砂性土层中围堰法施工水底隧道渗透机理与防治技术

强透水砂性土层水底隧道围堰法施工中,二期围堰和止水帷幕无法穿越已建隧道管节插入水底深处,止水结构在隧道管节下缺失,较小的水头差即可出现渗透破坏,严重威胁施工安全和工程质量。基于水底隧道砂性土地层围堰基坑涌水原因分析,建立围堰渗流三维数值模型,研究不同围堰止水结构的抗渗透性能,提出了由围堰止水帷幕与管节止水帷幕组成的水底隧道强透水砂性土层抗渗透破坏结构,得出设置管节下止水帷幕或基坑止水帷幕可使渗流最大流速降低为无止水帷幕工况的0.3%～0.8%。研究成果对工程设计与施工有指导意义。     

考虑接头力学特性的沉管隧道计算方法

基于沉管隧道管节接头的构造特征,建立接头的力学模型,将接头位置管节间的相互作用离散为一系列由剪切弹簧、法向弹簧组成的组合弹簧和体现相互之间空隙的阈值。根据得到的节点弹簧法向位移、切向位移,在计算过程中实时判断接头的工作状态并动态调整弹簧刚度参数,并将接头模型应用到沉管隧道结构计算中。该方法可与沉管隧道管节模型结合,综合考虑沉管隧道在不同自由度方向上的结构性能,计算管节和接头的内力与变形。最后,以港珠澳沉管隧道为研究对象,研究沉管隧道接头在实际荷载作用下的受力与位移情况。     

深水超长沉管隧道接头及止水带地震响应研究

依托港珠澳沉管隧道工程,建立了3维实体连续有限元模型,对这条深水超长沉管隧道在地震作用时接头处的内力和位移情况以及止水带的压缩与变形进行了详细的模拟与研究,重点分析了地震作用时沉管隧道接头处的相对位移(包括管节接头和节段接头)、管节接头处GINA止水带的变形,为施工和运营期的安全与维护提供必要的指导和依据.     

隧道防排水施工质量控制

从目前国内已营运的隧道来看，普遍存在隧道衬砌渗漏水问题，特别是在多道施工缝处、隧道的接口处及管节之间的连接处等薄弱环节的渗、漏水更为严重，成为隧道工程一大病害。本文针对隧道防排水工程施工对环向排水管、纵向排水管、横向排水管、防水板、洞内排水沟或中央排水管的施工注意事项进行了逐一说明，分析了容易产生的质量问题，提出了隧道防排水施工质量控制的方法。     

双跨连拱隧道裂缝成因分析及处理

隧道裂缝是影响隧道耐久性最主要的原因之一，本文根据工程实例着重对双跨连拱隧道裂缝产生的原因及易发生的部位进行了探讨分析，并针对具体情况提出了一些预防措施及处理方案，从而有效控制裂缝的产生。     

公路隧道裂缝处治技术

裂缝是公路隧道衬砌结构中最常见的病害之一,严重影响隧道安全使用和衬砌承载力。对运营公路隧道随机衬砌裂缝进行统计,得出不同部位裂缝分布规律。本文分析了武都隧道裂缝形成原因,重点介绍了裂缝处治技术——封闭裂缝注胶,然后粘贴碳纤维布。最后,对该技术在公路隧道裂缝病害处治中的应用前景做出展望。     

不对称截面沉管隧道二维结构分析

为了简化不对称截面沉管隧道内力计算,方便结构设计,以佛山市汾江路南延线不对称截面沉管隧道为例,将隧道管节断面简化为二维线条模型并利用ANSYS软件进行静力作用下的二维结构分析,讨论了管段的受力情况。计算结果可为后续设计和工程施工提供参考。     

铁路隧道裂缝的变形测量

铁路隧道受到损坏，出现不同程度的裂缝、变形，将严重影响到隧道本身的使用安全，这就要求测绘人员必须根据实际情况选择合适的测量方案来满足工程的需要。结合工程实践，探讨了铁路隧道裂缝变形测量的有关问题。     

隧道衬砌结构裂缝危害检测分析

隧道衬砌结构的现场检测在隧道运营过程中起着关键的作用，同时也是直接关系到隧道内行车和行人的安全。显然，进行科学的隧道现场检测对于隧道的正常使用有着十分重要的意义，本文主要结合宁波市国道10座公路隧道现场检测资料，根据对这些隧道的衬砌裂缝检测数据进行统计分析。     

基于Faster R-CNN的隧道图像裂缝检测

近几年,随着城市隧道建设力度加大,隧道已进入中年期,其健康问题不容忽视。目前,基于图像处理技术的隧道裂缝检测已成为一种便捷的检测手段。然而,由于隧道图像存在对比度低、光照不均匀、噪声多等问题,对传统图像处理方法造成较多挑战,对此提出了一种基于深度学习网络Faster R-CNN的隧道图像裂缝检测方法。首先利用大量隧道裂缝图像训练产生裂缝模型,然后用此模型对隧道图像进行裂缝检测。实验结果表明,该方法能够弱化隧道图像质量问题,实现了对隧道图像裂缝的快速检测和准确定位与标注。     

强震作用下运营隧道裂损衬砌动力响应分析

运营隧道由于地质因素、施工因素与地下水因素造成衬砌结构带裂缝工作。在地震力作用下,带裂缝的衬砌的安全性难以保证。基于隧道衬砌结构裂损的不同位置和裂缝不同深度的考虑,建立了三维数值有限元模型,采用时程分析的方法研究了衬砌的动力响应。研究表明:①在地震力作用下,隧道衬砌受往复拉压作用;在剪切波作用下,最大弯矩、轴力发生在隧道横截面"X"位置;②带裂缝衬砌在地震力作用下,纵向裂缝处混凝土应力集中,主筋拉应力增大,其他位置内力与完好衬砌响应相同;③随着裂缝的位置不同,对隧道安全性的影响不同,影响顺序由大到小依次为225°、315°、270°;④衬砌初始裂缝深度越深,在地震作用下应力集中情况越严重。     

黄土公路隧道衬砌开裂分析

衬砌开裂是黄土公路隧道普遍存在的病害。为了预防和处治衬砌开裂,保证黄土隧道结构的长期稳定性,针对甘肃省榆中县新庄岭黄土公路隧道衬砌开裂的病害特征,运用数值仿真、实测等手段分析了病害产生的机理和原因。结果表明,黄土浸水导致土体强度降低、变形增大,从而增大了围岩塑性区范围和变形压力,恶化了衬砌结构受力状况,使衬砌结构拱顶内侧及拱脚外侧被拉裂,进而使拱脚内侧被压裂。根据隧道病害状况,提出了采用环氧树脂嵌补及凿槽嵌入钢拱架法处治衬砌开裂的建议,为分析和处治黄土公路隧道衬砌开裂提供了依据。     

基于机器人检测的引水隧洞结构缺陷特征分析

机器人在水工隧洞的安全检测是解决引水隧洞斜井段巡检的有效手段。本文采用爬行机器人搭载三维激光扫描仪及高清摄像装备进行结构巡检,并通过三维点云处理与缺陷数据拼接获取了引水隧洞断面的缺陷信息。结合缺陷数据处理成果分析引水隧洞结构缺陷特征及分布规律,实现引水隧洞表观缺陷形态不规则、分布不均、多种缺陷共存的巡检与分析。结果表明：引水隧洞内存在的缺陷包括裂缝、渗漏、漏筋等,而裂缝是引水隧洞主要的缺陷类型,上平段缺陷数量明显多于斜井段。上平段裂缝主要分布在洞顶位置,裂缝多以垂直洞轴线的横线裂缝存在,斜井段裂缝均匀分布在洞周各个位置,走向以斜向裂缝居多。可见,上平段和斜井段缺陷数量和裂缝特征均存在较大差异,在后期的安全巡检过程中更应该主要关注裂缝的扩展情况。     

方圆管固定短芯棒拉拔工艺分析

运用非线性有限元软件ABAQUS对ITER计划导体套管成形工艺进行模拟仿真,得到稳定拉拔阶段的等效塑性应变、轴向和径向应力以及接触压力的分布规律,并分析了拉拔力和拉拔成形过程中能量的分布变化.结果表明,采用优化后的工艺参数拉拔成形时可得到套管内外表面质量较好的产品,从而解决了拉拔工艺中材料内径缩孔和裂纹缺陷的问题.     

防渗墙施工引起堤防裂缝的离心模型试验研究

为研究长江干堤防渗墙施工中堤身产生裂缝的机理 ,采用土工离心模型试验手段 ,成功地再现了堤防产生裂缝的过程。试验结果表明 ,堤身裂缝是由泥浆压力造成槽孔端部土体劈裂而引起的。通过不同方案的离心模型试验 ,讨论了堤防土质、干密度、泥浆密度、槽孔长度和防渗墙位置等因素在产生裂缝中所起的作用。研究结果为进行裂缝的工程处理提供了科学依据。     

陆浑水库泄洪洞混凝土裂缝修补加固

陆浑水库泄洪洞自1965年建成以来,衬砌混凝土的质量逐年劣化,裂缝的病害状况已非常严重,对其检测评估的基础上,分析认为,过大的外荷作用、温度应力、混凝土的塑性收缩等因素是泄洪洞裂缝产生并发展的原因。裂缝处理采用TH-2新型环氧灌浆材料,粘度小,可灌性好,和混凝土粘结强度高,浆液固化后的抗压和抗拉强度都很高,补强效果好;施工操作方便。有针对性采用的灌浆工艺,具有工效高、时效快的特点,对灌浆质量起到了重要作用。     

山区高速公路隧道群路段安全评价

为提高山区高速公路隧道群路段的行车安全性,通过对隧道群路段特征断面车辆速率及驾驶员心理、生理指标变化特征的分析建立了隧道群路段结构物长度和几何线形指标对车辆速率差以及驾驶员心率增长率的影响关系模型.结果表明,对于由2座隧道组成的隧道群,隧道连接段小型车的最大速率差受前一隧道和连接段的长度影响较大,大型车的最大速率差受连接段的长度以及纵坡影响较大;在第1座隧道的出口,驾驶员心率增长率受前一隧道和连接段长度的影响较大,而在第2座隧道的进口,驾驶员心率增长率受连接段长度以及隧道进口平纵线形综合指标的影响较大.在对关系模型进行验证分析的基础上,结合国内外相关研究成果,提出了基于速率差和心率增长率的隧道群路段安全评价方法.     

既有隧道丙烯酸防水材料的实验研究

为解决既有隧道的漏水难题,研制了一种由CM201弹性防水丙烯酸乳液、GD-S硅堵漏剂等组成的新型丙烯酸防水材料.实验结果表明:使用新型丙烯酸防水材料配方和施工工艺,使丙烯酸防水材料的抗渗压和粘结强度在30 min里能够迅速分别达到1.2 MPa和1.8 MPa,从而降低粘结难度,很好地解决了既有隧道的顶部因有很多的淤泥、油污、水垢等杂物而使普通防水材料难以粘结的问题.     

预注浆加固技术在黄梅山隧道洞口施工中的应用

黄梅山隧道是马(鞍山)芜(湖)高速公路控制工程,是安徽省在浅埋软弱围岩条件下修建的第一条大跨径双连拱隧道。隧道洞口段埋深浅,且为坡积物和人工弃土覆盖,围岩松散、自承能力差,存在坍塌、冒顶隐患。采用地表深孔预注浆填充围岩裂隙、固结围岩,以提高洞口段围岩的整体性和稳定性,确保安全进洞。     

公路隧道防渗漏质量控制

为控制公路隧道的渗漏，结合工程实践研究了公路隧道的防渗漏问题，提出防渗漏工作应贯穿于隧道施工全过程的思路。给出施工过程中防渗漏环节的质量控制方法，重点介绍CPE防水板、排水管、纵向排水盲沟的施工要点及高抗渗耐蚀二次衬砌混凝土的应用。研究结果表明，公路隧道的防渗漏工作，应该向前扩展至铺设防水层之前的开挖和初期支护阶段，向后延伸至二次衬砌阶段。