运营隧道衬砌结构技术状况的评定方法研究

运营隧道衬砌结构技术状况的优劣直接关系到隧道内行车和行人安全,如何对运营隧道衬砌结构技术状况进行合理评定成为人们所关注的重点.针对目前隧道工程界已有的隧道衬砌结构技术状况评定方法存在的不足,首先提出了"隧道健康度"和"隧道健康度函数"的基本概念,将检测隧道划分为若干评定单元,然后将检测数据分配于各评定单元之上,并通过隧道健康度函数,建立了隧道现场检测数据和评定结果之间的一一对应关系,建立了一种基于现场检测数据的隧道衬砌结构技术状况分段式量化评定方法,并通过工程实例验证了该评定方法的有效性.     

隧道混凝土衬砌质量检测方法

介绍了用超声波检测混凝土衬砌强度、探地雷达法探测混凝土衬砌厚度及背部空洞的方法。用该方法对某隧道混凝土衬砌质量进行了检测。将超声波法检测结果与施工过程中经监理工程师签认的混凝土衬砌强度试验结果进行了对比，结果表明两者比较吻合；同时用现场钻孔的方法对探地雷达法的探测结果进行验证，结果表明两者比较吻合。     

地质雷达在隧道健康诊断中的应用

为了诊断运营隧道病害的程度，评价隧道的安全状况，分析了造成隧道衬砌背部存在缺陷的原因。阐述了采用地质雷达对隧道衬砌质量进行无损检测的原理及方法，井对某公路隧道进行了健康诊断。地质雷达探测结果表明：隧道衬砌背后出现的空洞都是孤立的，拱顶和拱腰的空洞总长占隧道总长的9％，隧道除拱顶衬砌厚度有4％小于设计值外，其余各部位衬砌厚度均大于设计值。对地质雷达探测结果采用钻孔法进行验证，其结果相吻合。利用检测结果评价该隧道衬砌结构安全等级，结果为B级。     

隧道衬砌质量地质雷达检测影响因素研究

针对目前隧道衬砌检测中存在的精度不高问题,采用理论分析和现场实际测试相结合的方法,分析了地质雷达衬砌检测精度的影响因素,研究表明:隧道衬砌检测准确性的关键在于衬砌介电参数ε的选取,衬砌混凝土强度和含水量在一定程度上决定了衬砌的介电常数和混凝土的龄期;利用线性回归确定了衬砌介电参数ε与混凝土水灰比、龄期以及强度的相关关系。在检测参数方面,表面波的拾取和数据处理理念对衬砌检测精度影响显著,采用不同频率的雷达天线时衬砌的检测精度不同。为提高衬砌检测精度在隧道拱顶、拱腰部位宜采用900 MHz天线,边墙部位宜采用400 MHz天线;在检测中需要根据衬砌混凝土的不同龄期采用不同的介电参数。     

岩溶隧道衬砌水压力分布规律研究

长期以来隧道衬砌水压力问题，一直是人们争论的焦点。依托宜万铁路岩溶隧道工程，对不同防排水方式（即全封堵、堵排结合及排放方式）的隧道衬砌水压力分布规律进行研究，研究方法主要采用模型试验及现场测试方法，模型试验的比例尺为1∶16，试验台架可同时施加土压和水压。通过模型试验得出水压力分布规律：全封堵条件下衬砌背后水压力不能折减，注浆圈也不能有效减小水压力；隧道内排水后衬砌背后水压力明显减小，并随着排水量的增加，水压力基本成直线下降；相同排水量时，注浆效果越好，衬砌背后水压力减小越明显；隧道采用全排导方式时，衬砌仍承受一定的水压。由模型试验得出的水压分布规律的部分结论，在现场水压力测试中得到了验证。     

高地温隧道衬砌结构设计探讨及施工技术

现场测试结果显示,拉林铁路桑珠岭隧道地温最高达86.7℃,高地温对衬砌结构的力学特性和耐久性的影响不容忽视.依托拉林铁路桑珠岭隧道工程,采用现场实测和数值模拟相结合的方法,研究了温度和隔热层对衬砌受力特性的影响,并对桑珠岭隧道高地温段施工技术进行介绍.研究结果表明:不考虑温度影响时,隧道支护结构衬砌内力偏小,衬砌安全系数偏大;隔热层的设置改善了衬砌结构的受力,二次衬砌轴力和弯矩显著减小,但其分布特征相似;工程现场所采取的超前地质预报、爆破控制和环境温度控制是确保高地温隧道施工安全的有效措施,确保了桑珠岭隧道准时开通.     

碳纤维布用于深埋隧道衬砌裂缝的加固效果

为评价公路隧道衬砌裂缝的碳纤维布补强效果,同时为类似隧道工程提供加固措施依据,利用有限元软件对裂缝补强效果进行了详细的计算分析。通过现场检测某深埋长大公路隧道交叉口段二次衬砌的开裂状况,从地质构造学角度分析裂缝成因表明:衬砌开裂是由于围岩地应力侧压力偏大,侧洞开挖后导致衬砌应力重分布而产生向拉应力超过混凝土抗拉极限强度而产生局部开裂。基于有限元理论对隧道开裂段加固前后衬砌结构的应力场及位移场进行了对比分析,同时分析了碳纤维布的变形状况。结果表明,当二次衬砌开裂后将碳纤维布粘贴于衬砌内表面,由于碳纤维布参与承担荷载,对混凝土衬砌受拉变形起约束作用,碳纤维作为抗拉材料能有效控制衬砌裂缝的扩展。     

超大跨公路隧道开挖与支护稳定性分析

结合沈大高速公路改扩建工程中韩家岭单洞四车道隧道工程实例，对超大跨隧道施工中各个阶段的力学行为进行了数值分析，判断围岩与支护衬砌结构在各个阶段的安全性与稳定性。通过与室内模型实验、现场监控量测的有关结论进行比较，验证了数值分析结论的正确性，从而判断超大跨隧道支护衬砌参数是否合理、施工开挖方法是否可行。实践证明，该隧道的支护衬砌参数与开挖方法是可行的，为类似隧道的设计与施工提供了借鉴。     

隧道衬砌结构裂损机理及定量评估

隧道衬砌裂损影响衬砌结构的整体稳定性,并易引起渗漏水病害、基床病害和复合型病害等隧道病害,降低衬砌结构的耐久性和安全性.基于衬砌裂损的力学机理分析,将隧道衬砌混凝土裂缝发展过程分为6个阶段,给出每个阶段的状态描述,并针对引起衬砌裂损的隧道衬砌厚度不足及衬砌背后空洞两个影响因素进行深入研究,分别利用隧道衬砌的拉、剪应力集中系数进行计算,明确不同围岩条件下隧道衬砌厚度不足或衬砌背后空洞等因素与衬砌内部应力集中程度之间的内在联系,为进一步建立依据隧道衬砌检测结果进行隧道衬砌状态评估的评估体系提供了量化基础.     

季冻区破碎围岩隧道冻胀力计算方法及工程应用

为了保障季冻区破碎围岩隧道的运营安全及使用年限,依托榆树川隧道冻害处治工程,采用理论分析、现场监测及数值模拟,对季冻区破碎围岩隧道冻胀力计算方法及隧道衬砌安全监测管理标准进行研究.基于冻融岩石圈冻胀模型和含水风化层冻胀模型,提出了季冻区破碎围岩马蹄形隧道冻胀力计算方法,并以衬砌最小安全系数素混凝土2.0、2.4、2.8和钢筋混凝土1.7、2.04、2.38为界限建立季冻区既有隧道衬砌安全监测管理标准.现场温度监测与数值模拟对比结果表明,根据现场围岩冻结深度进行的管理分级结果与根据数值模拟衬砌结构最小安全系数进行的管理分级结果一致.所提出的季冻区破碎围岩隧道冻胀力计算方法及既有隧道衬砌安全监测管理标准可应用于实际工程中,该研究成果可为季冻区破碎围岩隧道冻胀力计算、运营安全及冻害预防提供参考.     

地质雷达在公路隧道衬砌检测中的应用

介绍了地质雷达的基本原理及在公路隧道衬砌检测的应用方法,通过对隧道衬砌检测的实例说明公路隧道衬砌中常见的病害。     

黄土地区隧道衬砌背后空洞对结构影响模拟分析

通过对黄土隧道现场调研,测试和资料收集,得到隧道衬砌背后空洞的大小、位置及混凝土衬砌的强度等参数,采用ANSYS软件建立数学模型对隧道衬砌背后有空洞部位进行模拟分析,通过有无空洞的对比,研究空洞大小及所处位置对隧道衬砌受力及变形的影响程度,找出空洞的临界大小及最不利位置.     

探地雷达技术在隧道衬砌质量检测中的应用

为检明隧道混凝土二次衬砌中的底界厚度、空洞、漏水、钢筋网变形等质量问题,利用探地雷达技术,通过对检测方法及工程检测实验的研究,进行隧道二次衬砌中雷达波形特征参数及检测结果评价,总结了隧道衬砌质量问题的雷达波形特征,验证检测方法的精度和可靠性.研究表明利用探地雷达可全面检明隧道衬砌中的质量缺陷,并具有无损、快速、广泛、精确等优点.     

浅谈卧牛山隧道监控量测

卧牛山隧道进口地处古滑坡体,且埋深很浅,为保证施工安全及结构的长期稳定性,监控量测工作非常重要。在隧道施工过程中,用现场量测的数据对围岩支护体系的稳定状态进行检测。经过数据分析处理。预测和确认隧道围岩最终稳定时间,指导施工顺序和施做二次衬砌时间。同时确认支护参数和施工方法的准确性,为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供依据,验证支护结构效果。     

基于地质雷达原理对隧道衬砌检测的应用研究

衬砌作为隧道的重要组成部分,衬砌质量对于隧道的安全运营显得尤为重要.以蒙西至华中地区铁路煤运通道三十标隧道二次衬砌部位进行检测为例,结合以往的工程经验,对解译方法进行优化,总结归纳出了更合适的地质雷达隧道二衬检测波形图的解译原理及方法.运用该方法对本次隧道二衬检测得到的波形图进行解释并得出结论,以此作为该标段隧道二衬背后充填质量评价的依据,验证了地质雷达在隧道二衬检测中的实用性,对其他此类检测项目具有参考价值.     

高坡冲隧道塌方处理

对高坡冲隧道塌方的原因进行了调查分析,针对现场塌方的实际情况,塌方处理分2步进行：首先对受塌方影响的初期衬砌裂缝地段进行加固,及时施作二次衬砌;其次是对塌方体进行抢险处理。在现场把握情况的基础上认真研究处理塌方对策,认真制定处理坍方的步骤、方法及预防坍方的施工措施。公路软弱围岩段隧道施工必须早封闭成环及紧跟二次衬砌,使其与初期衬砌共同参与受力。     

地质雷达在大别山隧道衬砌质量检测中的应用

应用地质雷达大别山隧道衬砌质量进行了无损检测。介绍了地质雷达工作原理和检测方法,提出了不同衬砌质量问题的识别方法与典型雷达图像,得到了衬砌厚度、空洞、充填不实、积水等情况,为隧道质量评定提供了可靠的依据。     

高速公路隧道边墙开裂下沉机理分析及处治措施

针对某运营高速公路隧道边墙下沉开裂破坏病害,通过现场调研、专项检测和数值模拟手段分析基岩遇水软化导致的病害发生机理,提出综合处治措施并现场实施。研究表明:①衬砌边墙纵向裂缝和结构下沉主要由基岩软化、承载力降低引起的水平作用力增加以及不均匀沉降导致;②地下水敏感围岩的隧道衬砌结构设计应设置仰拱。本案例采用的综合处治措施有效控制并成功处治了隧道边墙下沉开裂病害,可为类似工程病害整治提供参考和借鉴。     

冲击弹性波在衬砌脱空检测中的应用

隧道作为现代工程典型的结构形式,在交通、水利、国防等领域都发挥着极其重要的作用。各行业针对隧道衬砌施工质量,尤其对衬砌脱空状况检测的需求,显得日益突出,衬砌背后部是否存在脱空将直接影响隧道的安全性能。在综合了常用混凝土检测技术的基础上,对电磁波雷达与冲击弹性波测试系统的差异进行了分析研究,认为弹性波在一定条件下用于衬砌脱空检测更具有优越性,因此提出了采用冲击弹性波的振动特性和反射特性对隧道衬砌脱空进行检测的方法,对振动法和反射法理论进行了深入研究,结合实际工程应用实践,与电磁波雷达系统进行了应用对比,其效果显著,值得推广。     

隧道混凝土衬砌质量检测方法研究

介绍了用超声波法和探地雷达法探测混凝土衬砌厚度的方法，并以太中银铁路某隧道的质量检测为实例，介绍了意大利IDS公司生产的博泰克RISK2雷达在隧道衬砌混凝土质量检测中的应用情况。