长大隧道进出口段典型沥青路面结构温度场研究

针对隧道进出口段路面结冰、低温裂缝等病害,以青海共玉公路通天河隧道为例,利用有限元法,建立了隧道进出口段路面温度场计算模型,并结合当地环境因素,确定了温度场边界条件控制方程。在此基础上,分析夏季持续高温环境及冬季持续低温环境下隧道进出口段路面结构的温度、温度梯度变化特性。结果表明:夏季,隧道洞外20m至洞内20 m纵向空间内路面的温度极值急剧下降;冬季,洞外各结构层顶面温度极值自洞外100 m至洞口逐渐上升,洞内各结构层顶面温度极值自洞口至洞内100 m逐渐降低。进出口段路面各结构层顶面夏冬两季最高温度梯度纵向分布在洞外20 m至洞内20 m的范围内变化较大,呈现凸形趋势,洞外路表温度梯度高于洞内。     

寒区隧道冻胀效应测试与分析

为研究寒区隧道冻胀力随时间和空间的分布规律, 基于温度场变化定义了测试冻胀力, 通过衬砌压力和钢架应力间接反映真实冻胀力的变化规律; 提出了冻胀力简化测试方法, 研发了温度场-冻胀力同步测试系统; 以四川省省道215线鸡丑山隧道为例, 布置5个测试断面开展大规模现场测试, 并选取典型断面K117+700 (简称700断面) 和K117+600 (简称600断面) 分析了隧道环境温度、围岩温度、衬砌压力与钢架应力; 以围岩冻结(12~次年2月) 和未冻(7~9月) 时对应的衬砌压力和钢架应力差值为测试冻胀力, 结合温度场分析了隧道周边各测点测试冻胀力; 采用现有冻胀模型计算理论冻胀力, 并与测试冻胀力进行了对比, 研究了寒区隧道冻胀规律。分析结果表明: 隧道环境温度随时间呈季节性正弦函数变化, 受环境温度影响, 围岩温度呈季节性正负温变化, 并出现季节性冻融现象; 当围岩为负温时处于冻结状态, 支护系统受到围岩压力和冻胀力的共同作用, 且温度越低冻胀效应越明显, 各断面测点应力峰值均出现在1月, 700断面衬砌和钢架最大应力分别为149kPa、31MPa; 当围岩为正温时处于未冻结状态, 支护系统仅受到围岩压力作用; 同一断面不同测点的测试冻胀力差值可达5.23MPa, 说明冻胀力除与围岩温度有关外, 还与富水条件和围岩级别有关; 最大冻胀力实测值比理论计算值小1.25MPa, 因此, 寒区隧道支护设计时建议考虑89.17%的冻胀力折减系数。     

高地应力软岩大变形隧道施工技术阐述

高地应力软岩隧道施工具有风险大、变形大、工期长等多项特点,因此在具体施工中,要做好相应的分析工作,从而确保工程的合理施工。     

爆破振动下双洞隧道衬砌动力响应分析

以浙江省金华市里岩垄坑2号隧道为工程背景,研究Ⅲ级围岩隧道爆破时衬砌动力响应.本文采用MinimateProTM振动监测仪对开挖洞与邻洞进行了爆破振动测量,并利用Midas GTS NX对双洞隧道进行数值模拟分析.研究结果表明:本洞初衬振动速度和位移的最大值发生在拱顶处,横向上的大小远小于纵向和竖向.对于纵向,拱顶及拱肩处的质点振动峰值速度远大于其他关键位置的,各关键位置的竖向位移和速度变化趋势相同,但仍是拱顶处最大;本洞初衬应力最大值位于拱腰处,先行洞应力最大值在左拱腰处;其速度与位移的最大值位于左拱肩;先行洞二衬与后行洞掌子面的纵向间距应为15～20 m.本文研究结果可为双洞隧道的爆破施工提供指导.     

超长隧道应急救援方案研究

以国内在建最长湖底隧道——太湖隧道为例,针对太湖隧道线路长、空间有限、环境特殊、发生事故后救援难度大、疏散困难等特点,为降低隧道事故发生后,造成的损失及人员伤亡,应用列举分析法,研究针对太湖隧道发生单点事故和两点事故的应急救援方案.当太湖隧道发生不同类型的交通事故后,采取有针对性的隧道设备控制和交通疏导措施,可有效疏导...     

基于不同火源位置的分岔隧道临界风速数值研究

分岔隧道越来越多地出现在城市地下互通中,但当前对分岔隧道的研究却很少.因此,探究分岔隧道火灾的规律为工程实践提供一定的参考就显得格外重要.基于FDS(Fire Dynamic Simulator)研究了火源位置与分岔角度对临界风速的影响,结果表明:当火源在分岔点之后时,分岔隧道临界风速与单管直线隧道的临界风速相比差距不...     

激光扫描盾构隧道断面变形快速检测

针对人工检测效率低、变形检测车定位不准、噪点剔除困难、数据处理滞后等技术难题,基于盾构隧道管片环缝灰度图像数学形态特征,通过图像滑窗方式,利用直方图均衡化、缩放、阈值判定等方法快速自动识别环缝,并依据环缝已知位置反向修正隧道里程; 基于距离最小二乘法椭圆曲线拟合,建立了盾构隧道激光扫描噪点三次迭代自动剔除方法; 通过对管片环上各单环激光扫描数据拟合椭圆进行均值处理,并与隧道设计参数或上次检测结果比对,确定了隧道断面变形; 以轨检小车为载体,集成断面三维激光扫描仪、倾角仪、编码器、测距轮和计算机等设备,研制了盾构隧道断面变形快速检测车,开发了配套的数据采集和处理软件,并进行了工程试验和实际应用。研究结果表明：检测时速为5 km·h^-1时,检测车系统隧道内水平和垂直方向直径复测差值绝对值小于2 mm的占比分别为98.41%和96.21%,小于1 mm的占比分别为82.36%和71.92%,系统复测精度为2 mm,多数可达到1 mm,说明环缝识别、噪点剔除、整环收敛变形算法和检测系统具有较高的稳定性和重现性; 检测车可自动采集和处理数据,检测作业后24 h可输出检测分析报告,结果准确可靠,可为盾构隧道结构健康评定和养护提供参考。     

反坡大高差强涌水隧道安全管理措施

隧道突泥涌水具有突发性,一旦发生对施工人员伤害巨大,而反坡大、高差强,涌水更会急速涌出、快速聚集、吞噬掌子面,若安全管控措施不到位,应急处置不及时,极易造成群死群伤,带来巨大的经济损失以及严重的社会负面影响.以红豆山反坡大高差强涌水隧道施工为背景,基于工程水文地质条件,对可能发生的风险进行预测和评估,提出相应的安全管理...     

基于数值模拟的两种隧道开挖工法对比研究

根据某隧道的地质资料与施工条件,建立了包含开挖步骤的隧道三维有限元数值模型,开展了相应的施工参数优化分析.施工工法方面,对比了三台阶法与CD法,两种工法的最终沉降与应力差异不大,但三台阶法的沉降增长速率与应力释放速度明显较高,对开挖后的支护工序有更严格的时间要求;开挖进度方面,对比了1.6m、2.4m、3.2m开挖进尺...     

硬质岩地层隧道注浆堵水材料配比及注浆工艺研究

硬质岩地层隧道由于赋水空间联通性好,常规的注浆材料效果不理想.通过对硬质岩地层隧道渗漏水特点的分析,在注浆材料中掺加外加剂以改善材料性能,并结合金台铁路南庄岭隧道进行现场注浆试验,总结出合理的注浆工艺,最终确定注浆材料为1:1水泥浆,抗分散剂采用阴离子聚丙烯酰胺,掺量为0.5％,注浆堵水效果大大提高.