富水公路隧道排水系统结晶堵塞典型病害分析与处置

隧道排水系统的正常使用是保证隧道衬砌结构安全和行车运营安全的重要前提,在西南地区,隧道施工常碰到地质条件复杂的富水地区,隧道排水系统在施工阶段出现白色结晶沉淀致使排水系统堵塞甚至失效。文章通过大量的文献调研和工程实践应用,探析富水地层公路隧道排水系统结晶堵塞的成因机理,并提出针对性的病害处置建议,可显著减少排水系统堵塞的发生,提高隧道结构的安全性。     

在建隧道排水系统结晶堵塞试验

为了探究在建公路隧道排水系统结晶堵塞机理,分析隧道排水系统结晶堵塞的发展过程,自主研制了可模拟隧道初支混凝土、地下水渗流过程、隧道排水系统的试验装置系统.通过该系统模拟了富水隧道排水系统渗流结晶过程;通过检测隧道排水管排出溶液的pH值、总碱度、Ca2+浓度以及排水管内的结晶量等,研究了速凝剂掺量、地下水水质对生成结晶体...     

灰岩地区隧道排水管长期性能及化学结晶淤堵机理

南方湿热多雨条件下,灰岩隧道地区排水管化学结晶淤堵是影响隧道结构安全的重要因素,为有效解决排水管化学结晶处治养护技术难题,有必要探究湿热条件下灰岩隧道排水管化学结晶淤堵机理。在模型试验的基础上,采用离散元理论及刚-柔接触理论,对灰岩隧道排水管化学结晶淤堵全过程进行了模拟计算与分析,取得了一系列成果：(1)获取了隧道工程排水管渗流作用下位移场与应力场的分布规律及特征,验证了模型试验结果的正确性;(2)根据模型试验及数值计算得出的泄水量-时间变化规律,提出了灰岩隧道排水管最佳破晶第一养护时间节点与最晚破晶第二养护时间节点;(3)揭示了灰岩隧道排水管长期性能及化学结晶淤堵机理。     

岩溶隧道衬砌施工缝疏水涂层长期工作性能研究

岩溶隧道排水系统中普遍存在岩溶水碳酸钙结晶堵塞反复出现的问题,从而引发隧道渗漏水加剧,危及隧道运营安全.在依托工程中,对岩溶地区运营公路隧道衬砌施工缝渗漏水进行了引排水处理,并在排水半管的混凝土基面上施作了疏水涂层以减少结晶的附着,针对该疏水涂层的长期工作性能进行了室内试验和现场监测.选取基面接触角作为表征指标,通过室...     

公路隧道排水系统结晶堵塞治理

隧道排水系统堵塞危及衬砌结构的安全问题不容忽视。在东溪山隧道水害及隧道排水系统堵塞问题调研分析的基础上,提出了一种可维护型排水治理方案。基于现场监测及数值模拟,进行了降水与排水流量、衬砌背后水压响应特征分析,评价了衬砌结构受水压状态下的安全承载性能。结果表明：(1)排水流量和衬砌结构背后水压力对降雨量具有较敏感的响应性,其中水压力对频繁强降雨的响应更敏感;(2)排水流量和水压力监测结果表明可维护排水系统大多数时期处于良好工作状态,仅在频繁强降雨时排水系统无法快速排泄地下水,背后水压力上升;(3)经数值模拟验证,衬砌结构在峰值荷载下仍有一定的安全储备,不会发生结构承载的破坏,采用可维护型排水方案治理排水系统堵塞问题有效可行,可为同类工程问题提供经验参考。     

岩溶区隧道排水管结晶规律模型试验

针对隧道排水系统出现的岩溶地下水结晶堵塞问题,设计模型试验,研究了岩溶区隧道排水管结晶规律.首先,基于腐蚀性分析及饱和指数法,测试了隧道岩溶地下水的离子成分和浓度,分析了隧道排水管内结晶物的形成及结晶趋势.其次,基于供水系统、回水系统以及目标管道系统3个部分,设计组装了模型试验装置,模拟了隧道现场结晶现象.通过模型试验...     

运营岩溶隧道结构水压长期监控及其特征分析

对于岩溶隧道,水压力是衬砌结构的主要荷载之一。在岩溶隧道的运营过程中,水压力受隧道的排水系统、岩溶、地表水等因素的影响而不断地变化着。对运营岩溶隧道结构的水压力进行长期监控和分析,可以了解岩溶隧道结构的受力特征及隧道防排水措施的作用,为岩溶隧道的后期维修养护和水治理提供相应参考依据。以宜万铁路大支坪隧道为研究对象,对其运营过程中水压力进行了长期的监控和分析,监控结果说明,施工过程中的防排水措施起到了相应的作用。隧道结构水压力在2~35kPa范围内变化,其数值基本稳定,对隧道结构的受力特征影响较小,同时为该岩溶隧道的后期维护提供了有益的参考。     

媲双坳隧道运营期地质综合探测技术研究

近些年来,运营期公路隧道水害频发,查清隧道的工程地质和水文地质条件是解决隧道水害问题的必要条件,而运营公路隧道由于受交通和现场条件的限制,探测方法的选取至关重要,直接关系到探测结果的准确性和处治的效果。该文以京珠高速媲双坳隧道发生严重隧道渗漏水为例,综合运用地质分析法和水连通试验查清了隧道水文地质影响范围,采用高密度电法和地震映像法查清了隧道的不良地质和工程地质条件,基于此,明确了水害机理,为水害的处治奠定了良好的基础。     

运营公路隧道排水系统病害检查方法与技术要点

运营公路隧道排水系统的病害处治问题目前已经成为隧道养护的重难点，而目前尚未形成系统性的病害检查技术。结合现场实施工程案例，提出了具有普适性的运营公路隧道排水系统病害检查方法和技术要点，包括方案编制、检查实施和分析总结3个主要阶段，其中方案编制主要是搜集隧道和现场资料，编制检查实施方案；检查实施主要是采用地质雷达、内窥镜等设备针对中央排水管、纵横向排水盲管、边墙检查井和中央排水管出水口进行全面检查；分析总结主要对检查获得的资料进行整理、分析、编制报告和资料存档。该检查方法试用于某运营公路隧道排水系统检查的实际案例，取得了良好效果。     

岩溶区运营公路隧道水害分析及处治

岩溶地区运营公路隧道大多数存在水害问题,这些水害问题会对隧道的运营和结构安全性造成影响,严重的水害甚至会阻断交通,对衬砌结构造成永久性破坏。以京珠高速公路某隧道在特大暴雨的影响下出现了二衬混凝土掉块、边沟涌水涌泥和隧道渗漏水等水害为例,对岩溶地区运营公路隧道水害原因及防治措施进行了分析研究,可供同类工程参考和借鉴。     

甘肃公路隧道病害主要类型及养护对策研究

分析4年来甘肃600余km公路隧道技术状况评定结果,统计发现结构破损及渗水是隧道最主要的病害类型,应重点关注并长期投入防治;隧道结构变形病害主要分布在黄土和泥岩或二元复合结构等软弱围岩地层中,经过多年处治后,病害数量明显减少但尚未根除,需及时开展专项治理;隧道运营5年以后病害数量明显增多,应重点开展运营5年内的隧道预防性养护。经过统计专项检查结果,湿陷性黄土、泥质岩等软弱围岩在水的作用下发生性能劣化,叠加一定程度的质量缺陷是产生病害的主要原因。针对隧道病害特点,提出加强预防性养护、结构变形及渗水病害专项处治、加强隧道薄弱环节设计、配备隧道养护专业化设施设备等养护建议,结合隧道典型案例,对养护效果情况进行了介绍。最后提出应重点围绕交通影响较小的检测维修技术与实施模式、隧道检查信息化和数字化建设开展相关探索。研究成果可对公路隧道病害防治提供借鉴参考。     

基于PSO-SVM公路隧道水害危险性分级研究及应用

复杂工程水文地质条件下,为提高公路隧道施工和运营的整体安全性能,避免人员和财产损失,基于粒子群算法优化的支持向量机(PSO-SVM)判别理论,构建山岭公路隧道水害的危险性的分级评价模型。将隧道水害危险性分为4个等级作为SVM分类器的4个标签,依据"物质-构造-自然-人工"的事物发展逻辑,选取围岩岩性、岩体质量分级、构造断裂带类型、隧道围岩水系连通性、降水量、汇水面积、地下水高程差、防排水措施、爆破振动、隧道施工分级共10项指标作为SVM的判别指标。收集整理国内典型的20组公路隧道的指标数据作为模型的训练样本,将训练后的模型应用于济南二环高速公路项目上在建的6条隧道水害危险性分级中。研究结果表明:构建的PSO-SVM的分级模型准确率高,分级效果合理有效,及时提出了相应的公路隧道水害的预防和治理措施,有效地减少了隧道水害的发生,为类似隧道工程水害危险性分级提供参考和借鉴。     

关角隧道斜井施工自动化排水技术

关角隧道是中国最长的铁路隧道,该隧道富水区长22.5 km,涌水量大,施工难度高。以关角隧道5#斜井为背景,通过对排水设备的选型和组合,实现斜井的自动排水。介绍使用PLC控制器及软启动器实现自动排水的原理,对传统泵站的缺点进行分析,并对自动排水系统与传统排水系统进行比较。结果证明,自动排水系统的经济性和可靠性均优于传统排水系统,该自动排水系统在关角隧道的施工中得到了有效的应用,并降低了工程成本。     

公路隧道沥青复合式路面防排水技术研究

路基排水及控制地下水位问题是我国公路隧道采用沥青混凝土复合式路面结构的一大挑战。通过对我国公路隧道路面结构防排水技术及隧道路面病害现状的调查,对现有路面防排水研究以及隧道内防排水研究成果的分析研究,提出隧道内沥青复合式路面结构体系防排水理论,主要包括：1）隧道路面结构防排水体系的拟定原则;2）隧道沥青复合式路面防排水系统结构形式辛口材料。结合依托工程,给出了高速公路隧道沥青复合式路面结构防排水技术指导方案。研究成果对于重庆市高速公路隧道沥青复合式路面的建设及养护,提高隧道路面使用性能、使用寿命及服务水平,降低养护成本,提高公路隧道运营的安全与综合效益,具有重要的现实意义。     

基于信息熵和集对分析理论的公路隧道水害倾向性判定

通过对公路隧道存在的灾害类型分析,发现水害是公路隧道安全的重要危险隐患,为了预防和减小公路隧道水害带来的损失,针对公路隧道水害危险性,利用集对分析与信息熵对其倾向性进行综合评判分析。以隧道区渗透系数、隧道区降水量、单位涌水量3项指标作为基本判定指标,确定项目实际数据的倾向性效用值。基于信息熵理论,依据各个判定因子对倾向性的影响程度确定其权重系数,从而进一步可以得到公路隧道水害判别因子与倾向性之间的联系度关系式。根据公路隧道各个判定因子的分级标准界限值与实测值之间的关系,对公路隧道评估对象进行同一、对立与差异性的集对分析,得到水害判定因子对应的单指标联系度与综合联系度,从而最终可以判定公路隧道的水害倾向性。选取国内10项典型的公路隧道利用所构建的集对分析模型进行水害倾向性综合判定,将模型分析所得结果与实际结果进行对比分析,其差异在合理范围之内,验证了理论模型分析的有效性。     

我国公路隧道养护工程技术与管理技术之思考

截至2013,我国已有11359座/9605.6km公路隧道进入养护期,养护工作任务将长期且繁重,但现有技术不能满足工作实际需求。为此,通过全面调查欧美日等国、以及世界道路协会和国际隧道协会在隧道养护方面的现状,并结合与我国现状的比较,分析并指出了我国公路隧道养护技术的不足。该文认为,我国公路隧道的养护工程技术在检测技术、决策技术和维修技术等方面,以及养护管理技术在管理体制、管理理念和管理手段等方面,存在诸多技术瓶颈,并指出了对应的关键问题和未来的发展方向。     

高速公路隧道沥青复合式路面结构防排水研究

路基排水及控制地下水位问题是我国公路隧道采用沥青混凝土复合式路面结构的一大挑战。本文通过对我国公路隧道路面结构防排水技术及隧道路面病害现状的调查研究,提出了隧道围岩地下水贫富状况定性分级方法。通过对现有路面防排水研究以及隧道内防排水研究成果的分析研究,提出了隧道内沥青复合式路面结构体系防排水理论,主要包括：（1）隧道路面结构防排水体系的拟定原则;（2）隧道沥青复合式路面防排水系统结构形式和材料。结合依托工程,给出了高速公路隧道沥青复合式路面结构防排水技术指导方案。本文研究成果对于重庆市高速公路隧道沥青复合式路面的建设及养护,提高隧道路面使用性能、使用寿命及服务水平,降低养护成本,提高公路隧道运营的安全与综合效益具有很高的现实意义。     

基于Tableau大数据的隧道技术状况分析

公路隧道经历近20年高速建设发展后,已逐渐转入养护期。隧道运营管理单位面临着长期、繁重的养护任务,其中隧道养护决策的制定主要参考隧道技术状况水平。采用Tableau大数据分析软件,从隧道基本情况及土建各结构分项两个层面对隧道技术状况数据进行分析,总结影响隧道土建结构技术状况的主要因素,并分析其影响程度,以期为公路隧道养护工作提供参考。     

岩溶隧道修建水害风险评估及其防治对策探讨

以万利高速公路长安寨隧道为工程背景,综合考虑岩组岩性、地质构造、岩溶水动力分带和地形地貌等因素,运用层次分析法和模糊综合评判理论对岩溶隧道水害风险进行评估,确定了岩溶隧道水害风险等级,并根据风险等级制定了岩溶水害防治对策。     

大宝山公路隧道防排水设计和施工

大宝山隧道是一座较长大的高速公路隧道，对隧道的防排水要求较高。该隧道的防排水系统，具有一定的代表性。论述了该防排水系统在施工和使用中的缺陷，并提出了一些设想和隧道衬砌结构防排水设计应遵循的途径。