隧道高地温的地质成因研究

为研究隧道高地温的地质成因，以云南某在建高速公路隧道——尼格隧道为研究对象，该隧道兼有高水温与高岩温，最高水温达63.4 ℃，最高岩温达88.8 ℃. 从区域地质构造及地震特征、水化学特征、地热储特征等对区域性的热因控制、水源、热源、导热通道等进行了分析，利用氢氧同位素分析法、锶同位素分析法、微量元素分析法、放射性元素分析法等对隧址区的热水来源及演变过程、热源成因进行了研究，并结合隧道工程地质、水文地质条件及开挖揭示状况，对隧道高水温段及高岩温段的地质成因过程进行了剖析. 研究结果表明:灰岩段高水温的成因过程与花岗岩段高岩温有所差异，隧道高水温的成因过程为热源（深部热异常体）—主要传热通道（深循环）—次级传热通道—浅表水体混合、水岩作用，其过程伴随着冷热水混合作用、离子交换作用等；隧道高岩温的成因过程为热源（深部热异常体、放射性元素衰变生热）—主要传热通道（深循环）—次级传热通道—热气沿裂隙传至隧道岩体，其过程伴随着S元素的富集，易形成H₂S或SO₂有毒有害气囊.      

基于施工隧道压入式通风方式结构设置优化

针对钻爆法施工隧道中压入通风方式造成的隧道内空气质量差、排尘久等缺点,在传统通风方式的基础上进行结构优化改进,形成抽出式风幕通风方式. 以吴家岭二级水电站新建I号、II号引水隧道为试验隧道,对两种通风方式条件下隧道内风速及游离SiO₂粉尘扩散特点进行现场监测与对比分析,并应用有限元Ansys-CFD软件对游离SiO₂粉尘浓度场演化特征进行了模拟分析. 研究结果表明:在抽出式风幕通风条件下通风35 min后,施工作业区内游离SiO₂粉尘浓度即可达标,洞身区只存在少量极低浓度SiO₂粉尘,作业区内SiO₂粉尘浓度最大净化率较压入式通风方式提高了25.93%,隧体内施工环境大为改善.      

秦岭隧道区域地温场特征分析和隧道围岩岩温预测

秦岭隧道是最大埋深达1645m、长18．448km的长大深埋山岭隧道。针对隧道施工可能存在的热害问题，采用有限元单元法模拟出隧道区域地温场，分析了隧道地温场特征，对隧道围岩岩温进行预测，对隧道区域地温进行分区。实 测结果表明，预测方法有较高实用价值。     

地震作用下盾构隧道纵向接头的受力特征

实际工程中,盾构隧道纵向接头是结构受力和变形的薄弱部位,针对盾构隧道纵向接头细部构造在地震作用下的受力特征,提出了一套由整体到局部的数值分析流程.首先建立基于纵向等效刚度梁的三维地层-结构时程分析模型,然后以该模型计算得到的纵向内力极值作为盾构隧道整环三维分析模型的外荷载,获取隧道最不利区域边界力,最后将边界力施加在盾构隧道纵向接头局部精细化分析模型之上,分析纵向接头细部构造受力特征;并以某综合管廊工程为背景对该方法进行具体阐述和讨论. 研究结果表明:地震波横向激励时,盾构隧道纵向以往复的水平弯曲为主,而纵向激励时,则以往复的竖向弯曲和纵向拉压为主;在纵向张开量最大的局部区域,不论是轴向拉力工况还是纵向水平弯矩工况,该局部区域都处于受拉状态,两种工况对该局部区域受力模式不产生本质影响;当盾构隧道纵向最大张开量的局部区域受拉时,最大拉应力区均位于管片内侧手孔部位,最大压应力区则围绕螺栓孔成环形分布.      

地铁循环荷载作用下隧道周边软黏土动力响应特性研究

以上海地铁9号线为工程背景,在现场实测的基础上,采用计算程序DBLEAVES对地铁循环荷载作用下隧道周边软黏土的动力响应特性进行了研究。研究表明:在地铁循环荷载作用下,隧道周边软黏土的沉降规律为绕隧道向外弧形扩散,沉降值越来越小,直至影响范围边界,地表沉降呈沉降槽形式发展;最大沉降发生在隧道正下方,通过拟合得出土体的最终沉降量为19.8 mm;加速度响应方面,其空间分布形式同沉降规律,隧道右下方土体内的加速度及其衰减速度均略大于右上方土体;在循环荷载加载初期,土体内的超孔隙水压力上升很快,几乎呈线性发展;随着循环次数的增加,逐渐趋于稳定并向边界消散;超孔隙水压力比土体的有效应力小得多,隧道下方土体在循环荷载作用下不会发生液化现象。     

某山岭隧道叠交上穿施工及运营对既有地铁区间隧道影响分析

以某山岭隧道叠交上穿既有地铁区间隧道施工为例,采用MIDAS/GTS有限元软件,模拟计算并分析了该工程施工期及运营期对既有地铁区间隧道位移特征的影响,并对该既有地铁区间隧道的安全性进行了研究.研究结果表明:施工及运营期间,既有隧道所受上方隧道开挖的位移影响以竖向位移为主并满足相关要求;相比于施工阶段,运营期各方向变形皆有减小;从新建隧道施工开挖到远离与既有隧道的叠交影响区域,施工均对既有隧道的竖向位移产生明显影响,此阶段需要加强监测,并及时反馈指导施工.     

严寒区高速铁路隧道工程衬砌质量缺陷检测与整治技术探讨

以严寒区高速铁路沿线上的高台隧道为工程背景，根据缺陷检测结果，提出严寒地区高速铁路隧道工程衬砌“多道防护，综合治理”原则。同时探讨了衬砌一般病害、结构补强、渗漏水等整治措施及其相关施工方案。基于大气降水渗入量法计算得到高台隧道正常涌水量接近600 m³/d,最大涌水量接近1 200 m³/d。按照提出的整治措施进行处理后，隧道不再出现流水和喷水病害，渗水病害范围减少52%,隧道缺陷问题得到显著改善，后期服役性能良好。     

顺层偏压隧道灾害处理及施工技术

由于隧道施工主要集中在地质环境较差、地形复杂的地区,受环境、施工技术的影响,隧道容易发生偏压的现象,主要包括地形、地质构造、施工技术而造成的隧道顺层偏压,尤其是地质构造的变化而造成的隧道偏压问题,其是最难解决的问题,因此,首先对某地区隧道的工程概况进行分析;其次,分析隧道顺层偏压灾害情况及原因分析;最后,对隧道灾害处理的施工技术进行分析。     

变质岩区隧道涌水分析及评价

对贵州山区变质岩裂隙发育特征、裂隙水富水规律及基本特征进行了分析,结合该区内已建成营运的高速公路隧道,采用不同隧道涌水计算方法及合理的参数计算出隧道地下水涌水量,与隧道施工开挖时及施工后隧道涌水情况进行了分析对比,并得出了一些结论,对变质岩区隧道地下水涌水量预测具有指导意义。     

公路工程中隧道风险管理探讨

隧道工程主要是指通过铺设铁路以帮助机动车辆进行通行,修建在地下或水下的建筑类工程。隧道工程在为机动车辆提供便利的同时,其施工过程中会存在着一定的风险。风险主要具有两点含义:第一,风险发生的形式以概率为主;第二,在风险出现后,不可避免地会带来一定的损失及危害。只有这两点共同存在才能够组成风险。隧道工程进行中发生的风险是各个方面的,因此对隧道工程进行有效的风险管理具有重要的意义。     

公路隧道排水管结晶堵塞检测与分析

排水管结晶堵塞是公路隧道的一大顽疾，针对太佳高速宝塔山隧道排水管结晶堵塞问题，采用现场检测和室内化验的方法，探明排水管结晶堵塞情况，并分析排水管内水样化学组分。研究结果表明：宝塔山隧道结晶堵塞情况严重，排水管水溶液中Ca²⁺、SO₄^2-、HCO₃^-和CO₃^2-含量较高，推断结晶体主要为CaSO₄和CaCO₃。最后，总结目前隧道排水管结晶堵塞处治方法，并对各种方法的工作原理和优缺点进行了分析。     

高隧道比路段隧道出入口驾驶员视觉负荷研究

为分析高隧道比路段驾驶员视觉特性变化规律与行车安全关系,本文首先分析了隧道出入口段驾驶员的瞳孔面积变化规律,并提出“负荷重复累积效应”概念表达频繁进出隧道过程中驾驶员视觉变化现象.采用瞳孔面积最大瞬态速度V_ω(t)作为评价指标描述驾驶员在隧道出入口的视觉负荷变化规律,以瞳孔面积最大瞬态速度值MTPA及换算视觉震荡持续时间作为评判视觉负荷大小的依据.建立了隧道出入口驾驶员视觉舒适度评价体系,然后依据此评价指标体系确定隧道出入口的驾驶员视觉负荷程度,最终判断隧道出入口对行车安全的影响程度.研究结果表明,本文的研究方法是可行的,可以很好地应用于高隧道比路段驾驶员视觉负荷评价研究中,可为隧道出入口安全保障提供一定的参考.     

暗挖地铁隧道下穿高速铁路隧道保护措施研究

以北京地铁12号线大钟寺站—蓟门桥站区间暗挖隧道下穿京张高速铁路隧道为工程背景,在高速铁路隧道保护设计的基础上,建立了暗挖隧道下穿京张隧道三维有限元数值模拟,总结了京张隧道竖向位移和横向位移随施工步变化特征.通过现场监测,对暗挖隧道拱顶沉降和结构收敛监测结果以及京张隧道竖向位移、横向位移、结构收敛及自动化监测等结果进行了详细分析.研究结果表明:京张隧道竖向位移变化过程为两阶段"S"型曲线;京张隧道中心前16m和后14m范围内是穿越施工显著影响区域;先行和后行隧道施工引起的京张隧道竖向位移分别占总竖向位移的68.3％和31.7％,先行隧道施工是铁路隧道保护关键阶段;数值计算和现场监测表明后施工隧道对铁路隧道竖向位移的空间位置变化作用明显;京张隧道横向不均匀沉降明显,最大值为1.267mm;综合现场监测结果,暗挖隧道和京张隧道相关位移不超过容许值的44％,可认为暗挖隧道设计参数和施工保护方案符合铁路隧道保护要求.     

晋阳高速公路隧道通风系统改造与效果分析

晋阳高速公路隧道通风系统经多年运营使用后,运行效果已不能满足通行要求,亟需进行升级改造。根据晋阳高速公路隧道通风系统调查结果,分析制定方案进行改造升级。为检验改造后隧道通风效果,选取最长的牛王山隧道作为研究对象,对隧道内的风速、CO浓度、VI浓度进行监测,分析得出隧道内风速最大值和最小值分别为5.89 m/s和3.73 m/s,CO浓度最大值为43 cm³/m3/m³,VI浓度最大值为0.003 2 m3,VI浓度最大值为0.003 2 m^(-1),均满足设计与规范要求,达到了预期的通风效果。     

图像分块下的隧道裂缝识别方法

针对隧道衬砌表面不均匀光照、渗水和噪声等强视觉干扰,设计了基于图像分块的隧道衬砌裂缝检测算法;根据中国西部地区的地理特征和隧道衬砌的外观病害,研制开发出一种快速、自动化的非接触式智能隧道结构物外观检测系统; 以非均匀光照下隧道图像数据集为研究对象,在图像分块的基础上提出一种适用于隧道裂缝特征提取的图像识别算法;研究了电子元件产生的噪声,并分析和总结了隧道衬砌的灾害特征;根据裂缝特征和分辨率将图像矩阵划分为适当数量的区域块,根据区域块的灰度特征将原始图像划分为目标背景区、目标病害区、病害背景区和其他区域,通过最大类间方差法和局部阈值法分割得到了隧道裂缝的粗图像,在此基础上进行了粗图像裂缝特征提取;对原始图像的每个区域块进行了对比度受限的自适应直方图均衡操作和局部阈值分割,得到了细节图像;将细节图像和粗图像的重叠区域设为理想裂缝二值化图像;结合隧道结构物外观检测系统对不同方向的裂缝图像进行了二值化试验,并通过隧道裂缝定位和投影法得到了隧道衬砌图像中裂缝的位置信息和方向。研究结果表明:提出的算法对隧道裂缝识别的准确值、召回率和F值可分别达90.34%、98.78%和94.37%,既可以保证隧道裂缝的完整性,也可以在非均匀光照下最大程度地保留目标裂缝的细节,可用于处理一般灰度图像的二值化问题。      

回龙山隧道区址地质构造特征评述及地应力场方向的确定

回龙山地处岩溶发育地区,地质构造复杂。对回龙山隧道区址地质构造特征进行了评述,并对地应力场方向进行了推定,以期对其设计和施工提供指导意义。     

IX度区近断层隧道衬砌断面受力特征分析

文章以达德隧道为工程背景,对近断层隧道的抗震减震断面形式进行了分析。采用荷载结构模型对圆形隧道和马蹄形隧道的二次衬砌内力进行了计算和对比。结果表明:圆形隧道断面形式的受力情况要优于马蹄形隧道断面;在高烈度区隧道断面形式结合经济性综合考虑应采用近圆形,马蹄形断面则应减小仰拱半径。     

浅析工程地质条件在隧道勘察中的重要性

以娄山关隧道项目详细勘察为例,重点论述了隧道工程项目建设详细勘察主要内容与地质条件构造的分析,并针对地质构造对于隧道工程施工建设的影响进行了详细的分析,可以为相关工程项目建设实施提供合理的参考。     

基于隧道法的机动车PM2.5排放因子研究

选取典型城市隧道进行机动车排放因子测试,在南京市富贵山隧道进行监测,对隧道内的PM_2.5浓度、风速风向、交通量、车型、速度及气象条件进行采集分析、计数、分类、观察。建立守恒方程和多元线性回归求解PM_2.5平均排放因子,分别得出出租车（天然气）、小汽车、公交车（天然气）、大客车（柴油）、大货车在35⁴0 km·h-1,40⁴5 km·h-1,45⁵0 km·h-1范围内的平均排放因子;其中最大值为0.157 2 g·（km·辆）-1,最小值为0.015 21 g·（km·辆）-1,在相同速度范围内城市大货车的PM_2.5的平均排放因子明显高于其它,其次是大客车（柴油）、公交车（天然气）、小汽车、出租车（天然气）。     

多年冻土区公路隧道融化圈计算方法

为得到多年冻土区公路隧道围岩温度场和融化圈的发展规律,建立了围岩融化圈的计算方法,对融化圈深度和围岩温度的计算值与实测值进行了对比,采用有限元法分析了支护对融化圈的影响。分析结果表明:围岩温度平均误差不超过0.6℃,融化圈深度误差不超过10%,计算值与实测值吻合较好;每延迟1d施作喷射混凝土,融化圈深度增大10cm,喷射混凝土厚度每增加5cm,融化圈深度增加约10cm;一次模筑混凝土入模温度为15℃时的融化圈深度比入模温度为5℃时大了约10cm;当保温板厚度从5cm增加到20cm时,融化圈深度减小2/3,保温板及二次模筑混凝土水化热对融化圈深度有较大影响;洞内风速为3.0 m·s^-1时的融化圈深度比洞内风速为1.0m·s^-1时减小了10²0cm;施作喷射混凝土30、60、90、120d后,洞内气温为8℃时的融化圈深度为洞内气温为2℃时的1.25、1.31、1.35、1.40倍。可见,洞内气温宜控制在3℃⁵℃,围岩开挖后应尽早施作支护,宜选用低热或中热水泥以降低混凝土释放的水化热。