谷竹高速公路片岩隧道二衬开裂机理研究

片岩作为工程中典型的软岩,在隧道工程施工过程中常常诱发各类不良地质灾害。本文依托谷竹高速公路片岩隧道工程实例,通过对武当群片岩进行的X衍射矿物成分分析、吸水试验、崩解试验以及单三轴力学试验,发现其具有可塑性、膨胀性、流变性、易扰动性、损伤劣化、遇水软化、各向异性等特性。结合试验结果,从区域地质条件、围岩特性、地下水作用、地应力、设计施工等方面对片岩隧道二衬开裂成因进行了深入分析,揭示了片岩隧道二衬开裂机理。     

新型铁路隧道防护门结构设计及疲劳性能试验研究

在论述铁路隧道内设置防护门重要性的基础上,调研我国既有铁路隧道防护门存在的问题,比选玻璃纤维增强复合材料、钢材、混凝土及航空航天领域新材料的优缺点。针对玻璃纤维增强复合材料具有轻质高强、不腐蚀、价格低廉等特点,开展铁路隧道新型防护门结构设计,并研发配套防护门疲劳试验装置。试验结果表明:该新型隧道防护门结构性能优良,可抵御在压强为±6kPa、频率为5Hz条件下1×10~7次疲劳荷载,可为铁路隧道及类似地下工程抗风压防护门设置提供借鉴。     

城际铁路小断面盾构单线隧道接触网悬挂方案研究与应用

广东省珠三角地区国内首次采用了内径最小的城际铁路单线盾构隧道,隧道内径为7.7 m,动车组最高行车速度160 km/h.通过广泛调研及借鉴、对比分析,研究了盾构及其他类型单线隧道传统接触网悬挂方案的适用性,发现传统方案均无法全面满足工程各项需求.为此研发了适用于该类型盾构隧道的新型腕臂支撑装置,并采用ANSYS仿真计算...     

RPC型盖板抗裂性及承载能力检测装置的设计与应用

为了判定RPC型铁路电缆槽盖板和人行道步板是否满足工程具体要求,依据Q/CR 2.1—2014《铁路电缆槽盖板和人行道步板第1部分:活性粉末混凝土型》,设计出一套检测上述产品抗裂性及承载能力的检测装置。该检测装置工作适应性强,能够适用于不同规格的RPC型铁路电缆槽盖板和人行道步板的检测,而且能够实现装置的自由移动和盖板的几何对中,使检测结果更加准确。试验结果表明:利用该装置测得的抗裂性及承载能力数据与厂家提供的代表值相差甚微。     

季节冻土地区强风化砂泥岩隧道边墙开裂原因分析及整治对策研究

采用理论分析、数值计算、室内及现场试验等方法,结合准格尔至朔州铁路梁家坪2号隧道的工程实际,对季节冻土地区强风化砂泥岩季节性冻胀对隧道结构的影响进行了研究。该隧道边墙纵向开裂是由于隧道含水围岩的季节性冻胀所致,对此提出了锚固、注浆、挂网喷混凝土的衬砌开裂整治措施,并指出了现行规范中的不足,即应根据含水围岩冻胀率和围岩冻结深度来综合确定是否考虑冻胀力。     

自粘式止水带结构设计及性能试验研究

针对铁路隧道接缝防水存在的问题,在调研分析国内外隧道防排水现状的基础上,依据铁路及其他行业工程防水规范和防水材料质量标准及规定,采用资料调研、理论分析、材料配方与性能试验、制备与型式试验等方法,研发铁路隧道用自粘式橡胶、钢边橡胶、钢板及塑料止水带,并设计配套卡具,形成接头与安装工艺,通过模型试验和现场应用试验,验证自粘式止水带综合防排水性能的可靠性和稳定性。     

寒区铁路隧道结构抗冻技术探讨

研究目的:受温度变化影响,寒区隧道衬砌结构易出现开裂、酥脆、剥落等病害。本文通过分析寒区隧道的环境作用,并通过调研我国寒区铁路隧道的结构冻害情况,归纳隧道结构的冻胀机理,提出寒区隧道结构的抗冻措施,探讨保温层在铁路隧道的适用性及设计方法、施工工艺,从而明确今后需要进一步研究的寒区隧道结构抗冻技术。研究结论:(1)寒区隧道衬砌结构冻害可分为特殊地层隧道围岩冻胀型冻害和结构缺陷型冻害,需采取相应措施进行控制;(2)负温差引起的温度应力作用,易导致寒区隧道衬砌开裂,需采取变形缝等构造措施;(3)季节性冻土区铁路隧道应慎用保温层;(4)本研究成果可为寒区隧道结构抗冻提供参考。     

成兰铁路云屯堡隧道软岩大变形特征及地质成因分析

成都—兰州铁路云屯堡隧道已施工洞段出现多处软岩大变形,严重影响了施工安全及进度。从地层岩性、岩体结构、地应力、地下水等方面对云屯堡隧道软岩大变形特征及地质成因进行了分析。结果表明:该隧道软岩大变形具有总变形量大、变形持续时间长、空间分布不均匀的特征;隧道围岩完整性差、强度低是发生大变形的根本原因,较高地应力和发育的地下水造成强度应力比进一步降低,千枚岩、炭质千枚岩地段易发生轻微~中等大变形。     

卷首语

中铁工程设计咨询集团有限公司城市轨道交通设计研究院(简称城交院)致力于国家铁路工程、城际轨道交通工程、城市轨道交通工程、市政工程、公路工程、水电工程等领域隧道及地下工程勘察、设计、咨询等技术服务,并一直保持铁路隧道标准图编制和隧道及地下工程科技研发的传统优势. 在国家铁路工程领域,城交院承担了遵小、长吉、包神、两伊、岫庄、多丰(虎丰)、荆岳、南广、富嫩、山西中南部、柳肇、京张、呼张、吉珲等多条新建铁路综合项目隧道工程勘察、设计和咨询任务.在高速铁路隧道、长大铁路隧道、重载铁路隧道、寒区铁路隧道等方面均取得了重大技术成果.     

中铁二十二局在建工程重点科研项目——兴源隧道高地应力软岩大变形控制技术

牡绥铁路兴源隧道全长3427m，双线，设2座无轨运输斜井，斜井总长750m。隧道穿越地层为薄层炭质泥岩，现场判定围岩为Ⅵ级，具有明显的不均匀性，受区域地质构造的作用明显，且岩层走向不利于隧道稳定，卸荷效应强烈，初期支护易产生开裂、钢架扭曲、剪断、喷砼掉块等大变形现象。     

基于机制砂混凝土收缩试验的隧道衬砌环向开裂原因探讨

针对叙(永)毕(节)铁路某标段5座隧道衬砌收缩开裂问题,开展隧道衬砌机制砂混凝土收缩特性试验研究,以分析衬砌环向开裂原因.通过工程调研和试验研究,考虑细骨料、混凝土强度等级、养护条件等因素的影响,对比分析机制砂混凝土与河砂混凝土在力学性能和收缩变形2个方面的差异.研究结果表明:机制砂混凝土的抗压、抗拉和抗折强度等力学性能指标均优于河砂混凝土,但机制砂混凝土收缩率指标高于河砂混凝土24％～35％,且机制砂混凝土收缩率随强度等级的提高而增大.通过试验判定隧道衬砌环向开裂的主要原因是机制砂混凝土收缩变形指标偏大,而隧道衬砌混凝土养护不到位增加了衬砌开裂的几率和程度.     

钟鸣二号隧道施工阶段风险评估

结合宁安铁路钟鸣二号隧道工程,分析总结了隧道施工阶段存在的塌方、山体开裂变形、边坡坍塌等风险,并根据《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》,采用“R=P×C”法对隧道各段综合风险进行评估,给出评估结果与施工技术措施,评估成果已应用于该隧道施工中.     

基于冲击弹性波的隧道衬砌混凝土强度检测技术研究和应用

铁路隧道衬砌混凝土强度主要检测方法存在精度差、对结构有损伤等问题,严重制约对衬砌质量的正确评估和控制。为此,研发了基于冲击弹性波的强度检测技术体系,包括技术原理、标定及检测方法、检测设备等,并在百余座铁路隧道开展验证和应用。结果表明,相对传统的回弹法等检测方法,该方法检测范围广,精度较高,可为铁路隧道衬砌混凝土强度提供有效检测。     

铁路长大隧道内接触网防灾安全技术体系研究

针对铁路长大隧道内接触网运行条件特殊且面临隧道地震、火灾及渗漏水、结冰等灾害病害问题,从提高接触网基础稳定性和耐久性、接触网结构机械强度和稳定性、接触网电气绝缘安全性等方面着手,提出采用预埋槽道式基础、防开裂型化学锚栓、架空刚性悬挂、防松螺母及接触网防水融冰、灵活供电、接地和等电位、接触网安全监控系统等多项新技术,并按高速铁路、普速铁路分别构建长大隧道内接触网防灾安全技术体系,确保接触网防灾安全性、可靠性。     

浅谈铁路隧道衬砌质量缺陷及质量控制思路

铁路隧道二次衬砌是保证铁路隧道安全运营的重要结构,二次衬砌质量一旦出现问题,将直接影响隧道的使用功能,甚至对后期运营安全埋下隐患.通过系统分析隧道衬砌混凝土强度不足、渗漏水、开裂掉块、背后脱空等隧道衬砌质量缺陷及发生的原因,从混凝土原材料、衬砌台车、养护台车、衬砌施工质量控制、养护作业等方面,提出了提高隧道衬砌质量的措...     

铁路隧道新型防排水卷材铺挂台车研制及应用

为解决传统铺挂台车在防排水卷材铺挂过程中存在的机械化装备水平和铺挂效率低、铺挂平整度及密贴性差等问题,基于自粘式防排水卷材铺挂工艺研制了铁路隧道新型防排水卷材铺挂台车。阐述了其系统构成、功能特点,并进行了结构检算。通过在成贵铁路铁盔山隧道现场试验确定了新型铺挂台车自动铺挂工艺。试验结果表明新型铺挂台车结构适应性好、功能稳定,不仅铺挂工效及施工质量较传统铺挂台车大幅提高,而且能有效避免由于人工铺挂导致的质量缺陷,减少运营期衬砌病害。     

富水铁路隧道防水板和施工缝防水工艺优化

山岭铁路隧道防水板和施工缝是容易出现渗漏水的薄弱区域,也是影响铁路隧道防水效果和运营安全的重要因素。为有效解决隧道防水板铺设不密实、容易脱落、二次衬砌端头混凝土施工缝易出现裂缝和脱落、背贴式止水带周围混凝土不密实、排水功能欠佳等防水质量问题,文章依托某铁路隧道工程,优化防水板铺装方式,采取红外线激光定位和磁焊机焊接增强防水板稳定性和防水性;针对二次衬砌端头混凝土容易被衬砌台车衬砌模板挤裂,借助V型橡胶条以及橡胶垫板作为“保护层”缓冲,避免混凝土被挤裂;另外引入新型梯形背贴式排水止水带,确保防水效果,提高隧道工程防水质量,增强铁路运营安全性。     

铁路长大隧道消防设计探讨

以武广高速铁路浏阳河隧道、蒙西至华中煤运铁路崤山隧道两个工程的消防设计为案例,探讨解决铁路长大隧道消防设计的关键技术。铁路长大隧道火灾具有不确定性、产生的热量不易散发、容易复燃、温度上升快且烟雾大、救援设备和人员难以接近、间接损失大等特点,通过分析高压细水雾消防系统及超细干粉自动灭火装置的灭火机理及组成,提出了铁路长大隧道防灾救援站、设备洞室分别采用高压细水雾灭火系统及超细干粉自动灭火装置的设计参数,可供类似工程借鉴,并对《铁路工程设计防火规范》修编提供参考。     

某浅埋偏压铁路隧道变形综合治理及监测研究

广西某铁路浅埋偏压隧道在施工和运营期间出现变形,体现为衬砌开裂、地表裂缝与边坡滑移等病害,影响行车安全。为明确变形原因并提出合理治理措施,同时探明综合加固措施对坡体和隧道的加固效果及其稳定性状态,通过地质勘察、现场监测试验与理论分析等技术手段,对该典型浅埋偏压山区铁路隧道进行变形特征、变形原因、综合治理措施及其现场监测试验等方面研究。结果表明：(1)加固前隧道内水沟电缆槽侧壁、仰拱、拱顶等出现裂缝,地表相继出现纵向开裂和弧形裂缝,地表变形较大;(2)隧道边坡变形主要由于隧道通过丘陵斜坡中下部,呈浅埋偏压,洞身所在地层为全风化层,坡脚开挖造成应力释放,稳定性差,持续降雨强度大,地表水下渗较严重;(3)提出卸载反压、注浆增强、锚索桩相结合的综合加固处理方案。加固后,地表横向位移呈幅值小于4.7 mm的小幅波动状态,锚索桩深部横向位移最大挠跨比为1.45‰,有效抵抗地层下滑力;隧道径向、竖向相对位移稳定在较小值,有效控制了隧道和边坡变形发展,增加其稳定性。     

地下管线群跨越地铁隧道的压载补偿预制管沟结构施工技术

针对市政地下管线群跨越地铁隧道时可能引起隧道结构变形问题,设计了一种预制管沟结构。管沟结构由U型槽、底板与盖板组成。该结构利用盖板上方的砂袋压载来补偿土方开挖造成的卸荷,可实现施工期间的基本零卸荷,从而控制下方地铁隧道的隆起变形,以确保地下管线施工期间的地铁运营安全。工程实践表明,该管沟结构尤其适用于软土地区,能有效控制土体卸荷引起的地铁隧道隆起变形。