严寒地区高铁隧道全包防水设计

由于高速铁路列车运行速度较高,对隧道安全使用功能要求也相应提高.严寒地区高铁隧道的渗漏水、挂冰等病害,一直是困扰东北铁路运营部门的难题.防止全包防水型隧道后期渗漏水是目前铁路隧道建设的重点研究内容.介绍哈牡客专爱民隧道全包防水设计系统,并总结分析隧道运营后的实施效果,可为严寒地区高铁隧道的防寒保温及全包防水设计提供参考...     

高铁运营隧道衬砌质量地质雷达检测技术

高铁运营隧道的衬砌质量检测具有时间紧、任务重、影响因素多、协同难度大等突出特点.针对高铁的特点和要求,在多条线路检测经验的基础上,系统总结了运营隧道衬砌质量的检测方法和流程,包括基础资料收集、实际测线布置、雷达天线频率和参数选取、现场测量工作、检测数据分析与判释等,给出了常见病害的特征雷达剖面和现场验证图像,对及时有效地探测和确诊隧道衬砌病害具有重要的参考意义.     

冰-水相变对寒区隧道动态温度场影响研究

为了揭示冰-水相变对寒区隧道动态温度场的影响,通过建立隧道有限元模型,对比分析考虑相变与否两种情况下隧道温度场的动态变化,研究隧道在内部气温变化作用下的冰-水相变发展过程。研究表明:围岩内部温度随深度增加而升高,年变化幅度逐渐减小,变化相位逐渐滞后;考虑冰-水相变后,隧道温度场年动态变化过程改变较大,温度年变化幅度显著减小;在外界低温的作用下,主洞与导洞部位均有结冰现象,衬砌和围岩内部在1月份开始结冰,4月份之后完全冻结区消失,仅在衬砌和围岩存在冰水混合区,至7月份完全解冻,解冻后重新冻结的月份为10月份,之后冻结范围逐渐扩大,全年冻结发展最快的时间为11月份。     

寒区隧道衬砌结构可靠性分析

为了研究寒区隧道在运营阶段衬砌结构的可靠性,考虑到冻胀力、围岩压力和结构自重应力对围岩衬砌结构的影响,以昆仑山寒区隧道工程为背景,采用ANSYS中的PDS(概率设计)模块和蒙特卡洛拉丁超立方抽样方法,对影响寒区隧道衬砌结构可靠性的主要因素以及保证隧道结构安全的可靠性指标进行研究。结果表明:基于ANSYS数值模拟,通过研究冻土围岩温度场和应力场的耦合结果,得到冻胀对衬砌结构产生的最不利的位置;以概率论和数理统计相结合的方式,对衬砌结构最不利位置的可靠性进行定性和定量的分析,得到衬砌结构的可靠性指标;蒙特卡洛法中的拉丁超立方抽样提高了抽样概率的精确性,概率设计的敏感性和设计变量之间的散点图分析,有利于确定影响衬砌结构可靠性的主控因素,进而针对可控因素采取措施,以此提高衬砌结构的可靠性。     

寒区隧道衬砌周边冻胀力及防治措施研究

依托祁连山高寒区隧道工程进行衬砌周边冻胀力数值分析和防治措施研究,探究寒区隧道衬砌周边冻胀力分布规律。基于有限元软件,分析围岩性质、含水率和衬砌弹性模量对冻胀力的影响,以及针对性提出寒区隧道防冻措施。研究结果表明:隧道衬砌周边的冻胀力分布不匀,墙脚附近的冻胀力最大,仰拱中心处的冻胀力最小;围岩性质越差,衬砌周边冻胀力越小,围岩从Ⅳ级变化至Ⅵ级时,最大冻胀力从1.944 MPa减少至0.502 MPa;围岩与衬砌附近的含水率越高,作用在衬砌结构上的冻胀力就越大,当围岩中含水率从10%增加至30%时,最大冻胀力从1.672 MPa增至5.193 MPa;衬砌弹性模量越大,作用在衬砌上的冻胀力越强,弹性模量从8 GPa增至32 GPa时,最大冻胀力从0.878 MPa增至1.269 MPa。最后提出高寒区隧道衬砌抗冻病害设防等级和相应的措施建议,为高寒区隧道建设提供技术支撑。     

高速铁路隧道防水型衬砌的设计

高速铁路隧道防水等级要求为一级:衬砌不渗水、无湿渍。当高速铁路隧道下穿城市市区,采用"V"形纵坡时,为保护环境,减少运营期间的抽排水费用,应采用防水型衬砌。结合新广州站及相关工程项目的金沙洲隧道,对防水型衬砌的设计原则、计算方法和结构防排水设计进行探讨。     

寒区隧道温度场模型试验及空气幕保温措施

依据相似理论,以俄罗斯莫喀高铁为设计原型,搭建由高速列车驱动系统、隧道模型、温度调控系统和测试系统4部分组成的寒区隧道温度场模型试验台,分析隧道内无列车运行和有列车运行时的寒区隧道温度场变化规律;依据流函数叠加与热平衡原理推导控制方程,提出1种新型的空气幕保温措施;以京张高铁正盘台隧道为算例,利用有限元软件模拟验证控制...     

隧道衬砌分岔裂缝特征提取研究

随着高速铁路的快速发展,高铁隧道的病害问题逐渐受到重视,而隧道衬砌分岔裂缝发育造成的衬砌剥落掉块已成为常见的隧道病害之一,因此对于分岔裂缝的检测与防治十分重要。基于数字图像处理的隧道衬砌裂缝特征提取研究方面,国内外专家学者已经做了很多工作,但大都基于单线裂缝,针对分岔裂缝的特征提取研究还很少。利用MATLAB软件编程,在单线裂缝特征识别的基础上,通过对分岔裂缝进行分支化处理,提取了分岔裂缝的拐点特征。并加入了分岔点生长编码作为分岔裂缝新的裂缝特征,该特征能够量化分岔裂缝的初始生长方向。经裂缝匹配试验验证,不同时期的分岔裂缝图像,其拐点特征和分岔点生长编码特征能够达到高度匹配。两种特征能够为分岔裂缝的机器自动化识别提供可靠依据,进而为实现隧道衬砌剥落掉块预警奠定基础。     

基于物联网模式的高速铁路工后变形监测预警体系研究

工程变形监测预警内容涵盖广泛,需要测绘、岩土、地质等各专业进行综合监测后,统筹各个监测内容所得到的数据及结论,进行变形分析和预警判断。为此,查阅有关变形监测预警的资料,研究轨道交通工程三级预警标准,初步建立一个可实现预警功能的变形监测物联网预警系统,并以高速铁路工后沉降监测为例,建立一个完善的运营期高速铁路沉降监测预警技术指标体系,对规范工程监测预警工作有实际意义。     

岩溶弱发育地层隧道衬砌水压规律及结构安全性研究

当地层岩溶弱发育时,地表水下渗速度相对较慢。这种条件下,隧道常规防排水方案是否能够有效排导地下水,降低衬砌背后水压,还需要进一步研究。以重庆市某岩溶弱发育高铁隧道工程为依托,设计衬砌拱顶水头高度为10,15,20 m及30 m四种工况,采用三维数值模拟方法对常规隧道防排水方案条件下岩溶隧道衬砌水压分布规律及结构安全性进行研究。研究结果表明：(1)正常排水条件下,隧道衬砌水压折减率拱顶比仰拱高,且随着水头高度增加,折减率也随之减小;(2)在水压和围岩压力共同作用下,初始水头高度为10 m和15 m时,衬砌结构能够满足安全性要求,当初始水头超过20 m时,衬砌结构不能满足安全要求;(3)当常规隧道防排水方案用于岩溶弱发育段隧道时,需要对仰拱的排水方案进行改进或优化,以达到结构安全的要求。     

黄土地区高速铁路隧道设计

结合黄土的性质和高速铁路隧道的特点,论述高速铁路黄土隧道设计的要点及注意事项,并结合近年来国际国内大断面硐室施工的实际情况,总结出黄土隧道设计时初期支护、二次衬砌、预留沉落量的计算公式。其中有关的经验教训是多条铁路隧道设计和施工中的总结,希望能给今后高速铁路黄土隧道设计提供借鉴。     

高铁大断面隧道衬砌智能化建造及质量控制技术

隧道智能建造技术作为中国“智能铁路”重要组成部分,引领了隧道修建技术的发展方向。为提高隧道施工智能化水平,保证衬砌及断面整体施工质量和使用寿命,以京张高铁八达岭隧道为背景,提出了一系列复杂大断面隧道衬砌智能化建造及质量控制技术。二衬结构混凝土智能振捣和浇筑技术可实现混凝土的自动化施工,减少现场作业人员50%,降低现场数据记录耗时90%;自主设计了一套以智能温湿控制系统为核心的衬砌智能养护台车,智能控制和调节养护区域内温度和湿度,显著降低人工投入和减少人为质量缺陷,提高施工效率;提出二衬防脱空自动报警、防顶裂技术,有效防止衬砌空洞和开裂的发生,使空洞发生概率由16%降为6%,二衬开裂概率由22%降为8%;衬砌智能化建造及质量控制技术在新八达岭隧道的成功应用,提高了隧道衬砌的施工质量水平和综合管理能力。     

自然风条件下寒区高速铁路隧道温度分布及防冻保温长度研究

针对严寒地区高速铁路隧道贯通后,冷空气吹入隧道引发的围岩冻结问题,以吉图珲高速铁路榆树川隧道为例,建立自然风条件下考虑围岩冰-水相变的寒区隧道空气与衬砌热交换的热流固耦合模型,结合现场空气温度和风速、风向,计算自然风条件下榆树川隧道围岩温度的分布规律,分析风速对隧道温度场分布的影响,并探讨隧道冻结长度.结果表明:隧道贯...     

高铁隧道衬砌缺陷气动荷载影响研究

随着高铁列车运行速度的提高,气动荷载成为隧道结构重要的附加荷载,尤其是素混凝土二次衬砌存在初始缺陷时,气动荷载将对衬砌安全有较大影响。针对素混凝土二次衬砌存在初始裂纹和厚度不足缺陷的情况,分别采用基于断裂力学的数值流形方法和基于荷载-结构模型有限元法,对2种衬砌缺陷在气动荷载作用下的影响开展研究。研究结果表明：隧道素混凝土二次衬砌存在初始缺陷时,气动荷载对缺陷部位的耐久性和长期稳定性有很大影响;隧道衬砌存在裂纹时,在气动荷载作用下,裂纹尖端应力强度因子增大150%以上;衬砌厚度不足时,在气动荷载作用下,缺陷部位拉应力增大54%,衬砌处于“拉-压”循环受力状态。研究结果可为高铁隧道素混凝土结构的长期稳定性及耐久性设计提供参考。     

财务预警机制的含义及预测方法

随着市场竞争的日益激烈,财务失败将直接影响企业的生存和发展。完善财务预警机制,建立新的评价指标体系,改进财务预警方法,在财务危机到来之前向企业管理当局发出信号,可使其及时改善生产经营,以延长企业生命。     

京张高铁隧道衬砌混凝土智能式养护成套技术实践

通过分析隧道衬砌养护期裂缝的形成机理,找到养护期衬砌裂缝控制的3个要素:湿养天数、环境相对湿度、衬砌内部与表面温度差和衬砌表面与隧道内环境温度差,进而提出混凝土养护期控制要求,包括养护时间、养护湿度控制方法、养护期温度控制要求及结构强度控制要求等。2016年开工建设的京张高铁八达岭隧道,采用添加粉煤灰和石粉的现浇高性能混凝土二次衬砌。现浇混凝土衬砌养护使用养护台车结合自粘式节水养护膜进行养护,同时采用充气式帆布气囊对养护中的隧道衬砌进行保温,取得了良好效果。结合京张高铁八达岭隧道衬砌智能式养护经验,介绍包括智能式养护设备、自粘式节水养护膜及保温充气式帆布气囊等智能式养护成套技术的使用情况。     

寒冷及严寒地区铁路隧道防排水设计探讨

研究目的:我国寒冷及严寒地区已建成的隧道存在渗漏水影响造成的仰拱翻浆冒泥、衬砌开裂、底鼓甚至侵限等一系列病害.通过对东北地区既有铁路隧道防排水技术现状及运营维护状况进行的调研,分析严寒及寒冷地区防排水设计、施工和运营中存在的问题,指出防排水设计技术需要不断提升水平,从而简化运营维护及保证行车安全.研究结论:结合拟建及在建隧道的防排水设计、施工中存在的实际问题以及新工艺、新材料的实用,总结出保温水沟、中心深埋水沟、防寒泄水洞以及保温盲沟等保温排水的设计应优先采用新型保温材料,减少施工工序以及减低施工难度,以充分解决寒冷及严寒地区隧道的冻害问题.     

基于物联网的高铁隧道智能监测系统设计

随着高铁的快速发展,隧道安全问题日益引人关注,设计基于物联网技术的高铁隧道智能监测系统,实现对高铁隧道健康状况的智能监测和实时管理。该系统采用传感器技术实现对高铁隧道内各项数据的采集,并利用云计算平台对数据进行分析和处理,可密切掌握高铁隧道的健康信息,及时发现潜在的安全隐患,提供有力的技术支持,保证高铁隧道的安全运营和维护。该系统将为高铁隧道的管理和维护工作提供更加高效、准确、可靠的技术手段,有助于提升高铁运营的品质和安全性。