铁路隧道明洞高陡边坡加固防护与监测方案研究

根据分析与计算，隧道明洞高陡岩质边坡通常受构造影响，岩体不利结构面发育，坡面小型楔体分布，在外力作用下长期稳定性较差，可能沿临空面形成危岩落石甚至崩塌等灾害。工程设计中宜采取延长明洞，增加明洞回填厚度，设置预应力锚索、防护网及自动化监测系统等综合措施进行加固防护与变形监测，以确保施工及运营的长期安全。     

膨胀土路堑明洞上拱预防措施

既有普速铁路、公路膨胀土路基经常发生上拱等病害,针对路基膨胀土上拱预防措施研究较多,对在膨胀土地区修建高速铁路明洞的研究较少.依托郑万高铁孝山明洞工程,分析施工期间孝山明洞上拱原因,对预防膨胀土路堑明洞上拱措施进行研究.通过对初拟预防明洞上拱不同措施进行结构受力分析,经过比选采用侧墙锚固方案.该方案使明洞结构与路堑边坡...     

千枚岩滑坡体段明洞开挖复合支挡结构处理技术

某隧道明洞浅埋偏压,位于全风化千枚岩地层,地下水位出露浅,现场施工诱发坡体溜坍,通过滑坡体形态勘查,地质钻孔核查确定了滑动面。为解决滑坡体前缘明洞开挖卸载土体诱发坍体继续滑移,研究了滑坡体Π型抗滑桩、明洞开挖桩-锚-梁复合支挡结构处理技术,简述了施工注意事项。施工监测表明,滑坡体Π型抗滑桩、桩-锚-梁复合支挡结构加固处理技术效果明显,安全可靠。     

沟槽式高填黄土明洞洞顶垂直土压力统一计算方法

针对明洞洞顶垂直土压力计算公式的不足,综合考虑大、小边坡坡角,推导沟槽式高填黄土明洞洞顶垂直土压力统一计算公式。采用荷载等效方法,将数值计算的明洞顶土压力的抛物线型分布荷载转化为均布荷载,与统一公式计算得到的均布荷载进行对比,验证统一计算方法的正确性。取20°的小坡角沟槽,利用统一计算方法研究填料性质、明洞与沟槽宽度比等参数的敏感性对土压力的影响。结果表明:小坡角沟槽情况下,填土内摩擦角、黏聚力以及沟槽与明洞宽度比对明洞洞顶土压力基本无影响;填土模量增大可以减小土体压缩相对变形量,减轻明洞洞顶应力集中现象。因此,在实际小坡角沟槽明洞工程中,应尽量提高土体压实度,减小明洞结构受力。     

郑西客运专线黄土隧道半装配式拱形明洞接长施工技术

为了确保开通运营后列车行车安全,在郑西客运专线联调联试期间,铁道部要求对黄土隧道洞口高边仰坡及相邻距离较短的隧道增设拱形明洞防护工程,通过设计施工紧密结合,打破常规思维,创新明洞结构设计形式,合理组织明洞同步平行施工,安全、顺利、迅速完成了半装配式拱形明洞施工,为今后类似条件下的隧道洞口明洞施工积累了一定经验,可供类似工程参考。     

超高回填明洞设计探讨

由于超高回填明洞设计缺乏理论指导及既有工程实例作为参考,对其研究具有重要的工程实际意义。通过数值模拟及理论分析对明挖法和盖挖法明洞工程结构受力进行了对比分析,结论如下:2种施工方法明洞结构受力有着本质的不同,明挖法竖向土压力为静止土压力,盖挖法竖向土压力为主动土压力;由于受力、结构的限制,明挖法修建超高回填明洞是不可行的;盖挖法超高回填明洞竖向压力大大减小,其值不受回填土高度变化影响,是修建超高回填明洞的有效方法。     

明洞渡槽段明挖暗做法施工技术

根据现场实际情况,结合该项工程的施工具体时间,决定该段明洞渡槽采用明挖暗做的施工方案进行施工,确保施工工期和隧道施工安全,具有一定的参考价值。     

基于强度折减法的路堤边坡稳定性分析

针对雨后土体强度不断降低的情况,利用有限差分强度折减法,对边坡的稳定性进行了数值分析,将计算结果与监测数据进行了比较。分析表明:数值模拟路堤中潜在滑动面很好地吻合了由监测结果分析得出的滑动面,路堤的滑动从坡体后缘软弱面开始,逐渐展开贯通至整个滑动面。通过数值模拟结果和实际工程结果的对比,证明有限差分强度折减法在边坡稳定性分析中进行工程应用是可行的。     

兰新高铁百里风区防风明洞设计

研究目的:兰新高铁穿过著名的百里风区,为减小大风对高速铁路运营的影响,在百里风区的核心区设置封闭的防风明洞。本文结合百里风区的大风特征和环境特点,确定该防风明洞结构形式,并对戈壁大风区防风明洞的施工工艺、接缝连接形式及通风、采光、泄压孔等进行研究。研究结论:(1)确定了防风明洞结构形式为"桩基+纵梁+拱形混凝土结构";(2)防风明洞拱形混凝土结构采用工厂化预制+现场拼装的施工方式;(3)预制构件之间采用"型钢-后浇混凝土"的刚性连接技术;(4)为实现防风明洞自然采光、自然通风以及缓解空气动力学效应,提出在防风明洞结构背风侧设置通风、采光、泄压孔;(5)本研究成果可用于公路、铁路穿越大风区等环境敏感地段的隔离防护工程,也可为类似工程的修建提供参考依据。     

明洞隧道衬砌环向非受力裂缝分析及控制技术

目前国内对明洞隧道拱墙衬砌浇筑过程中出现的环向裂缝研究较少,该类裂缝由于是非受外力作用产生,没有引起足够的重视,但该类裂缝会引起隧道渗水、甚至影响结构耐久性。为了解决明洞隧道拱墙衬砌环向裂缝问题,依托京张高铁东花园明洞隧道工程实例,对明洞隧道衬砌环向非受力裂缝宽度影响因素进行了深化研究,通过对环境温度、配筋率、每版衬砌长度、底边墙的约束度等不同工况进行理论分析,提出明洞隧道衬砌混凝土非受力裂缝关键影响因素,并对裂缝的宽度和长度进行理论量化计算,提出该类裂缝控制关键技术,研究结果可为其他类似的明洞隧道衬砌设计、施工提供借鉴和参考。     

桩基础在隧道基础工程中的应用

根据辅助道路沿线的地质、地貌特征以及向家坝水电站蓄水塌岸线对隧道工程的影响，结合碧腰姑隧道明洞基础的设计特点，从明洞段基础处理的方案比选、安全及实用等诸方面，系统地介绍了桩基础在隧道设计中的应用，为以后类似工程提供借鉴．     

考虑基础刚度的新型高填方双层衬砌式明洞的动态力学特性

为解决高填方明洞整体式衬砌过厚导致的水化热裂缝问题,在渝利铁路重庆丰都高填方明洞工程中首次采用双层衬砌设计,通过现场实测及数值模拟2种方法分析该新型结构的动态力学特性。结果表明:在回填土达到明洞顶部前,即仅有侧向荷载时,明洞结构的内力增量很小,在回填高度超过明洞顶部后,明洞的内力则随回填高度的增加而线性增长;双层衬砌明洞的外衬和内衬的轴力之比接近二者的厚度之比,而二者的弯矩之比则无类似规律,二者的相互作用方式与组合梁类似;采用混凝土坝基础时一定程度上增大明洞的荷载,其上明洞的轴力和弯矩分别为软岩基础上明洞的1.2~1.6倍和1.6~2.4倍;明洞拉应力集中现象主要出现在边墙位置。建议对混凝土坝基础上的明洞采取减载和优化边墙结构措施。     

岩石边坡工程植被演替规律研究

通过对大量调研资料的分析,以及对工程植被护坡的连续监测和间断监测,研究了岩石边坡工程植被的演替规律。将坡面恢复植被的生长繁衍划分为人工植被生长期、本地植被侵入期和植被稳定生长期。分析了影响工程植被护坡效果及达到稳定生长期所需时间的主要因素,提出了相应的工程对策(或设计原则)。     

金沙江陡岸隧道洞口施工技术

溪洛渡水电站对外交通专用公路新滩1号隧道出口位于金沙江北岸,洞口段32m系浅埋偏压地段,设计为明洞;施工采取了自洞内导洞出洞、明洞基础加固、明洞抗偏压挡墙构筑、明洞格栅护拱构筑、拱顶回填及明洞拱下超前支护、上下断面扩挖、监控量测等多项技术,并加强了洞口排水及周边环境保护,顺利实现了浅埋偏压明洞施工。     

兰渝铁路范家坪隧道出口危岩落石分析及防护设计

根据兰渝铁路范家坪隧道出口危岩落石发育情况,利用rockfall软件,建立危岩落石运动模型,分析落石的运动特征,实现危岩落石可视化,结合落石运动轨迹、落点分布情况、冲击能量、冲击力、弹跳高度、位移偏移量等研究成果,提出接长明洞和主被动防护相结合的落石综合防护措施。结果表明:在坡面坡积层和明洞回填土缓冲和消耗作用下,接长明洞和主被动防护网相结合的方法可有效防护危岩落石,降低落石冲击风险,保证洞口的安全。可保证隐式中墙复合式连拱隧道施工安全     

铁路路堑型明洞顶部垂直土压力的研究

由于受到地形限制或平山造地政策的影响,浅埋明洞回填深度可能较大。而规范中的土柱法仅适用于回填高度较低的情况且并未对回填土高度做出明确规定,所以简单使用土柱法已经不能满足工程安全与经济的要求。为明确明洞回填土荷载,基于Marston理论考虑明洞拱部上方内外土柱变形差异以及偏压回填情况,建立路堑型明洞拱顶垂直土压力计算模型和计算公式,给出不同埋深土压力系数的取值,理论计算与有限元结果相吻合。研究结果表明:路堑型明洞拱顶垂直土压力变化趋势为先增大后减小;埋深大于10 m时,路堑对称型明洞拱部垂直土压力的分布规律不再随埋深改变而发生变化;路堑偏压型的分布规律则随埋深变化而变化,埋深增大两侧土压力分布系数差值越小。     

兰新高速铁路戈壁区路堑段明洞渡槽排水设计研究

以兰新高速铁路新疆境内长段落路堑段综合排水系统中的明洞渡槽为研究对象,结合其大风戈壁漫流区的特点,提出以明洞渡槽为主体的"导流堤+明洞渡槽+路堑天沟"的综合排水系统,其研究成果可为戈壁漫流区路堑地段排水工程服务,并为今后类似的工程修建提供参考依据。     

基于颗粒流的高填黄土减载明洞土拱效应分析

实际工程表明,在高填方明洞顶部铺设EPS板可以明显降低洞顶竖向土压力,然而,铺设EPS板会将明洞上方的土体荷载向其两侧土体转移,导致其侧墙所受水平土压力及弯矩增大。为了进一步减小明洞受力,提出一种新型减载明洞体系,利用颗粒流软件建立相应数值模型,从竖向、水平土压力、颗粒竖向位移、颗粒间接触力和孔隙率等细观层面研究该减载明洞的荷载传递机制。此外,基于该减载体系,分析EPS板距拱顶位置、宽度和填土压实度对明洞土拱效应的影响。研究结果表明:该减载体系可以扩大土拱效应的影响范围,同时减小洞顶与洞侧土压力;土拱效应的发展与洞顶土体孔隙率的变化相关,孔隙率随EPS板距拱顶距离的增加逐渐减小,土拱效应逐渐减弱,洞顶土压力逐渐增大;随EPS板宽度的增加先增大后减小,当EPS板宽度W=1.5D时,孔隙率达到最大值,土拱效应最强,洞顶荷载分布最少;填土压实度越大,柱土应力比越大,洞顶土压力越小。     

铁路水害地段增建明洞棚洞时接触网改建方案

我国山区的老旧电气化铁路由于建设时间较早,技术标准较低,施工材料性能较差,在出现水害时铁路两侧山体成为铁路的重大安全隐患,因此增建明洞棚洞是十分必要的。针对在增建明洞棚洞时,已有接触网设备对施工产生的干扰,对明洞棚洞增建时接触网改建实施方案中的关键点,即接触网锚段关节及中锚的处理、接触网定位装置的选择和接触网工程定位支柱的选择进行详细论述,对施工过程中如何处理出现的问题作了介绍,提出过渡支柱基础采用在棚洞立柱内预埋底座的形式、在悬臂梁上安装吊柱并用弓形腕臂进行定位以及利用边墙的过渡立柱结构形式等建议,为既有电气化铁路增建明洞棚洞提供重要技术支持,为后续大批量水害整治工程奠定技术基础。     

深部位移监测在东西高速滑坡处治中的应用

研究目的:阿尔及利亚东西高速M3标段,个别滑坡滑面及滑床为碎块石,单纯通过钻孔岩芯鉴定无法准确确定滑面,而滑面判定不准,不是造成浪费,就是造成工程失败.研究结论:(1)老滑坡体的存在、相对疏松的岩土结构是滑坡产生的前提;持续降雨入渗软化滑带土,增加土体重度;土方开挖形成高边坡且没设置恰当的支挡防护工程,从而导致岩土体自坡面剪出形成滑坡.(2)深部变形监测定量验证了该滑坡发生了多期活动,存在多层滑带土的特点,浅层滑面距离地表6.5 ～20.5 m,深层滑面距离地表15.5～31 m,滑面最大累计位移13 mm,滑面处最大变形速率0.42 mm/d.(3)深部变形监测对于投资受到限制、地质地层情况复杂、钻探工作难以准确界定滑面层位等情况特别适用,辅助勘察设计与后评价工作.