单层衬砌若干关键问题的设计

在国内单层衬砌应用较少,对于单程衬砌设计的研究就更少,因此有必要对单层衬砌的关键问题,如结构设计、防排水和主要的建筑材料等进行设计,以利于国内的推广应用.单层衬砌相对于复合式衬砌,具有工序简化、施工快速、经济合理等多方面的优点,在设计过程中应贯彻以下设计理念:①取消防水板,结构与围岩共同受力;②单层衬砌自身满足防水要求,达到二级防水标准;③单层衬砌作为永久结构,应满足耐久性要求.     

万军回隧道钢纤维喷射混凝土施工

本文简要介绍了钢纤维喷射混凝土用作永久支护在万军回隧道施工中的应用，通过在喷射混凝土中掺加一定数量的微硅粉以改善混凝土硬化后的性能，使喷射混凝土的抗压强度和韧度系数满足了设计要求，该技术对今后类似工程施工有一定借鉴意义。     

微硅粉在万军回铁路隧道施工中的应用

采用挪威法（NTM）设计和施工的隧道，除对围岩进行定量描述外，其主要内容是以锚杆配合钢纤维喷射混凝土作为永久支护。本文主要通过万军回隧道钢纤维喷射混凝土取得的效果，介绍微硅粉首次在铁路隧道施工中的应用，对今后喷射混凝土施工有一定借鉴作用。     

连云港北固山隧道结构耐久性设计

连云港北固山隧道出口滨临海港,所处环境极为复杂,隧道结构耐久性问题突出。文章针对各种不同环境下隧道结构耐久性设计进行了较为全面的分析,分别介绍了初期支护、二次衬砌混凝土材料的耐久性要求和设计标准,以及海洋氯化物环境下的结构耐久性检验。     

隧道单层衬砌结构水压力特征研究北大核心CSCD

针对隧道单层衬砌材料性能、结构受力状态等的研究成果较多,但对于水压力分布特征的研究较少。基于此,以单层衬砌喷混凝土单一结构和复合式夹心结构为研究对象,基于渗流连续性方程和达西定律,推导了水压力计算公式,分析了喷混凝土层渗透系数、单层衬砌厚度等因素对水压力的影响规律。研究结果表明:(1)进行单层衬砌设计时,应采用围岩注浆等措施减小围岩渗透系数,设置必要的排水措施,不宜特别强调外层喷混凝土层的抗渗能力,以降低单层衬砌结构水压力;(2)单层衬砌厚度在满足围岩荷载和自重荷载作用的前提下,宜尽量减小厚度,建议厚度不超过40 cm;(3)复合式夹心结构的内层厚度应小于外层厚度的4/5。     

基于CSL隧道支护结构的喷膜防水层黏结性能试验研究北大核心CSCD

文章针对隧道渗漏水严重的问题,采用一种新型隧道喷膜防水技术,建立与前、后混凝土均具有黏结性能的隧道支护结构形式(CSL),从而克服混凝土加防水板的传统支护结构在防水性能上的弊端。喷膜防水层与前、后混凝土间的黏结性能是CSL设计的一个重要参数,直接决定CSL的防水和支护性能。鉴于此,文章开展了CSL隧道支护结构喷膜防水层黏结性能试验,研究喷射混凝土基面干湿状态、膜层厚度对CSL黏结性能的影响。研究表明:层间黏结强度与膜层厚度的平方根成反比;在保证喷射混凝土基面无流动水的情况下,喷射混凝土基面含水有助于提高防水膜与喷射混凝土的黏结强度,充分发挥其黏结性能;随着含水率的增加,CSL结构黏结强度呈现逐渐增大的趋势。     

长大隧道斜井快速掘进设计方案优化及工期测算

文章结合敖包梁隧道施工实践,论述了开工前进行斜井方案优化的必要性。面对工期紧和围岩类别低的情况,从设计线路、断面尺寸、装碴设备、支护结构四个方面合理地对1#和3#斜井设计方案进行优化。优化内容包括:由单车道改为双车道,解决了斜井运输会车问题;采用钢纤维混凝土单层衬砌取代钢筋挂网和二次模筑衬砌,I18型钢优化为150格栅钢架,降低了双车道开挖及支护结构的投资成本;韧度试验测试结果说明钢纤维喷射混凝土(40 kg/m~3)支护性能远高于网喷混凝土,节省了支护施工时间;设计线路的调整均衡了正洞主攻、副攻方向长度,加快了副攻方向施工进度;1台电动液压履带式扒碴机装碴+5台15 m3自卸汽车出碴的作业方案提高了装碴的工作效率,减少了施工机械及车辆尾气的排放。斜井优化后较原方案节省5.5个月完成正洞开挖任务,降低敖包梁隧道人工费1 500万元,在降低施工成本的同时加快了施工进度,保证隧道工期目标实现。     

高性能混凝土在盾构隧道管片中的应用

文章结合高强混凝土在南京地铁隧道衬砌管片中的应用,探讨了影响高性能混凝土在混凝土管片中应用的因素.高性能混凝土应用于隧道衬砌管片对降低管片造价、增强管片耐久性和抗渗性有重要作用.     

确保喷射混凝土成功

隧道支护和衬砌方法,包括喷射混凝土的争议已经很多,莫里斯·琼斯与从业者和供应商一起讨论这一成熟的技术.     

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。     

万军回隧道钢纤维喷射混凝土性能试验和配合比设计

钢纤维喷射混凝土作永久衬砌，在集团公司是首次应用，它既加快了施工进度，又降低了成本，且显著改善了混凝土的抗裂性能，延性，韧性及抗冲击性能，是一种新型复合材料，是集团公司在新材料领域应用的一次飞越。     

大伙房输水隧洞混凝土衬砌层的地震响应分析

文章结合大伙房输水隧洞二期工程,考虑围岩与衬砌层、水体与衬砌层的相互作用,采用现代岩体力学模型,对其进行模态分析和时程分析,分析了混凝土衬砌层的动力特性和地震响应,探讨了埋深、衬砌厚度、围岩弹性模量和水体等因素对混凝土衬砌层地震响应的影响;并指出衬砌层的环向应力是地震破坏作用的主导,埋深和围岩弹性模量是影响衬砌层地震性能的重要因素,衬砌厚度和水体的影响较小。     

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.     

隧道不同支护体系的支护效果模型试验研究

为研究隧道不同支护体系的支护效果,文章以Ⅳ级围岩双车道公路隧道为研究对象,采用相似比为1∶30的模型试验研究不同支护体系的承载能力,取拱顶位移20 mm(换算成隧道原型则为60 cm)时的外部荷载作为围岩-支护体系的极限承载能力,试验结果表明:(1)不论是围岩+系统锚杆+喷射混凝土,还是围岩+喷射混凝土,或者是围岩+系统锚杆支护体系,其极限承载能力均较毛洞状态有很大提高。其中围岩+系统锚杆+喷射混凝土支护体系提高了56.8%,围岩+喷射混凝土支护体系提高了48.3%,围岩+系统锚杆支护体系提高了47.8%;(2)系统锚杆+喷射混凝土的支护效果最好,其次为喷射混凝土,再次为系统锚杆。而系统锚杆与喷射混凝土的支护效果相差无几,难分伯仲;(3)系统锚杆和喷射混凝土的联合支护并没有达到1+1=2或者2的效果,可以做适当优化。     

特大断面分岔隧道结构设计分析

文章结合某分岔隧道项目,对分岔隧道结构三种平面过渡方式的优缺点进行论证,推荐采用分段逐步扩大过渡方式,并针对特大断面分岔隧道断面尺寸、围岩缺陷效应及应力重分布影响范围大的技术难点,提出了两种不同的支护结构方案,通过数值对比分析推荐采用两层初期支护+单层模筑钢筋混凝土的复合式衬砌结构方案。     

提高侵蚀环境下山岭隧道衬砌混凝土耐久性施工对策研究

通过调查发现,我国既有山岭隧道结构耐久性普遍不足,许多隧道运营后不久衬砌结构就出现了开裂、渗漏水、溶蚀结晶、甚至出现拱顶掉块,造成隧道结构耐久性不足,其原因有设计原因也有施工方面的原因.文章针对既有隧道的病害表现,分析了隧道衬砌耐久性不足在施工方面的原因,并提出了解决新建隧道衬砌混凝土耐久性的主要施工对策:采用多元复合胶凝材料及合适的混凝土搅拌工艺;采用低水胶比、低用水量和高性能减水剂;采用先进的灌筑和振捣工艺、合理的养护技术及拆模和养护时间等.     

基于收敛-约束法的预衬砌支护适用性研究

有效控制掌子面超前核心土的预收敛变形是控制软弱围岩变形的重要措施,采用机械预切槽技术施作形成的横向连续壳体的预衬砌支护能够起到保护超前核心土的作用,从而控制预收敛变形。由于掌子面处时空效应的影响,预衬砌支护与围岩间的相互作用过程十分复杂。根据收敛-约束法的基本原理,文章推导出了预衬砌与围岩相互作用荷载的理论求解方法,并基于安全性对预衬砌适用埋深随混凝土强度、围岩参数、预衬砌支护参数的变化进行了研究。研究结果表明:预衬砌混凝土抗压强度越大,预衬砌适用埋深越大,混凝土抗压强度与适用埋深基本呈线性关系;随着应力释放系数的增大,同一混凝土抗压强度条件下的预衬砌适用埋深增加;预衬砌厚度对预衬砌适用埋深具有显著的影响,预衬砌厚度越厚,预衬砌适用埋深越大;隧道直径减小时预衬砌的适用埋深增加。     

粗纤维增强钢筋混凝土截面的时效分析

将粗合成纤维用于隧道管片衬砌可以提高其强度,但在持续弯曲荷载作用下构件会随时间发生蠕变和出现裂缝。随着对混凝土裂缝应对能力的提升,粗合成纤维作为一种可用的替代品,凭借优良的经济性和耐久性等优势,在隧道管片制作中将得到越来越广泛的应用。文章基于时效特性分析了在持续弯矩和轴向应力作用下,粗纤维增强钢筋混凝土横截面的蠕变和收缩效应,并通过算例进行了验证。研究结果表明:混凝土中的纤维对于提高构件横截面的抗弯强度作用有限,但是纤维减少了构件在服役期间的蠕变,并且当纤维与普通钢筋共同作用时,能显著减少最大裂缝的宽度值。     

盾构法隧道的耐久性

从混凝土衬砌的腐蚀机理，分析提高耐久性的策略以及对钢筋混凝土管片耐久性的检测，论述盾构法隧道耐久性课题，供软土隧道工程技术人员学习与应用。     

钢纤维喷混凝土应用之我见

软弱围岩隧道中的初期支护采用网喷混凝土已成定式.文章在论述钢纤维喷混凝土的作用机理、设计计算方法、耐久性以及与网喷混凝土经济比较的基础上,提出了全新的隧道初期支护的设计思路.