双连拱隧道施工阶段衬砌裂损状态成因的研究

文章针对双连拱隧道施工期间衬砌裂损出现的过程、状态、分布特点及现场处置,综合现场勘查、施工过程分析、地形地质等因素,定性研究了衬砌致裂成因,建立了隧道进口衬砌裂损区段施工过程数值分析模型;考虑隧道所处位置实际地形条件、围岩构造参数、实际施工工序等,重点研究了衬砌结构内主应力的分布规律.研究结果表明,衬砌裂损的主要成因是偏压荷载作用造成局部应力大于正常设计承载力;由于地质构造复杂,施工中考虑不周、对塌方区处理固结不充分,加之施工中多次扰动、左右线相互影响等,使围岩松动软化.文章从理论上解释了该隧道衬砌裂损产生的机理,其结果与现场实际相吻合.     

地质雷达新技术在渝怀铁路隧道衬砌质量检测中的应用

文章论述了地质雷达无损检测的原理和参数的选择,重点介绍了SIR2000型地质雷达在渝怀铁路六座隧道衬砌检测中的应用情况,及对隧道衬砌几种缺陷的典型图像显示,最后总结了地质雷达在隧道检测中的应用成果和对隧道施工的指导作用.     

鹧鸪山隧道二次衬砌开裂机理及支护时机探讨

隧道二次衬砌开裂成因复杂,只有分清隧道二次衬砌开裂原因,才能对其提出合理的处治对策,以保证隧道施工、运营安全。文章以某高速公路(炭质)千枚岩隧道为例,基于隧道出口段二次衬砌开裂特征,结合现场监控量测以及工程地质条件,分析该隧道二次衬砌开裂主要原因是围岩地质条件差、围岩级别低且二次衬砌施作过早。然后进一步采用数值计算分析不同二次衬砌施作时机下的应力特征,结果表明:二次衬砌施作过早导致边墙和拱腰附近二次衬砌内侧产生较大的拉应力,且二次衬砌施作越早,拉应力越大,这将导致二次衬砌张拉开裂;在初期支护变形量为隧道最终变形收敛值的65%~70%之后施作二次衬砌较适宜。建议在类似隧道施工中加强监控量测,严格控制二次衬砌支护时机。     

地质雷达在隧道检测中的应用

文章介绍了地质雷达在隧道无损检测中的应用情况.通过对某隧道左边墙、右拱腰、拱顶衬砌厚度以及密实程度的检测,得知在施工中边墙和拱腰的衬砌厚度、回填密实程度基本能够满足设计和规范要求,拱顶的衬砌厚度、回填密实程度有部分不能满足设计和规范要求,是隧道衬砌的薄弱环节,施工中要加强对该环节进行管理和控制.     

基于地质雷达无损探测的隧道衬砌质量检测方法

在开展隧道衬砌质量检测过程中,由于检测规模较大,导致难以实现对其整体的高精度检测,因此,提出基于地质雷达无损探测的隧道衬砌质量检测方法研究。分别将SIR3000型地质雷达、钢卷尺以及900MHz天线作为检测设备,沿拱顶及距拱顶水平距离为定值的两侧拱腰布设3条纵向检测线后,按照隧道衬砌施工设计情况,对衬砌厚度数据输出方式进行差异化设置,并根据反馈雷达信号检测隧道中不同位置衬砌的厚度,从而判断衬砌质量。根据测试结果可知,该方法对隧道不同位置衬砌厚度的检测结果误差稳定在0.2cm范围内,具有较高精度。     

加强铁路隧道机械化施工,保证隧道施工质量和安全

文章针对我国采用矿山法施工的隧道机械现状进行分析,提出了各个施工工序,如超前地质预报、超前支护、开挖、装碴与运输、初期支护、防排水、衬砌、通风等的机械化施工设备配套的建议。     

黄土公路隧道结构设计与施工中的若干问题

针对黄土公路隧道结构设计和施工中的理论研究滞后于工程实践的现实情况,结合白虎山隧道、新庄岭隧道、土家湾隧道三座黄土公路隧道衬砌结构力学性状研究成果,提出了以黄土公路隧道拱顶中心线侧压力系数为判据的深、浅埋界定的新方法,指出应结合黄土特性及埋置深度进行隧道衬砌设计,不宜按计算摩擦角或围岩类别确定隧道的围岩压力;设计时除进行荷载计算外,还应根据工程地质条件,经工程类比及综合研究后确定衬砌结构。应根据不同的地质条件确定设计原则和施工方法,例如,地质条件较差地段应采用微台阶或分区微台阶法施工,而不采用侧壁导洞法或双侧壁导洞法;在取得同等支护效果的条件下应加强初期支护;在湿陷性黄土地区应特别注意水的处理。     

别岩槽隧道穿越茨竹垭大断层的工程对策

文章介绍了别岩槽隧道茨竹垭(F1)大断层的地质背景、岩体构造、地下水等地质特性,详细论述了穿越该断层的相关工程措施:超前地质预测预报、超前帷幕注浆、超前大管棚注浆预支护、加强型复合式衬砌等,重点提出了帷幕注浆设计、施工的关键技术,对类似工程的设计与施工具有较高的参考价值.     

公路隧道施工要点的掌握与控制

公路隧道施工准备阶段的原材料及配比、测量控制、人员设备、施工方案的审查和确认,施工过程中洞口开挖、洞身钻爆、初期支护、二次衬砌等技术要点以及在此过程中遇到的地质断层、软弱围岩、小塌方、涌淋水等问题处理。     

浅谈小净距浅埋偏压富水段隧道施工技术

文章结合靖西至龙邦高速公路龙邦隧道工程实例,对小净距浅埋偏压富水隧道施工技术进行研究,从地表冲沟处理、超前地质预报、洞身开挖、复合式衬砌支护及监控量测等施工环节,介绍了小净距浅埋偏压富水隧道的施工方案。     

高烈度地震区公路隧道洞口段地震响应分析

根据隧道地震安全性评价报告和地勘资料,建立了三维数值计算模型并采用一致粘弹性人工边界模拟动力边界,对高烈度地震区公路隧道洞口段进行了瞬态动力计算。计算结果表明:在三向地震荷载激励下,洞口段衬砌的地震响应具有明显滞后性,衬砌以水平横向振动为主、轴向振动次之、竖向振动最弱;洞口段衬砌的拱腰部位将承受极大拉应力和剪应力,可设减震层吸收地震能量。通过对衬砌相对位移的分析得出,衬砌横向和轴向变形都很小,衬砌稳定性尚好。     

软岩公路隧道系统锚杆概率可靠度及灵敏度分析

为了解锚喷支护中系统锚杆受力情况,判断隧道衬砌结构稳定性,确保施工安全,避免支护结构失稳带来的损失,结合工点工程地质条件,选择围岩弹性模量、衬砌厚度等作为主要随机变量,计算得到锚杆概率可靠度.利用Spearman秩相关系数对锚杆概率灵敏度进行分析,认为围岩物性参数和喷混凝土厚度是影响锚杆可靠性的主要因素.要提高锚喷支护的安全和稳定性,除保证系统锚杆施工质量外,应确保喷混凝土厚度及其施工质量.在研究段落选择任意断面埋设预制测试锚杆,对隧道周边围岩不同点位锚杆锚固力进行连续监测,获得了大量实测数据;通过绘制时态曲线和锚杆轴力图,分析得到锚杆轴力大小、横向分布及时态变化情况,从承载力角度验证了锚杆的可靠度,现场测试与概率可靠度计算结果吻合.     

对青岛胶州湾隧道一些工程地质问题的看法及建议

青岛胶州湾隧道海域段水下地质勘察极为困难,工程地质情况众说纷纭。部分人认为,湾口一带因存在湾口断裂、片麻岩、火山构造等地质条件,其岩性和地质构造复杂程度、水文地质条件之差、安全系数之低位居目前世界上现有海底隧道之首,引起了社会和建设者的广泛关注。为此,作者通过陆域段的施工实际及对相关资料分析,对隧道的地质断裂、火山口构造、透水性等地质问题提出了自己的看法,并提出了加强超前地质预报、充分论证和评估存在的地质问题、增设超前支护及预注浆、配备足够的抽排水设施、二次衬砌紧跟等建议。     

震旦系混合岩隧道防塌防掉块几项关键技术

兰渝线黑山隧道震旦系混合岩地层占整条隧道长度93%,综合考虑其岩性的特性,结合施工现场地质状况,文章主要以Ⅳ级围岩为例,从爆破方案、支护措施、加强施工工艺、围岩监控量测、超前地质预报及仰拱二次衬砌方面,总结震旦系混合岩预防塌方掉块的几项关键技术。     

关于新意法隧道设计的几点建议

在引进国外先进的隧道修建技术(新意法)时,不应生硬地照抄、照搬,而应在引进和消化吸收的基础上,结合我国的实际情况,不断改进、创新,逐步探索并形成具有中国特色的隧道设计、施工理论和先进、适用的隧道施工方法,以进一步提高我国隧道修建技术水平。文章针对新意法特点,就复杂地质条件下隧道选线、衬砌支护参数的选定及施工方案提出了具体的建议,可为新意法在我国的推广应用提供参考。     

基于两种拱盖法修建的青岛地区上软下硬岩质地层大跨隧道结构稳定性研究

拱盖法是基于纵深刚度差异较大的“上软下硬”地层条件,在充分吸取盖挖法、双侧壁导坑法等工法的成功经验或者不足之处的基础上发展起来的一种暗挖大跨隧道修建技术,拱盖法主要有双层初期支护拱盖法和二次衬砌拱盖法。文章以青岛地铁某暗挖大跨车站为例,结合站址范围内上软下硬复合地层的特征,通过数值方法对两种拱盖法修筑的隧道结构稳定性进行分析研究。结果表明:1)二次衬砌拱盖法采用纵向9 m拆撑安全步距施工时,外层初期支护棚护作用的“空间刚度效应”不足以弥补其拱盖的“拱”效应,双层初期支护拱盖法修筑技术更有利于隧道变形控制;2)隧道下部岩体开挖时拱盖结构的承载、保护作用显著,但在相同等地质环境条件下,二次衬砌拱盖法施工对拱脚岩体的塑性破坏作用更明显,换言之即二次衬砌拱脚对岩基的强度和刚度要求更高;3)初期支护拱盖法结构受力控制部位为拱肩及拱脚,二次衬砌拱盖法结构受力控制部位为拱脚,后者拱脚控制内力约为前者的1.56倍,前者的“梁”效应比较明显,后者的“脚”效应比较明显;4)为地铁百年服务工程安全计,建议优先考虑采用双层初期支护拱盖法施工。     

Study on Mechanical Properties of Tunnel Lining Structure with Spray-applied Waterproofing Membrane北大核心CSCD

In order to study the influence of spray-applied waterproofing membrane layer on the mechanical properties of tunnel lining structure, a numerical calculation model of composite lining, spray-applied waterproofing lining and single-shell lining is established according to the mechanical parameters and interface parameters of waterproofing membrane measured by tests, and comparative analysis is made on the mechanical properties of the three types of lining structures. The research results show that: (1) compared with the composite lining, the stress of the secondary lining in the spray-applied waterproofing lining structure is significantly reduced, and the stress of the initial support has little change, but the displacement of both the initial support and the secondary lining increases; (2) in the spray-applied waterproofing lining structure, the whole section of the secondary lining is in the state of small eccentric compression, and the safety factor is greatly improved; (3) spray-applied waterproofing membrane layer can improve the cooperative force-bearing capacity of initial support and secondary lining, and improve the stress state of secondary lining, which is beneficial to improve the safety of secondary lining; and (4) with the increase of the cooperative force-bearing capacity of spray-applied waterproofing lining structure, the internal force of spray-applied waterproofing lining structure will be infinitely close to that of single-shell lining structure. © 2022, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.     

输水盾构隧洞复合衬砌结构设计计算研究

软土有压输水盾构隧洞采用管片外衬和整筑预应力内衬作复合式衬砌的设计计算中,为能较好考虑内衬与外衬管片的相互作用,以及内衬预应力荷载在隧洞施工和运营各阶段对复合衬砌结构受力的影响,本文提出了一种新的实体叠合计算模型。由于确定管片纵缝接头抗弯刚度的复杂性,文中建议对用数值模拟管片纵缝接头刚度采用了一种非线性耦合弹簧＂接触对＂的模拟系统。在采用实体单元建模的条件下,由于计入管片接头刚度的力学处理困难,文中研究了一种能以模拟管片接头刚度的简化计算方法。根据内、外衬砌接触界面处理方式的不同,文中提出了5种适合不同界面条件内、外层衬砌的相互作用模型。此外,本文还研制了内衬预应力荷载的一种转化程序,以解决采用等效荷载法施加预应力时的前处理问题。上述各点创意构思已在南水北调中线一期穿黄隧洞的结构设计研究中得到了具体反映和成功应用。     

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。