁采用喷射钢纤维混凝土封闭,在衬砌上部浇筑5.0 m厚混凝土予以加固;隧底较小的溶洞采用混凝土充填,较大溶洞采用现浇钢筋混凝土边墙托梁处治。介绍了各溶洞处治施工的工艺流程和要点,可为类似工程提供参考。     

隧道二次衬砌拱顶混凝土灌筑技术分析与对策

隧道二次衬砌的施工方法一般采用衬砌台车,并配备混凝土输送泵进行浇筑。分析了二次衬砌位置特殊的拱顶部位混凝土易产生脱空、空洞等缺陷原因。结合庙岭山隧道施工,提出了预埋注浆盘和预埋钢管注浆措施,在隧道施工中取得了较好的效果。     

某铁路隧道衬砌拱腰拉裂拱顶压溃病害原因探析

隧道衬砌缺陷致害研究是当前热点,对衬砌病害产生原因进行探析对隧道施工及设计来说尤为重要。通过结合相关资料、建立FLAC2D二维模型对某隧道出现的拱腰拉裂、拱顶压溃病害原因进行初探,研究结果表明:(1)拱顶背后存在空洞是引起隧道衬砌拱腰拉裂、拱顶压溃病害的主要原因。(2)拱顶背后存在空洞将引起衬砌受力发生显著变化,具体表现为拱部由衬砌背后无脱空工况下的洞内侧受拉转变成洞外侧受拉,且拱顶衬砌内表面处出现压应力集中。     

高速铁路隧道衬砌防脱空全过程实时监测技术

针对隧道二次衬砌背后空洞问题,依托新技术,在湖杭铁路隧道二次衬砌施工中,引进并应用了信息化、全过程的施工主动监测技术,通过现场不断使用研究,对其结果可靠性与实用性进行了验证和改进。对该技术进行了系统介绍,包括原理、系统构成、工艺流程、过程控制要点与管理、工程应用情况及效果等,并提出了后续优化建议。实践结果显示该系统现场安装工艺简单,操作简便,监测效率高,可有效避免衬砌背后脱空,降低了后期高额的克缺费用,节省了消缺时间。这对后续铁路隧道衬砌施工质量控制具有一定参考意义。     

隧道二次衬砌拱顶混凝土封顶技术探究

模筑混凝土衬砌的施工方法,现较为普遍的是采用衬砌模板台车,并配备混凝土输送泵进行浇筑。但由于各种因素影响,使二次衬砌拱部混凝土封顶易产生脱空、空洞等缺陷。就此问题,结合隧道施工经验,提出了相应的解决和处理方法。     

背后存在空洞时盾构隧道管片的开裂机理及承载能力分析

为探讨盾构隧道管片背后存在空洞时管片空间受力特征及承载力变化情况,基于扩展有限元原理,采用载荷-结构计算方法,以长沙轨道交通2号线为研究背景,建立隧道衬砌三维计算模型,分别对衬砌结构16点位和2点位背后存在空洞时衬砌结构空间受力特征进行分析比较,根据分析结果,再对衬砌结构2点位背后存在空洞时衬砌结构极限承载力变化情况、开裂形态进行模拟分析。研究结果表明:衬砌结构16点位和2点位背后分别存在沿环向20°,30°和40°范围空洞时,空洞处衬砌应力集中明显,但均未出现开裂现象;随着荷载的增大,管片开裂主要位于管片环8点位和2点位方向,8点位处表现为内侧纵向开裂,2点位处表现外侧环向开裂;空洞的存在明显降低了衬砌结构的极限承载力,当衬砌结构2点位背后存在沿环向40°空洞时,衬砌极限承载力下降了30.68%。该研究可为隧道衬砌裂缝诱因分析、衬砌病害防治与修复研究提供一定的参考与借鉴。     

背后空洞引起高速铁路隧道衬砌裂缝形态的FEM对比分析

衬砌背后空洞和衬砌开裂是威胁高速铁路隧道行车安全的最主要问题。高速铁路隧道衬砌背后空洞不仅是威胁隧道结构安全的重要因素,更是造成衬砌结构开裂最主要的原因。通过基于虚拟裂缝模型的扩展有限元方法(XFEM)和基于弥散裂缝模型的常规有限元分析方法(CFEM)的地层结构模型,对高速铁路隧道衬砌拱肩背后一定范围内空洞引起的衬砌开裂形态进行数值模拟分析,开裂形态表现为拱肩背后空洞近拱顶边缘的二次衬砌内侧开裂,同时初期支护环向贯通开裂。研究表明,扩展有限元法能较好地描述衬砌开裂的走向、长度等开裂形态以及扩展规律等,而ANSYS中的SOLID65单元能实现对衬砌背后空洞引起衬砌开裂范围的定性描述,两者之间相互补充和相互验证能较为准确地描述衬砌开裂的几何信息,进而有助于衬砌结构开裂应力场分析。     

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。     

隧道衬砌施工中防止混凝土表面缺陷的几点建议

本文结合隧道衬砌施工中容易出现的混凝土表面缺陷如 :表面气泡、顶部空洞、施工接缝、拱部油迹等外观质量问题 ,就在施工工艺、原材料配比优化以及施工准备、衬砌灌注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。     

混凝土湿喷技术应用实例分析

喷射混凝土在隧道支护、衬砌、深基坑、地下井巷支护和路堑边坡加固等工程实例中有着广泛的应用。文章对山西新原高速公路白草口隧道锚喷支护(干喷法),宁波甬金高速公路大庙山隧道锚喷支护(湿喷法)喷射混凝土施工技术进行了比较,分析了湿喷法的优点。     

地质雷达在铁路隧道工程质量检测中的应用

针对铁路隧道施工中可能出现的质量问题,利用地质雷达技术进行隧道工程质量检测。岩土工程介质的电磁学特性决定了应用地质雷达的效果,介质的电磁学性质可用介电常数、磁导率和电导率3个参数来表征。地质雷达技术探测是一种利用广谱电磁波确定不同介质分布的探测方法。针对铁路隧道,给出地质雷达在无损检测应用中的工作方法,包括测线布置、采集参数设定、现场检测和后期资料处理解释。通过对现场数据处理分析,可以精确探测衬砌厚度,确定钢筋及格栅钢架的分布位置及数量,查明衬砌背后特别是拱顶存在的空洞和回填不密实区域。使用地质雷达对隧道混凝土衬砌结构进行检测,实践证明技术方法是切实可行的。