季冻区隧道离壁式波纹钢板保温套衬及其保温效果研究北大核心CSCD

为防治季冻区隧道中频繁出现的冻害问题,提出一种新型离壁式波纹钢板保温套衬,该套衬具有施工简便、防水性能可靠、防止混凝土掉块、提高聚氨酯使用寿命等优势,采用数值仿真对季冻区施作离壁式波纹钢板保温套衬隧道的温度场及其保温效果进行研究。结果表明:季冻区隧道施作新型离壁式波纹钢板保温套衬后,阻隔了寒冷空气对衬砌结构的影响,围岩正温区范围增大,隧道冻结线由距衬砌0.48 m围岩处前移至保温套衬,有效防止了季冻区隧道冻害的发生;季冻区隧道贴壁式聚氨酯保温层的保温效果为89.90%~96.43%,新型离壁式波纹钢板保温套衬的保温效果为101.94%~107.14%,离壁式波纹钢板保温套衬的保温效果要优于贴壁式聚氨酯保温层。     

高海拔寒区隧道防寒抗冻技术进展与展望

随着我国西部大开发战略持续深入,“一带一路”倡议稳步推进,以及交通强国重大战略的部署和实施,在高海拔寒区建设和运营的隧道逐年增多。近些年来,虽然寒区隧道修建技术,特别是在防寒抗冻技术方面取得了长足进步,但冻害发生比例仍然较高,受严寒复杂气象条件影响,隧道洞内挂冰、侧沟溢冰、路面结冰、衬砌开裂及排水系统冻结失效等冻害现象时有发生,严重影响衬砌结构的安全性和耐久性,造成巨大经济损失,寒区隧道建设和运营面临挑战。围绕高海拔寒区隧道防寒抗冻关键技术问题,对保温层厚度和保温设防长度参数确定、保温形式及适用性、防排水技术、围岩冻胀力计算、衬砌结构抗冻技术等的应用现状进行归纳,指出今后寒区隧道建设和运营过程中仍需重点关注和解决的问题,展望高海拔寒区隧道防寒抗冻技术的发展方向,以期为高海拔寒区隧道成功修建和安全运营提供参考。     

寒冷地区隧道温度、渗流规律与冻害预防

根据试验隧道的温度和水流量测试成果,得出了寒冷季节隧道水流量和隧道衬砌后浅层围岩温度随时间的变化规律。预防隧道冻害应有系统观念,一味提高隧道内温度或衬砌壁后温度未必有利于问题的解决。在试验隧道中采用了冻害综合防治措施,即:(1)加强拱顶围岩注浆;(2)选用低温柔性好的防水板;(3)喷射混凝土表面降糙;(4)采用LV法铺设防水层;(5)施工缝设置可排水止水带;(6)采用直接通至中央排水管的环向排水管并进行局部保温;(7)在衬砌下隅角背后设置保温层;(8)在衬砌壁后预埋电热带穿线管等,取得了良好的综合防冻效果。     

川藏公路高尔寺特长单洞隧道设计关键技术研究

拟建高尔寺隧道为国道318线改建项目的控制性工程,为单洞双向行车特长高海拔越岭公路隧道。目前已建成的类似工程样本少,现行公路隧道设计规范没有避难设施的相关标准;针对寒冷地区隧道防冻胀设计只对防排水提出了要求,没有衬砌保温设计的相关对策;施工规范也缺乏高寒地区施工组织设计的相关要求。文章基于高海拔季节性冻融冻胀、单洞双向行车特长公路隧道特征,通过论证选用了隧道技术标准、平纵线位和路面结构型式;在总结和分析国内外类似工程是否设置紧急逃生通道和结合运营通风方式的基础上,本隧道设计采用了车行平导,并对平导压入通风纵向分段数和横通道的连接方式进行了优化;制订了仰拱之下深埋中央排水管和衬砌外贴保温层的防冻保温措施;参考其它行业引入冬期施工的定义和要求,制订了高原施工供氧方案。     

高寒地区隧道衬砌防火保温装饰设计

高寒地区隧道隧道衬砌因低温冰冻作用发生衬砌开裂等多种病害,危及行车安全并导致频繁维修.本项目以实体隧道工程为依托,采用防火、保温、装饰相结合的方法,提出了采用聚氨酯保温隔热层加防火板的内装设计方案,可有效保护隧道二衬的混凝土层不受极端气候的影响而发生粉化脱落,20 mm厚度保温效果可以达到60 mm厚的无机纤维喷涂保温效果,并且在有火势的情况下形成隔热层,防止钢筋混凝土在火灾中迅速升温而降低强度.经测试,聚氨酯保温隔热层不仅能起到防火、隔热、防止垮塌的作用,且经久耐用,可提供至少25年的保用期从而保证隧道的安全,延长使用寿命.     

新技术新工艺

近日，西部交通建设科技项目《高海拔地区复杂地质条件下公路隧道设计与施工技术研究》在高海拔严寒地区节理裂隙岩体隧道以及高烈度地震区隧道的设计理论和施工技术方面取得新成果。     

青藏铁路昆仑山隧道冻胀压力计算

隧道衬砌的冻害一直都是人们密切关注的问题,但对作用在衬砌上的冻胀压力大小及模式很少有人进行较深入的研究.文章试图以青藏铁路昆仑山隧道为例,分析隧道衬砌冻胀压力的作用规律,旨在为冻土地区隧道的设计及施工提供参考.     

高严寒高海拔公路隧道深埋中心水沟施工技术

本文就大武至久治高速公路隧道受到寒冷气候的影响,容易发生周期性的冻融循环,冻胀作用将对隧道主体结构尤其是洞口结构造成严重破坏,极易造成隧道衬砌挂冰、仰拱填充积冰等病害,严重危及行车安全.水是隧道发生冻害的基本条件,因此深埋中心水沟在高严寒公路隧道施工中被广泛应用。     

寒区隧道局部渗漏水冻害处治的产热集水装置及应用

寒冷或严寒地区的隧道常在春融期出现渗漏并引发各种冰冻灾害,另外寒区隧道的排水管道会因为冰冻堵塞而失效,造成隧道病害。基于此,文章依托吉林省图们至珲春高速公路东南里隧道工程,采用现场调查和收集相关文献资料等方法,分析了寒区隧道局部渗漏水导致隧道局部冻害的状况,并根据隧道衬砌渗漏水点的病害状态,提出了采用局部加温、设计配套装备和明确施工操作工艺流程的方法。实际工程应用效果表明,采用该方法处理的隧道衬砌渗漏水点未发生冻胀现象,防冻害效果较好;与传统的隧道防渗漏方法相比,避免了不必要的材料、资金的浪费,以及大量人力物力的消耗。     

隧道二次衬砌施工缝钢木组合端头模板研制及应用

山岭隧道二次衬砌施工缝渗漏水与隧道施工工艺和施工质量密切相关。为解决传统衬砌台车堵头模板存在的施工缺陷,提高二次衬砌施工缝质量以及更好、更快捷地安装止水带,文章以济南二环路隧道工程为背景,对模板台车端头木模进行了改进,研制出了一种新型钢木组合式端头模板。该模板在浇筑二次衬砌时可为外露的半幅止水带提供弯起空间,并且取消了止水带固定筋与定位筋,避免了止水带受损,节约了安装成本,提高了二次衬砌施工缝防水质量;其节段化设计方便了端头模板的加工、安装与拆卸,大大提高了施工速度与施工质量。     

寒冷地区隧道渗漏与冻害综合防治技术探讨

针对寒冷地区隧道渗漏水与冰冻产生的原因,提出了采用堵水、防水、排水、保温、供热等方法进行综合防治的技术措施.其中包括通过注浆在拱顶围岩中形成渗透性较低的密实体;防水板选用低温性能好的材料,并在防水层敷设前尽量降低喷射混凝土表面的粗糙度,以保持防水层的长期完好性;在防水层与二次衬砌之间设排水通道,使已经穿越防水层的渗水能顺畅下排;在衬砌施工缝中采用先排后堵的可排水止水带;在衬砌下隅角背后设置保温层并使之防潮;在衬砌紧靠防水层一侧设置环向电加热带,必要时通电加热为上部渗水提供下排通道.     

不同冻土区隧道防寒泄水洞的作用和结构型式研究

高寒地区的公路隧道普遍面临着冻害威胁,极易产生衬砌开裂、边墙挂冰、路面结冰等病害现象,严重影响隧道正常使用和隧道结构安全。防寒泄水洞作为严寒地区较常用的排水设施,已普遍被隧道工程所采用,但在不同隧道中其排水效果相差较大,这是由于对防寒泄水洞作用机理研究甚少,出现防寒泄水洞错误采用所导致的。文章通过分析防寒泄水洞在不同冻土区隧道中的作用,明确了防寒泄水洞在不同冻土区隧道的适用性及其设计要求,并根据稳定冻结的局部多年冻土隧道中防寒泄水洞只是单纯过水作用,提出了新型的防寒泄水洞断面型式、布置设计,降低了排水系统建设成本,减少了防寒泄水洞施工对主洞结构安全和施工进度的影响,保护了多年冻土的原始状态,有利于隧道结构的长期稳定。     

铁路隧道二衬脱空原因分析及防治研究

二衬是隧道工程的重要支撑和保障,但在地质、人为及技术等因素的影响下,往往会造成衬砌与周围岩石的错位,给工程带来极大的安全风险。为了解决这一问题,探讨铁路隧道二衬施工的质控要点,分析铁路隧道二衬缺陷的成因,基于此,提出针对铁路隧道二衬缺陷的防治策略,对于类似隧道工程具有参考价值。     

寒区公路隧道温度场及保温层的研究

随着寒区公路隧道的不断增多,寒区隧道的保温问题也受到广泛重视。为了分析计算此类隧道施工过程中的温度场,验证寒区隧道保温设计的必要性,确定保温设计的经济性和有效性,文章以某市西山隧道为背景,结合东北冻土的热力性质特点,利用大型有限元计算程序Ansys,对寒区隧道进行了模拟分析,并且将计算的理论数据与实际测定的数据进行对比,分析隧道开挖后围岩温度场的分布、初期支护以及二次衬砌的温度变化过程,对隧道保温效果进行评定。数据对比表明,将保温层设置在二次衬砌外侧是比较合理的,但在东北寒区,对于断面半径达7m的大断面隧道,仅使用40 mm厚的PU硬质聚氨酯泡沫板作为保温材料是不合理的。为使设计经济合理,保温材料在径向上可以采用不同的厚度。     

隧道工程自应力混凝土防水防裂措施探讨

隧道二衬开裂是目前各地区隧道工程中常见的病害之一,目前主要使用自应力混凝土防水防裂技术进行处理。文章分析了隧道衬砌结构裂缝机理,介绍了自应力混凝土衬砌防水防裂技术措施,并提出了施工过程中的注意事项。     

桃园至巴中高速公路八庙隧道非常规岩爆段病害处治与设计反思

桃巴高速公路八庙隧道局部段落最大埋深312 m,围岩产状为近水平地层的砂泥岩互层,隧道施工过程中发生非常规岩爆现象,运营后发生非常规岩爆现象的段落出现了一系列病害。文章通过对现象与数据的分析,结合隧道专项检查结果归纳总结了病害原因;基于施工期间现场地应力测试结果,假定已经发生严重开裂的二次衬砌处于破坏临界状态,从而反推得出结构所承担的荷载。文章推导了混凝土结构增设套衬后的结构安全系数计算公式,得出隧道增设套衬后安全系数与套衬厚度的关系。     

大断面暗挖区间隧道二次衬砌快速施工工艺

隧道工程二次衬砌结构不允许渗水,表面无湿渍且二次衬砌混凝土必须具有高强度、耐久性等。结合锦江路站台建设项目,对大断面隧道暗挖施工过程中的二次衬砌快速施工展开研究分析,超大断面隧道采用整体移动式模板台车进行隧道二次衬砌施工,介绍混凝土浇筑及振捣施工中衬砌台车结构设计及施工技术。     

寒冷地区隧道衬砌壁后冻融及其影响分析

文章在考虑围岩冻结渐进性和围岩渗水开放性的基础上,研究分析了冻胀过程以及伴随的融冻过程对隧道衬砌结构、初期支护喷混凝土和围岩自身强度等的影响.分析结果表明,对于按现行规范修建的隧道,发生在衬砌壁后的积水冻胀和围岩冻胀对衬砌结构施加的压力不大,设计时可不予考虑;发生在混凝土内部的反复冻融对初期支护的喷混凝土损伤显著、设计施工应予注意;寒区隧道宜重视对常见的因渗漏水引起的冻害的设防.     

寒冷地区隧道衬砌渗漏、冻害处治技术探讨

针对老爷岭隧道衬砌混凝土冻害、渗漏水等病害修复工程实例,描述所处位置的地形、地质、地貌情况;分析主要病害现象;介绍在老爷岭隧道渗漏水处理中使用的堵漏材料,阐述隧道二衬结构在渗漏水处理中采用高效防潮、抗渗、堵漏材料进行施工工艺,为同类隧道的渗漏水处理提供借鉴。     

季节性冻土隧道冻害机理分析及防冻探索

在季节性冻土地区,新建隧道受温度、水、空隙等外界条件的影响,会在衬砌与围岩之间形成冻融圈。随着季节的变化,冻融圈在衬砌与围岩的约束下产生冻胀力,造成衬砌受损开裂,进而引发冻害。虽然我国学者针对冻胀机理与冻害影响因素进行了多年研究,完善了3种冻胀学说,并从微观和宏观层面提出多种防冻措施,但冻害问题仍然层出不穷。文章通过总结国内外季节性冻土地区隧道冻害现象、冻害机理及防冻措施,从温度、水、空隙等冻害必要条件出发,提出寒区隧道防冻减灾建议,以期对日后季节性冻土地区隧道的建设提供帮助。