寒区隧道冻害成因与若干防治新技术

对寒区隧道冻害进行了分类并探讨了其成因,特别是对衬砌结构因冻损伤的原因进行分析,并将其分为衬砌结构因壁外冻胀损伤和因壁内冻胀损伤两种类型。分析表明,前者对结构的影响较小,后者对结构的威胁较大。针对寒区隧道衬砌结构容易发生裂缝的现象,提出了减少温变过程中的不利约束,预防衬砌出现较大温度应力,进而预防衬砌裂缝发生发展的工程措施。在寒区采用背贴式止水带预防衬砌施工缝渗漏的方法存在不足,宜以中埋式可排水止水带取代。环向排水管应直通中央排水管,在围岩富水且衬砌壁后中、下段环向排水管易冻的隧道区段,沿环向排水管宜设置条带状局部保温层。在隧道潜在冻害威胁较大的区段,通过在衬砌壁后设置电热带穿线管,可提供电热融冰的隧道防冻预案。试验工程表明,可排水止水带、直通中央排水管的环向排水管、电加热融冰等技术在寒区隧道中应用效果良好。     

金鸡山隧道衬砌防排水施工技术

结合金鸡山隧道工程实际，阐述了隧道衬砌施工防排水措施，详细介绍了塑料排水盲沟、矮边墙排水系统、防水板、施工缝止水条、沉降缝止水带、二次衬砌及拱顶压浆的施工方法及在施工中应注意的事项，并提出了一些新的施工思路。     

严寒地区拉法山隧道保温型防排水系统设计施工技术探讨

严寒地区隧道结构因为地下水的存在,会长期出现冻胀的问题,经过冻融后,隧道结构易产生破坏,将大大影响结构的使用寿命。严寒地区的拉法山隧道从设计到施工,在"防、排、截、堵相结合,因地制宜,综合治理"的原则指导下,摸索出"先堵水、后排水、再防水"的防排水工程三要素。即先对围岩进行封闭注浆堵水,达到衬砌背后无水、少水的目的,再对衬砌背后增加聚氨酯保温层,保证衬砌背后不结冻;同时,采用在冻结线以下的深埋中央水沟,保证排水的通畅,解决了隧道在严寒环境下的冻胀问题。在施工技术上,开发了挂设聚氨酯保温层的施工方法,同时对止水带施工工艺进行优化,仰拱纵向钢边止水带、中埋式止水带和衬砌中埋止水带均采用了特制的定型钢模板施工,有效地解决了隧道防排水系统施工的质量通病。     

紫溪隧道施工防排水技术

对隧道洞口、洞内掘进、洞内路面铺设等项排水技术和洞内注浆、防水层、止水带防水技术进行了介绍和分析,指出了复合衬砌中的防水层是隧道防排水技术的核心,需要采用防、排、截、堵相结合的方法以达到良好的防排水效果。     

铁路隧道工程缺陷整治处理控制

结合新建瑞昌至九江铁路吴家铺隧道缺陷整治处理工程实例,分析铁路隧道工程缺陷形成原因,针对隧道脱空及空响、衬砌厚度不足、仰拱(底板)底空洞及虚砟、衬砌钢筋保护层厚度不足、衬砌钢筋和施工缝止水带外露、衬砌裂缝和渗漏水、衬砌砼不密实、拱顶掉块及蜂窝麻面和错台等缺陷提出整治处理措施。     

季冻区隧道渗漏与冻害防治研究

针对季冻区隧道渗漏水与冰冻产生的原因,提出了采用防水、排水、保温、供热等方法进行综合防治的工程措施,其中包括：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;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,必要时通电加热使上部渗水顺畅下排。     

铁路隧道衬砌品质提升信息化施工关键技术与成套装备创新

为提升铁路隧道拱墙衬砌、底部衬砌、水沟电缆槽衬砌结构实体品质，解决隧道整体衬砌质量缺陷难题，采用拱墙衬砌智能化模筑、底部衬砌一体化浇筑、水沟电缆槽同步一次性浇筑施工技术，结合混凝土自动喷雾养护施工工艺，有效减少或消除衬砌空洞、裂缝、不密实、渗漏水、止水带偏位、施工缝压溃、开裂掉块等质量缺陷问题； 通过成套装备研发，创新施工缝质量控制技术、拱顶浇筑饱满度控制技术、拱墙衬砌预防空洞施工技术、仰拱与边模一体化施工技术、水沟电缆槽机械化施工技术、喷雾养护温度及湿度自动化控制技术，提高铁路隧道衬砌混凝土浇筑、振捣、养护等工序施工工艺质量及施工标准，辅以信息化手段和自动监测技术，达到衬砌全过程质量可控。结果表明： 该施工技术与成套装备创新一定程度上可实现衬砌施工自动化、信息化和智能化，极大地提高衬砌施工技术水平，降低工人劳动强度，有效减少衬砌质量缺陷，提升衬砌施工品质，确保隧道衬砌满足设计及运营安全要求。     

公路隧道防排水系统施工技术研究

公路隧道修建过程中会遇到各种不利地质条件,隧道穿过富水地层时,丰富的地下水能延误施工工期,降低施工质量,增加施工成本,甚者造成施工人员伤亡,因此隧道防排水系统的施工显得尤为重要。从隧道防水和排水结构或构造角度出发,从注浆堵水施工、防水卷材施工、橡胶止水带施工、二次衬砌抗渗施工、排水盲沟及截水沟施工系统介绍了防排水体系的施工技术,最后结合某公路隧道防排水施工实例,分析了公路隧道防排水系统重点施工技术。     

自动布料带压浇筑隧道智能衬砌台车研制及应用

为解决隧道衬砌背后空洞及不密实、施工缝压溃、掉块、止水带偏位等技术难题，创新研制了自动布料带压浇筑隧道智能衬砌台车，构建了隧道衬砌混凝土自动布料、带压浇筑、施工缝零搭接和防空洞监测等新工艺体系，可减少或消除衬砌质量缺陷。试验表明： 1）采用自动布料封闭管路带压浇筑系统，能实现分层逐仓浇筑，减少混凝土离析和污染，实现单次换管2～3 min，提高效率35％以上，节省人工50%以上； 2）拱部采用自动振捣器，混凝土不密实减少85%以上； 3）运用双模式控制系统，提升定位精度和安全性，比普通台车定位时间缩短30 min以上； 4）采用“V”形槽零搭接装置，可避免施工缝顶裂和压溃，且利用可视化堵头板，方便施工； 5）应用智能集成控制系统，可实现自动布料、自动振捣、自动监测和自动生成数据报表，实现人机交互。     

隧道衬砌施工缝止水带施工工艺探讨

为规范隧道施工缝和沉降缝止水带施工,首先介绍了橡胶止水带的应用范围和特点,然后介绍了环向止水带和纵向止水带的操作步骤和安装要求。通过采用钢筋U型卡和方木支架对止水带进行固定以及选用合理便捷的连接形式,使得止水带连接和安装问题得到了有效解决,消除止水带质量通病,为隧道工程的止水带施工提供借鉴。     

运营公路隧道衬砌排水系统技术状况评估方法研究

为指导管理单位维护公路隧道衬砌排水系统，保证隧道结构和通行安全，提出一种公路隧道衬砌排水系统技术状况评估方法。根据公路隧道衬砌排水系统结构特点将其划分为排水段、排水单元和排水管段3个层次，分别以各管段的功能性和结构性病害参数作为评价指标建立相应的评价指标体系;参照市政排水管道病害参数的计算方法确定公路隧道衬砌排水系统管段病害参数计算方法;采用SWMMH软件建立公路隧道衬砌排水系统模型，模拟排水系统中地下水的状态，计算各管段和不同工况下排水单元间流量，根据流量比值大小得到不同管段和排水单元的权重；采用分层加权综合评价思想建立功能性和结构性技术状况评价模型。将该模型应用于实际工程中，计算结果能较好地反映排水系统实际状况。     

公路隧道防排水技术研究

隧道渗漏水是隧道中常见的一种病害,长期的渗漏水不但影响行车安全,还对隧道的结构造成损害,影响其使用寿命。介绍了隧道防排水的注意事项及应满足的要求,并着重研究了隧道防排水的三道防水圈层,包括围岩注浆、防水板施工、混凝土衬砌防排水和施工缝防排水等。给出了各施工工序的注意事项及应符合的要求,使隧道防排水工程质量具有可靠的保证,对工程实际具有一定的指导意义。     

高水压力下隧道泄水洞施工方法

隧道施工过程中溶洞为临时集中涌水点,水量较大,带有一定压力,造成初支股状喷水,二衬、仰拱施工缝冒水,涌水量超出原设计排水能力。如遇多年一遇大暴雨时,可能引起高水压力,引起运营期隧道衬砌生漏水及衬砌开裂等。由于涌水来源集中、单一,采用洞外疏排方式减少洞内排水压力。打设一个泄水洞,并在泄水洞内打设网状斜向引水孔,收集隧道集中出水点附近涌水,降低隧道衬砌背后的水量何水头高度,减轻隧道的防排水压力,解决暴雨时洞内涌水问题。     

铁路隧道衬砌施工工装工艺及信息化技术试验研究

针对当前铁路隧道衬砌存在的拱顶脱空、施工缝处空鼓、混凝土开裂掉块、渗漏水等质量缺陷，对缺陷成因及工装工艺方面存在的不足进行简析。以张吉怀铁路吉首隧道为例，开展新型智能衬砌台车工装工艺及信息化技术研发和试验应用。提出分层自动浇筑、端头透明堵头板、拱顶斜孔浇筑、端头零搭接装置、加强型中埋式止水带等先进施工工装工艺。拱墙衬砌台车信息评估系统通过PLC智能集成台车浇筑状况、布料系统、拱顶自动振捣、拱顶空洞监测、端部搭接监测、侧部压力监测、液压系统、行走系统及衬砌数据报表，实现衬砌浇筑和质量控制实时可视化管控。通过现场试验和第三方检测验证，二次衬砌混凝土缺陷每250 m检测范围由31处减少至4处，混凝土强度提升约12%。     

隧道穿越活动断裂区地下结构抗震性能研究

以乌鲁木齐市轨道交通1号线为工程依托,运用有限元计算软件模拟有减震缝隧道衬砌与无减震缝隧道衬砌,对两种工况下衬砌沿隧道轴线方向位移、衬砌沿主震方向位移及衬砌最大剪力部位进行对比分析,研究了隧道结构环向减震缝对衬砌抗震性能影响规律,得出在活动断层区隧道设置减震缝能够有效地对隧道结构起到减震作用。     

高寒地区隧道渗漏水病害成因及其处治对策

在春融季节,高寒地区隧道易出现衬砌渗漏、路面涌水等病害,并诱发隧道衬砌拱顶挂冰、边墙冰柱和路面结冰等冻害。对内蒙古博牙高速兴安岭隧道和扎敦河隧道的病害进行现场调查发现,兴安岭隧道的病害主要为施工缝漏水和挂冰;扎敦河隧道的病害主要为施工缝漏水和路面冒水。综合考虑隧道围岩条件、地下水补给、地形地貌等因素,深入分析病害产生原因,采取注水泥浆、注堵漏剂、设置引流槽、路面打孔、引排地表水等方法综合治理隧道渗漏水,取得了良好的效果,为高寒隧道渗漏水治理提供参考。     

黏性场地列车荷载影响下衬砌半渗透边界盾构隧道诱发地表固结沉降解

列车荷载作用下衬砌长期渗漏会显著影响软土盾构隧道周围土体的固结沉降，对邻近环境和地铁的安全运营造成不良影响。针对盾构隧道周围土体固结沉降的既有理论研究一般多考虑衬砌不透水条件，较少考虑衬砌渗漏水及列车荷载耦合作用对于地层固结沉降的影响。引入隧道衬砌半渗透边界和列车三角形循环时效荷载，基于Terzaghi-Rendulic固结理论，采用Boltzmann三元件模型模拟土体流变效应，推导了列车荷载作用下黏弹性地层盾构隧道渗漏水诱发的土体超孔隙水压力消散和地表固结沉降的复变函数解析表达式，并与6个工程实测数据进行对比，验证了所给出解析解的正确性与适用性。此外，通过参数分析讨论了衬砌-土体渗透比和列车荷载参数对土体固结沉降的影响。结果表明：衬砌-土体渗透比是影响盾构扰动地层固结快慢的主要影响因素，衬砌-土体渗透比越大，固结完成时间越早；列车荷载作用下，早期固结沉降速率相较于不考虑列车荷载时会有较明显的增加，但在列车荷载当量增加后，固结沉降速率的增长有所放缓，且其增量与衬砌-土体渗透比密切相关，衬砌-土体渗透比越大，沉降增加量则越大；隧道衬砌可以视为扰动地层的排水边界，其加速了土体固结沉降，而列车荷载与衬砌半渗透性耦合，进一步改变了土体固结沉降形态。     

从当前铁路隧道衬砌典型病害谈设计施工改进措施

铁路隧道对运营安全性要求极高,特别是高速铁路隧道。通过系统研究分析隧道衬砌典型病害（仰拱上拱、涌水、拱顶掉块风险）的原因,提出设计施工需改进的工程技术措施建议： 1)仰拱上拱的主要原因是地下水、构造应力、膨胀力、施工质量、结构刚度不足等,建议采取加强隧底防排水、加大仰拱矢跨比、加强仰拱结构刚度和强度、确保仰拱施工质量等措施; 2)涌水的主要原因是岩溶等复杂的水文地质条件、排水设施未充分发挥作用、施工质量缺陷等,建议采取加强水文地质勘察及施工地质评估、优化排水设计、提高衬砌施工质量、加强运营维护管理等措施; 3)拱顶掉块风险的主要原因是拱部衬砌存在空洞、厚度不足、施工缝缺陷等,建议采取优化施工缝结构设计、加强开挖和防水板铺设质量控制、配备先进工装设备等措施。     

基于可移动导架的隧道衬砌割缝技术与应用

隧道病害主要是渗漏水和衬砌裂缝。隧道养(维)护中经常需要在衬砌混凝土上割缝成槽。针对目前既有割缝技术的不足,开发了基于可移动导架的隧道衬砌割缝技术。其特点是切割机可在导架的引导下沿预定线路行走割缝;导架设有平移固定螺栓能使切割机割出规整的平行缝,为衬砌微创伤成槽创造条件;割缝过程省力、安全、高效。经在隧道渗漏水处治工程中应用,取得了良好效果。     

隧道中埋式止水带的安装工艺研究

渗漏水是隧道工程中的一个突出问题,中埋式止水带因具有结构形式简单、防水效果较好等优点,而被广泛应用于隧道防渗中。但传统中埋式止水带在安装过程中不易定位,且在浇筑混凝土时容易发生变形,导致止水带与混凝土之间的粘结强度不够,使隧道衬砌的防水效果大大降低。通过对中埋式止水带的施工工艺进行研究,提出环向止水带利用组合钢模将后浇部分止水带与上一模混凝土隔开,避免止水带在拆模时造成损伤,保证止水带整体位置准确及线形顺直。同时利用"T"型定位筋与钢模组合,保证2次混凝土浇筑时,止水带不发生局部变形,很好地解决了止水带的安装与定位等问题。