寒区隧道温度场变化规律及空气幕保温效果

隧道洞口段铺设保温层不能完全解决寒区隧道的冻害问题,为此提出一种新型寒区隧道空气幕保温系统,采用叠加原理、分离变量法和贝塞尔特征函数建立列车风影响下寒区隧道温度场计算模型,研究不同列车运行速度和运行间隔时寒区隧道温度场的分布规律,验证了新型寒区隧道空气幕保温系统保温效果. 研究结果表明:当外界气温为 ?30 ℃,围岩地温为5 ℃时,隧道洞口段铺设保温层已无法满足寒区隧道保温需求,应与主动保温措施联合;寒区长大隧道结构防寒不应仅在洞口段,若列车运行速度大（大于200 km/h）、列车运行频率高（间隔小于30 min）,寒区长大隧道需要全隧道防寒;50 m的保温空气幕联合1 050 m的保温层可以满足外界气温为 ?30 ℃、围岩地温为5 ℃、列车运行速度为300 km/h、列车运行间隔为10 min这种极端情况下寒区隧道的保温需求.      

晋北地区气温的降尺度特征及其对隧道防冻的影响

将观测尺度降低到小时,对晋北地区气温变化特征进行了分析,揭示了寒区隧道在年度周期内经历的多频次短周期冻融循环特征,并探讨了其对寒区隧道混凝土材料和衬砌结构防冻的影响。     

表面铺设保温层技术在鹤大高速公路隧道抗冻设计中的推广应用

低温和水是隧道发生冻害的必要条件。本文综合寒冷程度和围岩地下水状况对隧道冻害的影响,将鹤大高速公路18座隧道不同段落抗冻设防等级划分为重、中、轻三级,根据隧道抗冻设防等级分别提出不同的保温技术措施(增加衬砌厚度、衬砌配筋、增设保温层等)。通过在全线隧道推广应用表面铺设保温层技术,可有效提高鹤大高速公路隧道群结构安全性及抗冻耐久性,对确保季节性冰冻地区隧道通行能力及服务水平、提高行车安全性、降低后期养护维修费用具有重大意义,综合社会经济效益及科技示范效应显著。     

衬砌水化热对隧道内热交换管换热量的影响

为解决寒区隧道冻害问题,将地源热泵型供热系统应用于内蒙古博牙高速扎敦河隧道中。将热交换管以串联纵向的布置形式埋设在初衬与二衬之间,隧道衬砌施工过程中的水化热影响围岩的温度场,从而影响热交换管的换热量。研究表明:隧道施工过程中,衬砌水化热对围岩温度场产生两次影响;保温层可以加剧水化热的影响,浅部围岩温度场受到的影响更显著;衬砌水化热提升热交换管的换热量,保温层铺设越早,热交换管换热量提升也越大,最大达到31.9%。系统运行初期,应充分利用衬砌水化热对热交换管换热产生的有利影响。     

考虑随机裂隙的寒区隧道温度场研究

为进一步探究寒区隧道温度场的分布规律和保温层敷设厚度问题,以金家庄特长螺旋隧道为依托,通过现场实测、理论分析和数值模拟相结合的方法,建立隧道围岩区的随机裂隙模型,研究水分迁移和相变对温度场和保温层设计厚度的影响。研究结果表明：(1)水分迁移和相变作用使得拱顶二维截线A的负温区和衬砌与围岩接触面处的温度增大,并减小围岩的冻结深度和保温层的设计厚度;(2)随机裂隙和渗流作用导致围岩与衬砌结构接触面的温度分布不具对称性,但总体表现为由拱顶至仰拱逐渐增大的趋势;(3)保温层设计厚度与孔隙率之间的关系可用ExpDec1模型表现,解析解的保温层厚度较数值模拟大,但均小于实际工程的设计厚度。研究结果可为寒区隧道的温度场和保温层设计研究提供借鉴参考。     

低掺聚丙烯纤维混凝土桥面铺装耐久性分析

针对寒区桥面铺装这一特殊领域要求,对不同掺入量的聚丙烯纤维混凝土进行冻融循环及冻融—氯盐共同作用下耐久性试验,研究低掺聚丙烯纤维对寒区桥面铺装混凝土性能的影响。试验结果表明低掺聚丙烯纤维桥面铺装混凝土可提高抗冻性能并抵御氯盐侵蚀能力,防止钢筋锈蚀,增强混凝土耐久性。     

铁路隧道洞口合理抗震设防长度

为确定隧道洞口段衬砌的合理设防长度,使隧道结构抗减震性能达到最优,以单线140 km/h、跨度6.4 m的铁路隧道为例,采用数值模拟方法,建立了隧道洞口段的动力分析模型;分析了围岩条件、衬砌物理力学参数等因素对地震作用下隧道洞口段衬砌内力响应的影响,讨论了围岩加速度响应和衬砌结构内力响应规律.数值模拟结果表明:距离超过洞口段3倍隧道跨度后,衬砌结构内力响应明显减小;振动台试验结果表明:洞口段抗震设防长度为3倍隧道跨度时,减震效果显著,验证了抗震设防长度的合理性.      

寒区桥梁混凝土抗冻耐久性试验研究

通过冻融循环试验,对寒区桥梁混凝土抗冻耐久性进行试验研究。在不同水胶比、含气量、外加剂掺量、抗冻龄期、浆骨比等多种因素下,探索寒区桥梁混凝土抗冻性能的影响规律。试验结果表明,水胶比越大,相对动弹性模量下降速度越快;含气量最优取值为5%;不同浆骨比试件的质量损失均不断增大,相对动弹性模量损失率逐渐减少。     

寒区运营隧道洞口段冻害分析及对策

为解决寒区公路运营隧道的冻害问题,分析冻害形成机理,依据冻融周期内隧道现场拱顶、边墙和路面3个测孔位置不同孔深处的监测温度数据,分析隧道洞口段冻害类型.结果表明:在冻融期,隧道洞口段边墙从隧道二次衬砌表面沿径向延伸至围岩深部的温度逐渐升高,拱顶位置从衬砌表面向深部延伸处温度先升高后降低,路面从隧道路面边缘表面沿径向延伸...     

高速铁路隧道下锚段衬砌施工技术

结合贵广高速铁路GGTJ-5标段隧道下锚段衬砌施工,为满足下锚段衬砌大体积混凝土浇筑,确保衬砌施工质量,采用了工字钢、小模板对原有衬砌台车进行改装,针对改装后衬砌台车进行了刚度、强度检算,得出此方法可满足高度铁路隧道下锚段衬砌施工的需要,可供同类工程应用和借鉴。     

高海拔桥梁梁板预制冬季施工技术

概述四川省甘孜州国道318线东俄洛至海子山段公路改建工程D4合同段地处青藏高原以东。该地区冬长夏短,施工区域年平均气温3．0℃,极端最低气温-30．6℃,冬季干冷漫长,无霜期仅50d。施工地段地形、地势高程变化大,由高尔寺特长隧道出口海拔从3911．57m降到3469．70m,设计通过螺旋展线,左右摆线,多次跨过卧龙寺河、中古弄巴和铁门沟,在仅只有8．96公里的长度里有大中桥12座,桥梁建设总长度1392m,需要预制16m预应力砼简支带翼小箱梁143片和25m预应力砼简支T梁120片,梁板预制工作较为繁重。     

土工格栅处治填挖交界路基数值模拟与现场试验

考虑地基与路基的压缩变形与填挖交界处的相互作用,应用分析软件ANSYS建立了路基变形有限元模型,模拟了格栅竖向间距与挖方段铺设长度对土工格栅加筋纵向处治填挖交界路基的影响规律,并通过现场修筑不同方案的试验路段和沉降跟踪观测,研究了土工格栅铺设层数对填挖交界路基差异沉降的影响。分析结果表明:土工格栅的竖向铺设间距在0·8~1·0m时,路基不均匀沉降较小,路面产生竖向位移的变化较缓慢,建议土工格栅铺设的竖向间距以不大于1·0m为宜;改变锚固端格栅铺设长度对路面竖向沉降的影响很小,从经济角度考虑,挖方段土工格栅的最小锚固长度选取2m;在路基96区和94区底各铺设一层土工格栅可以有效降低路基差异沉降。     

公路隧道漏水的治理

公路隧道漏水治理是一项较大的技术难题。京承线广仁岭隧道自1984年建成后,于1985年底开始漏水,虽先后两次采用暗槽引导拱顶积水、开挖拱顶铺设外贴式防水层、衬砌背后空隙压注水泥砂浆、衬砌施工缝隙等堵漏方法,但都没有取得较好的治理效果。由于漏水,引起隧道内混凝土路面结冰,隧道墙壁与拱顶悬挂冰柱,经常引起交通事故。     

高性能抗裂防水混凝土试验研究

针对几种膨胀剂性能对比试验研究,分析CSA抗裂防水剂的性能。在配制高性能抗裂防水混凝土过程中,通过CSA抗裂防水剂的特性分析以及掺加CSA抗裂防水混凝土的试验研究,得出自防水衬砌混凝土最佳配合比,同时进一步提出自防水衬砌混凝土的抗压强度、抗渗、抗冻等性能指标。结合大伙房输水隧洞富水段衬砌自防水混凝土现场试验,验证CSA抗裂防水混凝土有效防止围岩渗漏水的优良性能。     

超前支护技术在围岩隧道施工中的应用

工程概况 某隧道全长12615m 。HDK41＋910～HDK42＋074、HDYK41＋900～HDYK42＋074段为左、右线单线隧道,左、右单线长度均为174m,以喇叭口形式过渡为双线单洞隧道,HDK42＋074～HDK54＋000为双线单洞隧道,长度为11926m, HDK54＋000～HDK54＋425、HDYK54＋000～HDYK54＋525段为左、右线单线隧道,左、右线长度分别为425m、525m,以喇叭口形式过渡为左、右线单线隧道。隧道除进口端位于砂质黄土层中外,大多位于混合岩、花岗岩、片岩及砂岩夹砾岩层中,线路经过处山体起伏大,相对高差50～110m,隧道最大埋深340m,埋深最浅处则在出口端的冲沟谷底露顶横穿而过,浅埋段长150m,明洞段长约164m。本隧道设置8座斜井及两段明洞,隧道出入口、明洞入口及斜井入口均修筑便道相通。     

太行山隧道露水河暗挖段施工方案设计

太行山隧道采用双洞单线方案,隧道最大埋深915 m,最小埋深12 m。在露水河工区DK590+700~DK590+885段共185 m,采用暗挖法施工。隧道露水河暗挖段作为太行山隧道露水河段工区重要组成部分,考虑到雨季易发生突(涌)水风险,本段施工安排在第三个旱季进行,施工时利用二期施工便道和预留的未衬砌段作为通道进行暗挖施工。本工程暗挖段施工方案设计,包括开挖、支护、防排水、衬砌等专项工程设计,对其他类似工程有可鉴之处。     

青藏铁路低温冻土区片石路基的温度特征

在青藏铁路五道梁低温冻土区进行了片石护道路基新结构和土护道路基结构的实体工程试验,以确定路基修筑对温度场的影响．对测试断面冻融循环的地温监测资料的分析表明,2004年片石路基左右路肩孔冻土上限处,年平均地温分别低于土护道路基相应位置0．12℃和0．14℃．2005年片石路基左右路肩孔分别低于土护道路基相应位置O．65℃和0．03℃,冻土上限以下地温均呈逐年下降趋势．片石护道和土护道路基冻土上限均存在不对称性,但随着时间发展,片石护道路基最大融化深度位置基本接近或超过天然地面,且冷生过程还在继续．该区域的片石护道路基新结构能够有效发挥降低地温、主动保护多年冻土的作用．     

石郎山岩隧道左线进口段浅埋区施工技术

工程概况奉化市莼湖镇对外快速通道为双向四车道一级公路,路线全长6.164Km,其中,设分离式石郎山隧道一处,左线长度为3270m,右线长度为3250m,左右两线进口段均设置15m明洞。隧道设计建筑限界尺寸中,行车道净高5.0m,行车道宽2×3.75m,两侧检修道宽度0.75m。隧道的设计净空断面轮廓线为三心圆,其标准断面的净空设计半径分别为543cm和793cm。隧道区属于侵蚀剥蚀低山丘陵区,左线进口段围岩风化程度较高,总体较为松散破     

高海拔隧道热固型材料防冻保温层厚度的隔热效果仿真分析

在建立隔热层/衬砌/围岩的二维传热学分析模型基础上,基于二维稳态导热有限元分析方法对隧道围岩、衬砌温度场分布进行模拟仿真计算。首先,对地域环境年平均气温-3.5℃条件下,不同设计厚度的热固性隔热料福利凯(FLOLIC FOAM)的防冻保温效果进行了分析;其次,对防冻保温层设计厚度为5 cm且隧道环境温度由-3.5℃下降至-10℃时,单位厚度隔热层防冻保温导致的温差变化及其产生的隔热效果进行了对比;第三,当隧道环境气温从-3.5~-35℃范围变化且隔热层厚度为5 cm时,给出了可达到的防冻保温最低温度范围。     

“新奥法”在周岙底隧道施工中的应用分析

将结合周岙底隧道,详细探究"新奥法"的实际应用,并具体阐述了隧道施工中的进洞施工方法、掘进开挖方法、衬砌支护施工、隧道仰拱铺筑与填充施工、防水层施工、全断面钢模台车二次衬砌混凝土施工以及隧道混凝土路面施工要点。