焦晋高速公路河南段隧道设计与施工

本文简要介绍焦晋高速公路(河南段)七座隧道设计中有关技术问题的处理原则，并重点对隧道施工过程中遇到的具体问题提出了相应的处理措施；结合山岭区高速公路隧道的特点，对设计、施工中应注意的问题进行探讨。

关于修建沉管隧道的若干技术问题

应用沉管法修建隧道日益增多,论文从管节划分、干坞选择、管节浮运及沉放、基槽及基础处理、浮力设计、防水、最终接头及抗震设计八个技术方面的问题进行了论述,以期提高我国沉管隧道设计和施工技术水平。

我国长大公路隧道建设的有关技术问题

文章详细论述了我国长大公路隧道建设的有关技术问题,并提出了一些急待研究的相关课题。

云南红粘土路基压实工艺及压实标准研究

红粘土作为路基填料,具有含水率高、液限高、压实困难等特点,压实度往往难以达到规范要求,但红粘土却具有较好的力学性能,如果处理得当,可以作为路基填料使用。结合红粘土试验路的修筑,提出了云南红粘土路基填筑碾压含水率、松铺厚度、碾压遍数等施工参数和施工工艺,并探讨了红粘土路基压实度降低的依据和范围,提出云南红粘土下路堤压实度的下限值可取90%。

夹层型红黏土路基结构在高速公路中的研究

红黏土路基水稳定性较差,反复干湿作用易导致强度降低,引起路基的破坏。目前,在工程中主要采取改良红黏土、加强防排水措施、采用合理的施工工艺来提高红黏土路基整体质量和耐久性,很少考虑到红黏土路基的结构形式。为将红黏土直接作为路基填料,降低干湿循环对红黏土路基的影响,以蒙文砚高速公路红黏土路基试验段为例,提出了一种夹层型红黏土新型路基结构型式及其压实参数和施工工艺。

一种夹层型红粘土新型路基结构及其施工工艺研究

红粘土路基水稳定性较差,反复的干湿作用易导致强度降低,从而引起路基的破坏。目前,工程中主要采取改良红粘土、加强防排水措施、控制合理的施工工艺来提高红粘土路基整体质量和耐久性,很少考虑到红粘土路基的结构形式。为将红粘土直接作为路基填料,降低干湿循环对红粘土路基的影响,本文提出了一种夹层型红粘土新型路基结构形式及其压实参数和施工工艺,可为同类工程提供借鉴和参考。

基于DBL理论的隧道排水管岩溶水结晶规律研究

针对岩溶区隧道排水管结晶堵塞问题,在DBL理论的基础上结合水动力学,分别讨论了层流、紊流两种流态下的流速分布并推导出结晶沉淀速率函数表达式;采用模型试验的方法对岩溶水结晶规律进行探讨,以管道铺设坡度和液面高度为变量,将结晶厚度增长速率作为结晶沉淀速率分析指标,结果显示:随着管道铺设坡度的增大,结晶厚度增长速率逐渐减小,随着管道液面高度的增大,结晶厚度增长速率逐渐减小。此外,对比理论与试验的结果发现管道铺设坡度为3%、4%、5%时,相对误差分别为11.54%、10.14%、11.29%;管道液面高度为7.2 mm、10.2 mm、13.3 mm时,相对误差分别为11.29%、15.87%、15.09%,因此在误差允许的范围内,可认为结晶沉淀速率函数预测模型得到了有效的验证。

基于正交试验的溶洞对隧道稳定性影响分析

为研究溶洞对隧道稳定性的影响程度,依据正交试验设计方法,将溶洞的尺寸、距离、方位作为影响因素,将隧道拱顶下沉、周边收敛及底部隆起作为考核指标,运用ANSYS软件对选取的工况进行数值模拟分析,借助正交试验数据分析方法得到溶洞不同因素的变化对隧道稳定性影响程度的定量判断。结果表明,3个因素对隧道拱顶下沉影响程度由大到小依次为方位、尺寸、距离;对隧道周边收敛影响程度由大到小依次为尺寸、距离,由于方位影响过小,可忽略不计;对隧道底部隆起由大到小影响程度依次为方位、距离、尺寸。

岩溶隧道排水系统堵塞影响因素分析

鉴于岩溶区隧道普遍存在排水系统堵塞问题,调研工程实例并探讨岩溶隧道排水系统结晶发育有关影响因素的作用机理就显得尤为重要。研究结果表明,可以依据岩溶隧道排水系统堵塞的原因将堵塞的类别划分为非结晶堵塞和结晶堵塞两方面。研究指出隧道排水系统非结晶堵塞主要与施工和设计的缺陷有关,针对部分不足之处提出了一些建议和解决思路;隧道排水系统结晶堵塞则主要与CO2分压、pH值、温度、水动力因素有关,除此之外由于支护混凝土溶出物导致的排水系统结晶发育以及支护结构耐久性降低等问题也不容忽视。现阶段相关问题的治理措施并不理想,应加强隧道施工和设计阶段排水系统结晶堵塞的预防工作。

掺砂砾改良盐渍土路用性能的试验研究

采用掺拌1∶1砂砾对西宁南绕城高速公路中硫酸盐渍土进行改良,分析了砂砾改良前后盐渍土的微观结构,并分别采用振动压实和重型击实对改良弱盐渍土的压实效果进行分析。结果表明:砂砾能有效改善盐渍土的级配,增加颗粒间的摩阻力,使土的抗剪强度得到较大提高,同时增强土体的结构性;弱盐渍土采用振动法压实获得的干密度大于用重型击实获得的干密度,压实效果更好,工程中宜用振动压实法确定盐渍土的室内最大干密度。

应急车道景观铺装及对驾驶员视觉的影响研究

为研究隧道前方与匝道路段处应急车道景观铺装及其对驾驶员视觉与行车安全的影响,通过现场调研的方法确定6种景观铺装方案,以Uc-win/Road软件搭建仿真场景,利用驾驶器、眼动仪分别进行模拟驾驶、驾驶员行车过程中视觉参数收集,得到驾驶员瞳孔面积变化率、注视点占比、反应时间3项评价指标。分析结果表明:1)不同应急车道景观铺装对驾驶员视觉有不同程度的影响;2)在隧道前方直行路段与匝道路段,6种铺筑方案均表现出较好的视觉效果,其中方案4有更低的瞳孔面积变化率、最低的反应时间,在视觉左前方、路面和应急车道有更高的注视点占比;3)选择方案4作为隧道前方直线路段与匝道曲线路段处应急车道的景观铺装方案,既可满足行车舒适性与安全性的要求,又可实现地域文化传播与景观宣传功能。

基于植被-土壤-微生物生态原理的边坡土壤持续肥力保证技术研究

新时期美丽中国建设和生态文明建设,迫切要求高速公路建设项目必须走绿色发展之路,遵循绿色生态、安全耐久、百年工程的绿色品质公路建设理念。广那高速公路建设面临地形复杂、地质破碎、岩溶多水、生态敏感、气候极端等工程难题,鉴于此,采用三联生态防护技术(3S-OER)对广那高速公路边坡进行植被-土壤-微生物生态系统构建。采用专有生物改良材料构建的土壤生境,能有效提高土壤活性、调整土壤质地、塑造团粒结构、增强土壤肥力。采用专有生物群落调节菌剂,可定向调控目标植物生长速度、促进根系发达和群落演替稳定性。采用植物-土壤-微生物联合修复构建物质自循环增肥系统,能不断提供植被所需的营养物质,实现自然生态效果。

高速公路边坡三联生态防护建植技术研究与应用

随着我国交通行业的发展,高速公路以其快速、便捷的优势发挥着重要的交通运输作用。但是在高速公路的建设与运营中,势必会对周边的生态环境造成一定的影响,因此人们对于高速公路边坡防护以及环境保护等方面给予高度重视,合理控制高速公路边坡的防护技术,取得了很大进展并得到广泛应用。做好高速公路边坡防护具有重要的社会效益和经济效益。本文着重对高速公路边坡施工中三联生态防护建植技术的应用进行研究分析。

岩溶区隧道大型溶洞处治技术研究

为了降低岩溶区隧道大型溶洞对施工的影响,文章通过文献收集和案例调研,针对岩溶地区隧道施工中遭遇的各种不同溶洞影响,提出了针对性的处置方案,其中包括大型干溶洞的处治、大型填充型溶洞的处治、大型含水型溶洞的处治,旨在为岩溶区隧道大型溶洞处治技术提供可参考建议。

云南广那高速公路边坡生态防护建植技术研究

广那高速公路建设面临地形复杂、地质破碎、岩溶多水、生态敏感、气候极端等工程难题,鉴于此,采用三联生态防护技术(3S-OER)进行广那高速公路边坡生态防护建植。通过调研广那高速公路边坡植物生长限制因素,筛选适宜广那高速公路边坡建植的植物物种,确定植物物种组合,实现边坡的生态修复与防护、生态减排、景观美化等效果。

公路桥梁桩基穿越超大型溶洞的荷载传递机制试验研究

为探明公路桥梁桩基穿越超大型溶洞的荷载传递机制,开展回填法施工的25.5 m溶洞的桩基受力现场试验;结合数值仿真方法,研究采用回填法处治溶洞时,穿越不同高度溶洞的桩基竖向承载特性和荷载传递机制,重点探明回填材料固结引起的负摩阻力最大值及范围占比变化规律。结果表明:采用回填法处治溶洞后,荷载较小时,穿越超大型溶洞桩基的轴力在一定范围内增大,桩侧产生负摩阻力;桩基的竖向极限承载力随洞高增加呈减小趋势;洞高由5 m增至30 m时,极限荷载作用下负摩阻力最大值增幅达102.7%,其范围占比由0%增加至24%,洞高超过25 m后,负摩阻力范围占比超过20%。若采用回填法处治溶洞,建议当洞高为5~10 m时,可忽略负摩阻力的影响;为超大型溶洞时,需考虑负摩阻力对桩基竖向承载特性的不利影响;洞高为15,20,25,30 m时,溶洞顶面下0.092 H,0.145 H,0.213 H,0.240 H(洞高)范围内按负摩阻力计算桩基承载力。

隧道施工诱发土洞型地表塌陷形成机制分析

基于岩溶区隧道施工过程中土洞型地表塌陷事故频发的现状,对隧道施工诱发土洞型塌陷影响因素及形成机制进行研究。对土洞型地表塌陷上覆层进行受力分析,提出了考虑隧道爆破荷载影响的土柱稳定系数计算方法,应用该计算方法对新发寨隧道岩溶场地3处土洞型塌陷进行稳定性与敏感性分析,表明地下水位变化引起的真空负压与爆破荷载是新发寨隧道地表发生塌陷的重要诱因。通过数值模拟建立了无渗流模式与完全流固耦合模式土洞扩展及地表塌陷模型,结果表明:地下水的潜蚀作用对土洞扩展以及地表塌陷的影响非常显著,无渗流模式与完全流固耦合模式,模拟土洞上覆层为12 m厚粉质黏土时,地表发生塌陷的土洞半径由5.5 m降至3.5 m;地下水潜蚀作用下,地表发生塌陷时的数值特征为地表(或土洞)沉降曲线出现突变、剪应力低数值区基本消失、塑性区贯通地表。

陡坡—岩溶耦合作用下公路桥梁桩基极限承载力的计算

为研究陡坡—岩溶耦合作用对桩基竖向承载特性的影响,基于现行规范中的桩基极限承载力标准值公式,采用Marc有限元软件对4种顶板厚度、5种坡度进行正交模拟试验,分别提出了针对顶板厚度和坡度对于桩基竖向分项承载力的修正系数。试验结果表明,桩基极限承载力随坡度增大而逐渐减小,坡度大于45°时,减幅达到29.83%;当顶板厚度大于3倍桩径后,继续增加顶板厚度对桩基极限承载力的提高效果不大,稳定在19%左右。根据计算结果分析桩基竖向分项承载力占比的变化规律,提出了同时考虑顶板厚度和坡度的桩基竖向极限承载力标准值的计算公式以及修正系数αi、β。

西南高速公路岩质边坡生态防护安全性及耐久性正效应分析

本文首先分析了西南高速公路岩质边坡防护现在与问题,提出了三联生态防护关键技术,进而详细介绍了云南、贵州省区等三联生态防护技术工程应用实施效果。主要得到如下结论:(1)采用三联生态防护技术植被恢复速度快,植被结构稳定,植被盖度高达95%以上;(2)相较传统边坡防护技术,三联生态防护技术水保效果好、抗灾能力强、安全耐久;(3)三联生态护坡工况下边坡的稳定安全系数要优于圬工护坡工况下边坡的稳定安全系数,且防护工程后期安全耐久影响系数变化有利于促进边坡的稳定性。

云南广那高速公路岩质边坡植被修复及三联生态防护与传统圬工防护功效性价比较研究

本文首先介绍了三联生态防护技术的特点和技术适应性,进而研究了岩质边坡植被生态修复和三联生态防护与传统圬工防护功效性价比,主要得到如下结论:(1)绿色公路建设三联生态防护技术植被修复与固坡防护效果好、生态景观更自然更美丽;(2)相较传统边坡防护工程,三联生态防护工程造价更低、效果更好,后期维护成本更低。