连拱隧道整体式中墙凿薄安全性分析

某高速公路连拱隧道将已施工的整体式中隔墙凿薄改为分层施工中隔墙,采用有限元方法对两侧凿薄25 cm、30 cm和35 cm三种工况进行了数值模拟,分析不同工况下的主应力、位移及地表下沉量。研究认为:凿薄在结构安全上是可行的;为改善二次衬砌受力,可取较大值;凿薄过程中中隔墙顶与正洞初期支护交接处是薄弱环节,应加强监测。     

山岭隧道复合防水层横向渗流的理论模型及应用

山岭隧道复合式衬砌层间土工布是初期支护渗水的主要排放途径,在隧道防排水系统中起到重要作用。为了量化工程条件下复合防水层的工作性能,通过理论分析得到了考虑层间挤压和泥沙淤堵的土工布横向渗流模型,并利用该模型讨论了衬砌层间挤压力对各种规格土工布横向排水能力的影响作用。为进一步验证该理论模型的合理性,设计了新型室内试验装置,评估了不同层间土压力、土工织物淤塞与否对土工布层间横向渗流系数的定量影响。结果表明:复合防水层工作状态下理论模型计算所得渗透系数与耦合浇注洁净接触面试验值较为接近,该理论模型可以反映隧道防水层的实际工作状态;土工布的渗透系数随压力变化是非线性的,随着压力的增大,渗透系数值先迅速降低,后逐渐放缓;当压力较小时,土工布厚度越大水平渗透系数越大,当压力增大时,土工布厚度越大,水平渗透系数下降越快直至无明显差异;验证试验中发现压块内部始终保持3～5 cm水头,意味着初支和二衬层间积水无法完全排水干净。最后结合该理论模型,提出了隧道防排水量化设计的方法,具有一定的工程应用价值。     

用新奥法理论解析隧道施工中的几种错误看法

结合隧道工程建设管理中发现的问题,应用新奥法和围岩-支护结构特性曲线解析了隧道工程建设中的几种错误看法,包括隧道二次衬砌的作用、二衬施作时机和衬背空洞的回填处治等,指出了这些错误认识的危害性,可用于指导工程管理。     

浅埋隧道仰拱计算模型与动态设计

由于缺少仰拱设计的理论依据,目前许多隧道的仰拱设计不尽合理,在浅埋隧道的仰拱设计中问题尤为突出。通过分析软基与隧道结构稳定性的关系,提出了浅埋隧道仰拱荷载的确定方法,其中以仰拱荷载系数将拱顶地层对隧道结构的垂直压力与仰拱荷载联系起来。结合仰拱的施工工艺,建立了三铰拱仰拱力学模型,给出了合理拱轴线的方程和内力计算公式。提出了浅埋隧道仰拱的设计步骤,并结合工程算例做了进一步说明。考虑到隧道开挖揭露的地质条件可能与设计勘察的地质条件有出入,建议将动态设计的理念引入到仰拱设计,使设计依据可靠,设计方法合理。     

浅埋偏压隧道施工风险评估指标体系的研究

浅埋偏压隧道受力复杂,施工风险较高,科学开展施工阶段的风险评估是保障其施工安全的重要支撑。风险评估指标的筛选是风险评估的关键部分,依托张桑高速麻栗垭隧道,采用主观分析法与客观分析法相结合,建立了麻栗亚隧道施工风险评估指标体系,保证安全风险评估具有科学性、合理性和实用性,为浅埋偏压隧道施工技术提供参考意见。     

严寒地区高铁隧道衬砌挂冰机制及预测预警

为减少长大寒区铁路隧道冬季挂冰巡检的工作量，为人工打冰提供指导，基于隧道挂冰模拟试验，得到隧道挂冰生长发育程度模型，构建隧道衬砌挂冰预测预警系统，通过预测隧道洞内挂冰范围及发育程度为打冰提供指导。冰挂模拟试验表明：隧道内存在结冰、无冰区域的明显划分，划分界限为-5℃;隧道衬砌冰挂生长发育存在最适宜温度区间，当洞内气温高于此温度区间时，由渗水点流出的地下水受其自身热量作用，冰挂的生长受限，当洞内气温低于此温度时，水体在流经混凝土裂缝时，热量迅速散失，导致渗水点被冻结，冰挂无法生长；得到各个渗漏水流量条件下，冰挂生长发育程度模型。基于物联网和智能温度记录仪获得隧道实时温度分布，结合隧道洞内渗漏水病害分布及流量，以隧道挂冰生长发育程度模型为核心，分析得到隧道挂冰区段及挂冰严重程度，为隧道挂冰巡检提出指导。相比于全隧道步行巡检，采用挂冰预测预警系统可以减少1/3的巡检工作量。