高应力软岩隧道二次衬砌合理支护时机分析研究

以兰渝铁路某隧道为研究对象,考虑炭质板岩地层的蠕变特性,基于广义西元模型,对隧道施工过程进行三维数值模拟,研究了不同支护时机下初期支护、二次衬砌的受力变形规律。研究结果表明:(1)提前施作二次衬砌,能够和初期支护构成叠合支护体系,有效约束软岩变形,减小变形速率,施作时间越早,围岩变形控制效果越好;(2)初期支护和二次衬砌的应力支护时机相关。二次衬砌施作时间越早,越能够改善初期支护的受力状态,减小初期支护应力,同时分担的围岩形变压力越大,二次衬砌应力越大。

二次衬砌台车处瓦斯分布规律参数化研究

为了研究二次衬砌台车在不同因素影响下瓦斯的分布规律,利用Fluent流体力学软件建立压入式通风计算模型,讨论全断面施工时,风管出口风速、瓦斯释放源横向位置和纵向位置、台车阻滞系数对瓦斯分布规律的影响。研究结果表明,风管出口风速越大,对瓦斯的稀释作用越强;瓦斯释放源在风管异侧时,风流对瓦斯的稀释作用最强;瓦斯释放源位于拱顶处时,风流对瓦斯的稀释作用最弱;瓦斯释放源距离风管的纵向位置越近,瓦斯浓度越低;二次衬砌台车阻滞系数会影响隧道内瓦斯浓度的分布,台车阻滞系数越大,瓦斯浓度峰值越小。在实际施工中要尽可能地提高风管出口风速,注意瓦斯释放源的释放位置,合理地进行施工通风,同时为了避免瓦斯积聚,应注意二次衬砌台车前方处的瓦斯浓度。

特大跨度明洞二次衬砌台车优化及应用

为解决特大跨度明洞二次衬砌施工耗时长、工效低、外观质量差的问题,依托某隧道长明洞特大跨度二次衬砌施工,对明洞二次衬砌台车进行优化设计,并进行现场应用。结果表明,台车强度和刚度均满足要求,在施工过程中结构处于安全状态;蜂窝麻面、拼缝多、面板错台及止水带安装变形等问题得到有效解决,明洞二次衬砌外观质量得到有效提高;同时,降低了人工投入,缩短了二次衬砌施工时间,具有一定的经济效益。成果可为类似工程的设计及施工提供参考。

隧道二次衬砌拱顶防脱空注浆材料研究现状及发展趋势

结合隧道二次衬砌拱顶防脱空注浆材料研究与应用现状,文中分析了引起拱顶脱空的主要原因,明确了注浆工艺及材料对解决拱顶脱空起到的作用,对传统注浆材料、带模注浆材料、注浆工艺、注浆材料的组成、性能检测进行了论述,总结了带模注浆材料的先进性及二次衬砌检测的趋势,提出了带模注浆材料与衬砌混凝土之间的相容性、微观机理、长期耐久性评价,为进一步研究提出了建议。

中美隧道二次衬砌结构设计规范对比研究

隧道设计规范是开展设计工作的依据,将我国隧道相关设计规范与国际先进国家技术标准对标,有助于提高我国工程建设企业的国际化竞争力。通过文献调研和计算分析对比研究了中美隧道二次衬砌结构设计的异同,并且从设计准则、极限状态划分、设计使用年限、材料特性、荷载分类和组合以及结构设计方法等方面展开对比,结合工程实例研究分析,结果表明:《公路隧道设计规范》(JDG 3370.1—2018)的设计参数更加保守、安全,能更好的保证隧道衬砌结构的安全性和耐久性,更有利于隧道二次衬砌的长期安全服役。

隧道二次衬砌缺损对结构安全性的影响分析

隧道二次衬砌浇筑质量的好坏直接关系到隧道的运营安全和使用寿命。为比较二次衬砌不同部位和不同程度的缺损对隧道衬砌的安全系数的影响程度,通过平面杆系有限元程序建立隧道衬砌模型,对缺损二次衬砌不同部位、不同深度的安全系数进行计算、检算和分析。分析结果表明,二次衬砌不同部位、不同深度的缺损,对结构安全性影响不同。根据其影响程度可快速判断出薄弱部位主要为拱顶,因此须加强拱顶的缺损检测并及时修补加固。

钢制管片二次衬砌加固效果数值分析

日本许多地下钢制盾构隧道已经超过设计的50年使用年限,多数NTT的通讯、电力管道已经出现了不同程度的腐蚀、漏水。文章以NTT的某条盾构隧道为例建立三维模型,研究了二次衬砌对该隧道的加固作用。结果表明:二次衬砌可以提供较大的承载力,隧道正常使用极限值可以提升约0.6倍,但是隧道破坏形式类似于梁超筋破坏,结构上需进一步优化。

高速铁路隧道二次衬砌质量控制及缺陷预防施工技术研究

为解决二次衬砌质量突出问题,避免受裂缝、麻面等质量缺陷影响,制约高速铁路隧道正常运营。本文将基于问题导向法,聚焦高铁隧道二次衬砌施工常见质量通病问题,提出质量控制技术和缺陷预防技术,并结合实例,验证质量控制技术及缺陷预防施工技术的可行性。实践表明,在质量控制技术以及管理新思路的应用下,混凝土欠厚、拱顶脱空等缺陷率指数明显下降,已由25%及20%变为0%和5%,实用价值显著。

富水环境下引水隧洞二次衬砌防水技术创新

富水隧洞施工过程中的防水施工技术很大程度上决定了隧洞建设项目的效果,如果施工中出现二衬混凝土脱落、裂缝,或者止水带平直度很差,都会导致隧洞渗漏水,为工程运行带来不利影响。本文结合吉林中部城市引松供水工程隧洞施工实例,分析了二次衬砌拱部纵向退管带模注浆工艺、自粘反粘式防水板、新型止水带夹具等新工艺、新技术在解决隧洞二衬裂缝、渗水、漏水、脱空、止水带平直度差等常见工程问题上的作用。

隧洞二次衬砌结构稳定性数值模拟分析

隧洞工程中,选择适当的衬砌结构类型对于确保工程的顺利进行和长期稳定性至关重要。本文详细介绍了喷锚衬砌、整体式衬砌、复合式衬砌、装配式衬砌和连拱式衬砌等几种常见的隧洞衬砌结构类型。通过对这些结构类型的特点和优劣势进行分析,旨在为工程师在实际项目中的衬砌结构选择提供指导。同时,本文还探讨了隧洞衬砌结构的二次衬砌施工要点,包括衬砌台车、钢筋材料处理、混凝土拌和、混合料运输与浇筑、拆模施工和养护工作等方面的关键要点,以确保二次衬砌工程的质量和稳定性。

高速公路隧道工程二次衬砌脱空率控制措施

衬砌脱空是长期以来困扰隧道施工的难题,这一现象对隧道施工的质量产生了直接的影响。在高速公路大量建设的背景下,隧道工程脱空问题已成为焦点,引起了广泛的关注。针对高速公路隧道工程二次衬砌脱空问题进行了深入的分析和研究。首先分析了衬砌脱空产生的原因,主要包括施工工艺不当、材料质量问题、地质条件复杂等因素。其次,根据自身从事隧道施工的经验提出了相应的看法及措施。具体包括:加强施工工艺控制、提高材料质量、加强地质勘察和监测等方面。通过这些措施的实施,可以有效地减少衬砌脱空现象的发生,提高隧道施工的质量。

非均匀膨胀力作用下隧道二次衬砌安全性研究

膨胀岩遇水发生膨胀变形,并产生膨胀荷载。基于荷载结构法理论,针对不同膨胀位置和不同膨胀荷载,对膨胀岩隧道二次衬砌结构各部位安全系数大小和分布进行计算和研究,同时对比分析不同仰拱矢跨比下结构安全系数的变化规律,结果表明①当膨胀荷载为100~200 kPa时,结构各部位安全系数均大于2.0,结构安全,当膨胀荷载为300,400,500 kPa时,结构局部安全系数小于2.0,无法满足承载力要求。局部发生膨胀比全环发生膨胀时对结构的危害更大;②当仰拱局部产生300,400 kPa膨胀荷载时,提高仰拱矢跨比可有效改善结构安全状态,当产生500 kPa膨胀荷载时,需采取其他有效工程措施;③仰拱矢跨比增大到一定范围后,安全系数增长越不明显,设计时应采取一种或多种工程措施组合的方式保证结构的稳定性。

泥水盾构空推过矿山法隧道二次衬砌技术

在深圳某地铁隧道区间工程中,通过方案优化,合理设定导台的高程,选择合适的管片与导台间空隙的支撑材料,对成型管片持续的测量监测,使用混凝土对管片与矿山法隧道壁间空隙进行充填,设定合适的盾构推进参数等方法,成功解决了矿山法隧道利用盾构空推实施二次衬砌的技术难题,能够为类似工程施工提供借鉴。

二次衬砌施工对黄土隧道围岩压力的影响分析

文章依托甘肃省某黄土隧道工程,借助埋设于隧道围岩内部的智能压力传感器采集了从初期支护到二次衬砌完成后一年的围岩压力监测数据,通过研究超长监测周期内围岩压力随时间的变化情况,得出了隧道围岩压力的变化趋势,同时对隧道二次衬砌施工引起围岩压力突变的阶段进行了分析。结果表明:二次衬砌施工后围岩压力先急剧下降,随后快速增加,最后趋于稳定;二次衬砌施工期间围岩压力突变阶段的压力变化率是整个监测周期内的9.5倍,在隧道横断面不同部位差异较大,拱顶处高达22.5倍;对隧道围岩压力的研究有助于确定二次衬砌施工的时间,对隧道二次衬砌结构的稳定具有重要意义。

基于ANSYS数值力学模型的二次衬砌结构稳定性分析

二次衬砌开裂是隧道最常见的病害之一,对有裂缝的既有隧道衬砌结构的稳定性进行分析研究具有重要的现实意义和理论价值。基于断裂力学的裂缝模型,通过数值分析,探讨了有裂缝既有隧道二次衬砌结构稳定评价的计算方法。通过模型试验对非破坏性衬砌和开裂衬砌的承载力进行了分析比较。结果表明:(1)断裂力学有限元方法可用于评价既有裂缝隧道二次衬砌结构的稳定性。(2)不同零件出现裂纹时所需载荷的大小顺序为:足弓比拱顶小,拱顶比拱腋小,拱腋比仰拱小。(3)当支架位于拱顶和拱脚时,对衬砌结构的稳定性影响最大。(4)衬砌结构的承载力因裂缝而下降,当隧道仰拱底部出现纵向裂缝时,其承载力下降了37.5%。

公路隧道二次衬砌脱空成因及防治措施研究

隧道工程以其可以优化公路线性、克服高程障碍、缩短线路长度、节约用地等特点,近年来在公路建设项目中的比重不断增大。伴随着公路隧道的大规模建设,隧道二次衬砌背后脱空在其质量通病中尤为常见,严重影响了隧道质量与车辆运行安全。本文依托某公路建设项目,对隧道二次衬砌背后脱空成因及防治措施进行研究,希望可以为其他隧道施工提供参考和借鉴。

高铁隧道二次衬砌拱顶脱空处理技术及工程应用

该文对高铁隧道二次衬砌拱顶脱空的诸多方面进行了全面,系统的论述。本文首先对脱空产生的原因进行详细的分析,其中涉及地质环境,施工工艺及材料性能等关键影响因素,为下文的研究奠定理论基础。然后,本文对目前无损检测技术与有损检测技术应用于脱空检测进行综述,强调将二者结合起来提高检测精度。在处理技术上,既对传统加固方法进行了评述,又对创新处理技术进行了介绍,最后结合工程实例对该处理技术的具体应用情况和良好的效果进行了具体说明。最后本文对高铁隧道脱空处理技术未来趋势进行预测,并强调智能化、环保化处理的意义。该研究对高铁隧道安全运营,维护管理及同类项目脱空问题治理有重要理论指导意义与实践应用价值。

基于变形稳定时间统计的挤压性围岩隧道二次衬砌施作时机研究

为获取挤压性围岩隧道二次衬砌施作时间,使二次衬砌施作可操作性更强,以变形速率限值为基础,对412个挤压性围岩隧道断面变形量测数据进行拟合和统计分析,得出不同变形等级的变形稳定时间范围值和施工期分阶段二次衬砌施作时机预测方法。具体结论为:1)提出了基于变形速率判据的变形稳定时间预测方法,通过最优指数函数曲线拟合,实现稳定阶段变形量u稳和最终稳定时间t′稳的预测;2)通过统计分析,确定了不同变形等级、不同跨度条件下变形稳定时间t′稳范围值,用于设计阶段初步拟定二次衬砌施作时机;3)提出了施工期二次衬砌施作时机分阶段预测方法,根据实测20、30、40 d和稳定时的相对变形,可实现分阶段预测最终变形稳定时间;4)经实测变形数据检验,采用二次衬砌施作时机分阶段预测方法所得预测结果可被工程所接受;5)以分阶段变形稳定时间t′稳为判别指标的挤压性围岩隧道二次衬砌施作时机预测方法,可操作性强,能避免以变形速率为判别指标时的操作困扰,可直接服务于工程实践。

黄土隧道二次衬砌开裂原因及防治措施现状与发展

针对目前对黄土隧道二次衬砌开裂的原因及其治理措施合理性认识不足等问题,结合黄土隧道二次衬砌开裂的相关研究,对二次衬砌开裂机制研究方法、开裂原因、治理措施等3方面的现状进行阐述和分析,讨论当前研究的不足之处及其未来发展趋势。得出主要结论:1)黄土隧道二次衬砌裂缝的研究方法主要有调查分析、数值模拟、监控量测、理论解析、模型试验、现场试验;其中,调查分析、监控量测在施工阶段使用较多;数值模拟在运营阶段使用较多;理论解析、模型试验、现场试验更多的是作为研究深度的延伸。2)整理二次衬砌裂缝的分类情况,并确定黄土隧道二次衬砌开裂的主要部位为隧道拱部及边墙处,拱部处多为纵向裂缝,边墙处则纵向、环向、斜向裂缝数量较多。3)衬砌开裂的原因由工程地质条件、围岩环境恶化、设计施工不当、结构材质劣化、自然(人为)破坏等5大类因素所致,且黄土的结构与工程特性是衬砌开裂病害产生的内因,水的作用是关键因素也是主要外因。4)裂缝处治目前主要有病因处治和加固补强2类;病因处治的关键在于治水,其次为改善围岩性能,减少衬砌受力;加固补强多采用内部注浆、外部贴钢板等措施。最后,针对现阶段黄土隧道二次衬砌开裂机制研究、裂缝分类、开裂处治技术等方面的不足,提出未来应建立更为全面的隧道衬砌健康监测体系及理论模型,实施精细化建模分析,确立裂缝形态与原因的直观联系,关注裂缝治理材料与手段的创新。

小断面大曲率隧道二次衬砌台车设计的优化及应用

以某小断面大曲率TBM隧道工程施工为例,针对该隧道转弯直径与隧道断面均较小导致的二次衬砌在狭小空间不容易施工的难题,衬砌台车改造采取的具体措施:为解决物料设备运输困难的问题,优化了门架结构设计来确保电瓶车通行内净空,给台车留出充裕的操作空间;为使台车能够有效应用到曲线段二衬施工,将单套台车进行了分节设计,应用彼此相对独立的分节小台车分别开展施工。实际工程应用效果表明,设计改造的台车装置施工质量控制效果良好且操作简便,有效地保证了严苛工期要求下的二次衬砌施工进度与质量,利于提高经济效益。