自粘式止水带综合防排水效果模型试验研究

针对现有铁路隧道用止水带止水能力不足的问题,从阻断渗水通道角度出发,研究开发了自粘式系列止水带,并设计制作防水、排水及接头不透水模型,进行自粘式止水带防水、排水、接头不透水等性能的模型试验。对比分析了自粘式止水带与普通止水带防水效果差异,结果表明:自粘式止水带全面提升了隧道接缝综合防水能力,较普通止水带极限防水能力提高3倍左右,能很好地解决隧道接缝渗漏水问题。本文研究结果为自粘式止水带产品优化、标准制定及设计施工提供了支撑。

高地应力软岩隧道超前导洞法施工围岩变形预释放规律分析

为解决高地应力软岩隧道大变形问题,在正洞开挖前先开挖超前导洞,通过超前导洞的位移释放部分初始应力,从而减少正洞扩挖后的支护变形和降低作用在支护结构上的压力。本文引入释放率概念,通过对超前导洞的不同尺寸、位置等条件下围岩变形预释放规律的数值分析和研究,提出了具有较好释放效果的合理参数组合。

可伸缩式止水带卡具结构设计及安装工艺

针对现有铁路隧道止水带安装质量可控性差的问题,设计开发了可伸缩式止水带安装卡具,并进行室内模拟安装及现场验证试验。对比分析可伸缩式卡具与普通卡具在施工效率及安装效果等方面的差异,制定该型止水带安装工艺。结果表明:可伸缩式卡具解决了止水带安装过程中常见的打偏、卷曲等问题,保证安装质量,提高施工效率,实现产品标准化生产,较好地解决了隧道接缝渗漏水问题,具有良好的推广应用前景。

铁路隧道基底新型降水技术研究

运营铁路隧道整体道床普遍存在基底下沉与翻浆冒泥等病害,在隧道基底病害成因分析的基础上,针对隧道内无交流电源、养护维修困难等诸多限制,研究形成集太阳能供电系统、自动控制系统等为一体的新型井点降水系统,实现"一井一泵一控制"的功能,并在太岚线路柏崖头隧道基底病害整治工程中应用,取得良好的工程效果,为类似工程提供参考。

铁路隧道橡胶止水带锚固性能试验研究

铁路隧道止水带与衬砌结构的锚固性能是衡量衬砌接缝防水能力、变形能力及施工适应性的关键参数。基于普通橡胶止水带与自粘橡胶止水带的锚固机理,对二者的锚固性能进行了对比试验。结果表明:自粘橡胶止水带在水泥砂浆中的锚固强度远大于普通橡胶止水带,提高了衬砌接缝防水能力及其与衬砌结构的变形适应能力,能满足铁路隧道衬砌接缝防水及工程使用的要求。

高速铁路隧道洞口微气压波影响因素与变化规律研究

通过现场实测、理论分析及仿真计算等手段对隧道洞口微气压波影响因素及随这些因素的变化规律进行系统研究。分析隧道洞口微气压波产生机理;结合20多条高速铁路隧道洞口微气压波实测数据,分析车速、车型、隧道长度、空间立体角、缓冲结构以及辅助坑道等因素对洞口微气压波影响,获得洞口微气压波随车速、车型、隧道长度以及空间立体角的变化规律,提出需要采取减缓措施的临界隧道长度;探索缓冲结构与辅助坑道对洞口微气压波的减缓作用。本文研究成果可为高速铁路隧道结构设计与施工提供参考。

地铁隧道下穿铁路桥施工变形分析及处理措施

地铁隧道下穿铁路桥的关键是控制土层和结构的变形,针对某市轨道交通1号线新建地铁工程对运营铁路桥的影响进行分析,通过有限元程序对土层与结构的变形进行了数值仿真计算,评价了隧道衬砌结构的沉降变形以及隧道施工对铁路桥、公路路面与轨道结构的影响,提出了地铁隧道穿越铁路桥过程中潜在的风险,为新建地铁区间隧道施工过程对铁路桥影响进行预测评估提供依据,并提出了相应的工程处理措施。实测表明,施工过程中的各项监测数值均在安全范围之内,采取的措施有效保证了地铁隧道安全顺利穿过运营铁路桥。

高地应力软岩隧道超前洞室断面优化模拟研究

研究目的:为解决在建兰渝铁路高地应力软岩隧道大变形问题,针对其地质条件复杂和影响因素多变的特点,提出在隧道断面内设置超前小导洞的方案,利用小导洞的可变形性,将地层高地应力提前释放,使正洞开挖时处于可接受的相对低应力状态。本文采用数值模拟的方法确定了合理的超前导洞位置、尺寸与断面形状。研究结论:以毛羽山隧道为研究对象,采用有限差分程序对超前导洞不同位置、尺寸及断面形状等工况的释放率分别进行了数值模拟,考虑施工组织、工程造价以及释放效果等综合因素,确定出了合理的断面形状与导洞位置,即导洞尺寸为:7.6 m(宽)×5.5 m(高),导洞拱顶距正洞拱顶距离为2.5 m。对应正洞A、BB'、CC'、DD'释放率分别为37%、54%、72%和59%。可为其他类似工程的施工与设计提供参考依据。

高速铁路隧道气动效应研究存在的问题及展望

论述近年来我国高速铁路隧道气动效应的研究历程,对研究中存在的问题进行初步探讨,包括隧道内乘车舒适度标准、洞口微气压波控制标准、隧道净空断面积设计标准、隧道微气压波减缓措施等,并从设计角度对我国高速铁路隧道气动效应研究的发展趋势提出了展望。

新建铁路隧道二次衬砌完成后即拱顶带模注浆的成套技术

针对铁路隧道衬砌拱顶因空洞导致的掉块问题,从技术、人为因素等角度系统地分析了病害成因及对策。从人、机、料及监控管理全方位着手,开发了隧道拱顶空洞高性能填充材料、活性粉末混凝土注浆配套管件,基于数字化施工技术研发了全自动智能制注浆一体机,利用信息化技术开发拱顶注浆信息化监测平台,形成了新建铁路隧道二次衬砌完成后对拱顶空隙立即进行带模注浆的成套技术,并结合基于奖惩措施的激励机制形成了配套施工管理措施,于施工期有效解决了隧道二次衬砌拱顶空洞问题。

既有隧道整体道床下沉的“抬—注—锚”复合整治技术研究

我国既有铁路隧道整体道床下沉、翻浆冒泥等病害严重影响线路平顺性与服役状态,采用调整扣件等常规措施难以根治,无法保障线路安全运营。本文以太岚铁路柏崖头隧道病害整治工程为例,提出了"抬—注—锚"复合整治技术。该技术采用液压同步控制系统精确控制整体道床的抬升过程,在施工过程中与后续注浆和锚固措施紧密配合。首先采用有限元数值模拟,对比分析道床中部抬升、道床两侧顶升、边顶中抬三种方案,确定了边顶中抬为实施方案;然后介绍了整体道床下沉病害整治方案的实施过程及要求;最后通过施工监测对整治效果进行验证。结果表明:经"抬—注—锚"复合整治技术处理后,整体道床的最大下沉量由整治前的39.8 mm降低为1.9 mm,差异沉降由整治前的8.33‰减少为0.47‰,整治效果良好。

重载铁路隧底隆起病害换底整治技术

针对一运营重载铁路单线隧道隧底隆起病害,在现场调研及无损检测的基础上,分析了病害成因,提出了下沉式纵横梁长距离架空线路换底方案,明确了纵横梁尺寸、连接、支护、锚固等关键参数,形成了有限天窗时间内的施工组织设计。隧道采用的纵梁悬挂横梁方案施工便利且纵横梁体系稳定可靠,实现了有限天窗时间内开挖段长距离线路全部架空,多个开挖段同步快速换底施工,满足万吨列车在10‰的线路坡度下以45 km/h速度安全通过的要求。

拼装钢波纹板加固既有涵洞施工新技术

论述了拼装钢波纹板技术应用现状、技术原理、优缺点及适用性。首次将该技术应用于铁路涵洞加固,分析了涵洞排水、拼装波纹板精细化安装、分区域分次空隙回填注浆、结构多层防锈等关键技术。实践证明,该技术应用于涵洞加固,施工工期短,侵占限界少,便于维护,对类似工程有重要的参考价值。

重载列车作用下隧道基底荷载特征及动力学响应分析

通过对朔黄铁路三家村隧道基底在重载列车作用下的现场测试,统计分析了不同围岩区段基底填充层的动应力幅值,借助于静态换算土柱法,获得了基底的冲击系数。以此为基础,建立了列车-隧道-轨道结构耦合分析模型,分析了列车振动荷载作用下隧道基底结构的动态响应及冲击系数。结果表明:不同围岩级别下钢轨下方动静比平均值分布在1.8～2.08之间,道心处动静比平均值分布在1.0～1.1之间,钢轨下方的动静比约为道心处的2倍,理论计算与实测冲击系数误差最大为7.4%。另外,采用换算荷载推演大轴重列车的荷载特征是可行的,以此确定的基底填充表面的动应力约为120 kPa。

新型铁路涵洞病害整治技术研究

既有铁路部分混凝土涵洞的劣化变形严重影响线路运行,威胁铁路运营安全。针对铁路涵洞出现的掉块、露筋、腐蚀等问题,依托朔黄铁路一涵洞病害整治工程,从涵洞净空、经济性以及工期的角度,提出了一种适用于铁路涵洞严重病害整治的新技术——波纹板加固技术。首先建立涵洞与波纹板共同作用的三维有限元数值模型,分析波纹板结构在列车动荷载作用下的受力、变形;然后采用现场实测的方法,对涵洞加固前后盖板的钢筋受力及挠度进行测试,对整治效果予以验证。结果表明:经波纹板加固技术整治后,列车动荷载作用下涵洞竖向挠跨比约为1/18 000,远小于钢筋混凝土梁竖向挠跨比通常值1/4 000;跨中顶板钢筋应变降低了45.4%,盖板挠度降低了91.4%,整治效果显著。

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。

重载铁路隧道基底病害锚注一体化复合整治技术

货车轴重的提高和编组长度的增加,使重载铁路隧道结构受力及疲劳特性发生根本变化。分析大秦铁路军都山隧道基底病害成因,开展整治技术研究,将新型胶液和新型注胶锚杆有机结合,提出锚注一体化复合整治的概念,并进行实际工程应用,取得良好的整治效果,为类似隧道工程基底病害整治提供参考。

既有重载铁路隧道基底病害置换整治技术研究

利用ANSYS有限元软件建立了隧道护底翻修施工便梁三维有限元分析模型,通过设置施工便梁架设方式,并结合重载列车的荷载特点,分析了2类施工便梁在重载列车作用下的的内力特点。计算结果及施工可行性分析表明:采用下沉式便梁架空方案能够保证25 t轴重货物列车以60 km/h通过时线路轨道的几何尺寸、线路刚度和稳定性,另外,在主梁尺寸以及横梁间距设置合理的情况下,采用下沉式无水平顶丝及横梁混凝土支座方案是隧底翻修的一种理想方案,该方案对重载或普通铁路隧道基底结构的病害处理具有重要的借鉴意义。

在日本金武中城湾深水抛锚的体会

此文对一次在日本的金武中城湾深水抛锚时,由于操作不当致使抛锚中发生的险情做了分析,指出了应吸取的教训。

铁路隧道排水管道疏通设备研制及应用

我国铁路隧道排水管道存在钙化结晶、堵塞等突出问题,导致排水系统不畅甚至整体失效,劣化了隧道结构服役状态,严重影响到运营安全。对铁路隧道排水管道结晶堵塞情况进行了调研,分析了堵塞原因及堵塞物成分。针对铁路隧道排水系统布设特点,研制了便捷高效的疏通机,并选取了典型隧道结晶管道进行室内及现场疏通试验。结果表明,疏通机可有效清理管道结晶堵塞物,提高了隧道排水系统可维护性以及隧道的整体运营安全。