HDPE管内衬盾构隧道复合式衬砌结构极限承载力试验研究

为研究采用HDPE双壁缠绕管作为内衬的盾构隧道复合衬砌结构的破坏机理,依托桃浦污水处理厂初期雨水调蓄工程涉铁段排水隧道工程,开展整环足尺试验研究,得到如下结论:(1)复合衬砌结构破坏过程经历协调变形阶段和各自承载阶段,弹性极限点为顶底部纵缝处界面的剥离脱开,各纵缝及管片本体相继发生破坏,纵缝处填充层混凝土发生拉剪或压剪破坏;(2)复合衬砌结构的薄弱位置为各纵缝处的界面及填充层混凝土,其中顶部和腰部纵缝处最为薄弱;(3)复合衬砌结构不同位置纵缝处的界面破坏和填充层破坏形态均源自于纵缝转动变形导致刚度差异引起的界面应力和填充层应力突变。

复杂地质下超长隧道围岩预支护和复合式衬砌结构应用

为提高隧道稳定度,提出一种复杂地质条件下超长公路隧道围岩支护技术,主要包括预支护方案与加强型复合式衬砌结构的应用。实施期间,先探讨围岩支护稳定性相关影响因素,并设计正交试验开展外围环境分析,再以正交试验结果为依据选用隧道围岩支护技术,确定辅助稳定措施。经工程实践论证,隧道下沉深度在应用该技术后显著减少。

复合式曲中墙连拱隧道衬砌结构受力特征分析

以土江冲隧道为背景,采用FLAC3D软件对复合式曲中强连拱隧道施工过程进行了数值模拟,得到了隧道初期支护的变形特征、锚杆的轴力、初期支护及二次衬砌的应力状态,分析了复合式曲中墙连拱隧道衬砌结构的力学特征,对该隧道二次衬砌的安全性进行了评价。

基于数值模拟的复合式衬砌隧道研究

为对复合式衬砌隧道进行研究,通过数值模拟的方法,对复合式衬砌体系理论、围岩压力计算及支护刚度计算进行分析,对复合式隧道工程的开挖进行模拟。研究结果表明:二次衬砌结构承担了大部分的围岩压力,双隧道中左右两个隧道的相互作用,有利于控制围岩的位移。

喷射混凝土自防水结构与复合式衬砌结构

本文对喷射混凝土自防水结构及复合式衬砌结构两种防水方案的应用条件、施工要点及注意事项作了较详细的阐述。

以初期支护为主要承载结构的复合式衬砌设计研究

包兰线香山隧道和青天寺隧道长度均超过20 km,为全线控制工期的重点工程,为加快施工进度和降低工程投资,在满足机械化配套、快速施工的要求下,开展了以初期支护为主要承载结构的复合式衬砌设计参数研究。主要介绍了研究的方法和成果,结合安全性检算,系统地提出了时速200 km/h双层集装箱铁路以初期支护为主要承载结构的隧道结构优化参数,并进行优化前后的工程量对比,在施工机械化配套条件下隧道施工综合进度提高约20%。该成果对转变传统的隧道设计理念、改变目前以部颁标准图支护参数为设计依据的设计现状、对于以后时速200 km/h铁路特长单线隧道的施工方法和机械化配套的工程设计(施工)都有很好的参考价值。

复合式衬砌隧道的总安全系数设计方法探讨

研究目的:铁路、公路等交通隧道常采用复合式衬砌,其中初期支护一般采用地层-结构法或工程类比法进行设计,二次衬砌采用荷载-结构法进行设计,由于二者采用的分析方法不同,难以统一评价整体结构的安全性。现有隧道设计规范仅提出了二次衬砌的安全系数要求,但复合式衬砌并非单一结构,有必要研究初期支护和二次衬砌的总安全系数。同时为建立总安全系数设计法,有必要研究初期支护的荷载-结构模型。研究结论:(1)对于采用喷锚支护的复合式衬砌隧道结构,围岩压力随埋深的增加而增加,隧道支护参数应根据埋深进行相应调整;(2)采用荷载-结构模型可以建立复合式衬砌初期支护和二次衬砌的统一设计方法;(3)复合式衬砌隧道的总安全系数应包含初期支护和二次衬砌各自的贡献,当二次衬砌为钢筋混凝土时,总安全系数建议不低于3.0,否则不低于3.6;(4)不同设计方法所建议的初期支护和二次衬砌的安全系数分配可按表2采用;(5)采用本文设计方法对现有高速铁路隧道结构安全性进行再分析,结果表明,在埋深为300 m左右时,Ⅲ、Ⅳ级围岩支护参数有进一步优化的空间;(6)本研究结果可为复合式衬砌隧道结构设计提供思路和方法。

复合式衬砌隧道总安全系数设计法修正与应用研究

为评价复合式衬砌这一整体结构的安全性,对以往所建立的复合式衬砌隧道总安全系数设计法的不合理之处进行修正,并再次分析不同铁路隧道的安全性,同时与挪威Q法支护参数进行对比,最后结合案例说明该方法在断面形式比选方面的应用。结果表明:1)所建立的总安全系数设计法可以为初期支护和复合式衬砌的支护构件选择、量化设计和整体优化设计提供一定的理论基础。2)采用总安全系数设计法对不同铁路隧道安全系数计算的结果与现场实际施工情况、既有隧道病害情况基本相符。3)挪威Q法提出的支护参数如果用于我国时速350 km的高速铁路双线隧道,Ⅲ、Ⅳ级围岩总安全系数满足要求且较为经济,但Ⅴ级围岩安全系数偏低;采用耐久性锚杆有利于充分发挥锚杆-围岩承载拱的支护作用,从而可以减少喷层和二次衬砌的强度,提高经济性。4)总安全系数设计法可以用于隧道断面形式与支护参数的精细比选。

复合式衬砌结构原位试验与数值分析

以复合式衬砌结构为研究对象,通过数值模拟及原位试验,分析其裂缝宽度、接缝张开量及螺栓应力随内水压力变化趋势,并分析该结构受力及变形情况。结果表明,当内水压力超过0.6 MPa时,内衬裂缝宽度超过规定限值,内压的受力减小,外衬管片受压增大;内水压力为0.7 MPa时,外衬达到正常使用极限状态;当内水压力达到0.60 MPa时,接缝张开量增速显著提高。

超大断面扁平隧道复合式衬砌结构力学特性分析

CQ地铁5号线工程是全国示范性超大断面扁平隧道施工工程,在当下国内现有地下轨道隧道建设的暗挖工程中所涉及的断面面积位列第一。该工程自身的复合式架构在衬砌作业时的受力结构相当复杂,为此在现场安全评估测试环节中,施工人员借助数字化模拟同实地工程试验两项工程手段相联合的方式,针对工程内二次衬砌作业中的受力结构以及运行条理进行了拆解性分析,并指出:第一,衬砌作业区域于隧道拱形结构的腰部与顶部所承担的压力较重,突出表现为拱形隧道腰部及以下部位的向下位移特点;第二,衬砌作业区域同初支作业区域所受压力表现出不平衡的态势,于实际工程中表现出抛物线样先增后减的渐趋稳定趋势。

复合式衬砌可靠度计算方法研究

按结构可靠度理论的基本原理及新奥法原理,在考虑复合式衬砌施工、构造及受力变形特点的基础上,一次衬砌以结构收敛值的实测和试验资料为依据,二次衬砌以试验资料和理论计算为依据,对复合式衬砌可靠度的实用计算方法进行了探讨。

对隧道复合式衬砌的见解

随着岩体力学这门边缘学科的发展,人们对岩体的特性、围岩的变形与稳定规律的认识正在逐步深入,限制围岩变形,保证围岩稳定的方法及其手段也日趋成熟,因此,修建适合于各种用途的地下工程愈来愈多。同时由于工业生产的发展,促使地下工程的开挖、支护等施工技术不断改进,特别是新奥法的兴起,为复合式衬砌的产生和发展提出了需要与可能。

地下通道施工期复合式衬砌变形特征研究

以武汉市雄楚大街华中师范大学地下通道施工为例,建立了基于荷载结构法的复合式衬砌结构数值计算模型,探究二次衬砌的受力特性。研究结果表明:二次衬砌竖向位移在通道上拱部分呈现由通道中心向两侧方向逐渐增大,下拱部分呈现由通道中心向两侧方向逐渐减小的特征,模拟结果为监测点的布设提供了依据。在充分考虑通道施工过程监测的基础上,提出了对复合式衬砌通道全面有效监测的布设方法。

浅谈复合式衬砌防水施工技术

结合具体工程实例,分析了复合式衬砌的防水机理,介绍了复合式衬砌的防水层结构设计,探讨了复合式衬砌的防水施工工艺要点,以完善复合式衬砌防水施工技术,积累衬砌防水施工经验。

复合式衬砌支护在孤山隧道中的应用

孤山1#隧道，孤山2#隧道采用新奥法（New Austrilian Tunnle Metherd)施工，以锚喷网格栅拱架为初期支护，模注混凝土为二次衬砌的复合式衬砌，成功地发挥了施工支护的作用，本文简要分析了锚喷支护的作用机理，性能特点，结构参数和施工方法，并探讨和分析了施工中影响支护效果的因素及存在的问题，并提出了一些解决的措施及方法。

铁路隧道复合衬砌内力计算方法研究

研究目的:随着新奥法的普及,采用复合式衬砌的隧道越来越多,目前对其进行计算的方法主要分为荷载-结构法和地层-结构法。荷载-结构法通过弹簧支撑来模拟围岩对支护的约束,并不能真实的反映围岩与支护结构的相互作用;地层-结构法在围岩压力释放率的问题上存在一定的经验性。本文从复合式衬砌角度出发,以荷载作用于地层边界的模型对复合式衬砌的初支及二衬进行计算,并与传统荷载-结构法计算结果进行对比。研究结论:(1)通过对比荷载-结构法与地层-结构法的优缺点,提出了将荷载作用于地层边界的共同作用模型,即用均匀施加在四周的荷载代替围岩产生的压力,同时又用围岩自身的形变来抑制支护结构的位移,将围岩作为荷载的传递介质,充分体现了围岩和支护结构的共同作用和变形协调;(2)采用共同作用模型对铁路隧道复合衬砌的初期支护及二次衬砌进行了内力分析,并与荷载-结构法所得结果进行对比,结果说明共同作用模型更能符合新奥法的思想,在考虑围岩相互作用的同时大大减少了计算时间;(3)本研究成果为复合衬砌内力分析提供了一种新的方法。

荷载-结构模型在黄土隧道二次衬砌设计中的应用

目前,隧道结构设计所采用的计算模型主要有两类:一是岩体力学模型,二是荷载-结构模型。对于荷载-结构模型来说,他是否接近实际,关键是对支护结构所受荷载大小及分布形态的正确估算。为此,针对修建在黄土这一特殊地质条件下的复合式衬砌隧道,采用两种不同的荷载模式对二次衬砌进行计算,得到了黄土隧道二次衬砌较合理的荷载模式,这为以后类似的工程积累了经验。

柳州市某公路隧道衬砌设计

结合柳州市某公路隧道工程,介绍公路隧道浅埋隧道围岩压力的计算和复合式衬砌的设计,总结了隧道衬砌的设计经验,供同类工程参考。

公路隧道衬砌形式与支护技术

公路隧道衬砌形式隧道衬砌一般常用的形式有整体式衬砌、复合式衬砌、喷锚衬砌。整体式衬砌通常为保证施工安全要采用喷锚支护等临时支护措施,这种支护不是永久的受力结构,只有模筑混凝土才是永久受力结构。

考虑初衬作用的大跨储水隧洞二衬结构模型及分析

应用荷载结构法分析隧洞复合式衬砌结构的二衬结构内力时,以承载比的概念考虑初衬作用。承载比大多以经验为主,可靠性不高。对于大跨隧洞,采用全荷载计算模型(二衬承受全部围岩荷载)为主分析二衬内力,分析结果偏于保守。本文通过对隧洞初衬、二衬之间相互作用原理的分析,提出考虑初衬作用的二衬结构分析模型。文中对二衬全荷载分析模型和考虑初衬作用的二衬分析模型进行了计算分析,其结果表明:考虑初衬作用的二衬分析模型计算分析二衬内力时,初衬对轴力、弯矩和剪力均有不同程度的承载分担作用,对轴力的分担作用最多。因此,作为一种最直接的考虑初衬作用的隧洞二衬计算分析方法,可供隧洞二衬设计验算参考。