寒区隧道冻害成因与若干防治新技术

对寒区隧道冻害进行了分类并探讨了其成因,特别是对衬砌结构因冻损伤的原因进行分析,并将其分为衬砌结构因壁外冻胀损伤和因壁内冻胀损伤两种类型。分析表明,前者对结构的影响较小,后者对结构的威胁较大。针对寒区隧道衬砌结构容易发生裂缝的现象,提出了减少温变过程中的不利约束,预防衬砌出现较大温度应力,进而预防衬砌裂缝发生发展的工程措施。在寒区采用背贴式止水带预防衬砌施工缝渗漏的方法存在不足,宜以中埋式可排水止水带取代。环向排水管应直通中央排水管,在围岩富水且衬砌壁后中、下段环向排水管易冻的隧道区段,沿环向排水管宜设置条带状局部保温层。在隧道潜在冻害威胁较大的区段,通过在衬砌壁后设置电热带穿线管,可提供电热融冰的隧道防冻预案。试验工程表明,可排水止水带、直通中央排水管的环向排水管、电加热融冰等技术在寒区隧道中应用效果良好。     

公路隧道防排水系统施工技术研究

公路隧道修建过程中会遇到各种不利地质条件,隧道穿过富水地层时,丰富的地下水能延误施工工期,降低施工质量,增加施工成本,甚者造成施工人员伤亡,因此隧道防排水系统的施工显得尤为重要。从隧道防水和排水结构或构造角度出发,从注浆堵水施工、防水卷材施工、橡胶止水带施工、二次衬砌抗渗施工、排水盲沟及截水沟施工系统介绍了防排水体系的施工技术,最后结合某公路隧道防排水施工实例,分析了公路隧道防排水系统重点施工技术。     

严寒地区铁路隧道衬砌冻胀病害处治技术

严寒地区隧道衬砌因季节变化,在冻胀作用下极易破坏。东北某铁路隧道在确保运营和列车安全通行的条件下,对隧道衬砌进行了补强处理和保温处治,以避免隧道衬砌冻胀破坏。通过研究隧道病害特点及区域适应性,提出了已损二次衬砌加强和增设防寒保温措施的处治方案,采用脚手架快速施工技术、波纹板滑道安装技术、波纹板固定安全措施、波纹板+自发泡聚氨酯表层处理技术,有效保证了在列车通行条件下,对隧道衬砌的补强保温施工。隧道运营效果表明:处治施工方法和工艺合理、措施得当,补强保温技术可行,可为类似工程提供参考。     

隧道中埋式止水带的安装工艺研究

渗漏水是隧道工程中的一个突出问题,中埋式止水带因具有结构形式简单、防水效果较好等优点,而被广泛应用于隧道防渗中。但传统中埋式止水带在安装过程中不易定位,且在浇筑混凝土时容易发生变形,导致止水带与混凝土之间的粘结强度不够,使隧道衬砌的防水效果大大降低。通过对中埋式止水带的施工工艺进行研究,提出环向止水带利用组合钢模将后浇部分止水带与上一模混凝土隔开,避免止水带在拆模时造成损伤,保证止水带整体位置准确及线形顺直。同时利用"T"型定位筋与钢模组合,保证2次混凝土浇筑时,止水带不发生局部变形,很好地解决了止水带的安装与定位等问题。     

高压富水区山岭隧道施工注浆堵水技术研究

为了保障高压富水区山岭隧道施工安全,现场经常采用注浆堵水措施,而目前隧道注浆堵水时地下水渗水量和支护结构外水压力变化特性尚有待于进一步研究。依托南大梁高速公路华蓥山隧道工程,基于复合式衬砌山岭隧道"堵水限排"的防排水理念,采用理论分析和数值模拟方法,分析了高压富水区复合式衬砌山岭隧道围岩注浆堵水时地下水渗流场特征,推导了高压富水区山岭隧道采取注浆堵水时隧道渗水量和支护结构外水压力的计算公式,得到了隧道渗水量及支护结构外水压力与注浆圈厚度、围岩和注浆圈渗透系数之比及围岩和初期支护渗透系数之比间的关系。研究结果表明:高压富水区山岭隧道注浆堵水时,隧道渗水量和支护结构外水压力的主要控制因素为:注浆圈厚度、注浆圈及初期支护的渗透系数;隧道渗水量和支护结构外水压力随着注浆圈厚度的增加及其渗透系数的减小而降低,综合考虑注浆堵水效果及施工成本,建议注浆圈厚度为6～8 m、围岩与注浆圈渗透系数之比为100～200时较优;高压富水区山岭隧道防排水系统设计,需要考虑注浆圈和初期支护堵水作用以及横纵向排水管排水效果,即综合防排水设计才可以减小排水量,有效降低支护结构外水压力。研究所得隧道注浆堵水的相关参数成功应用于实际工程,为高压富水区隧道工程注浆堵水设计与施工提供了一定的参考。     

山岭隧道"控制排水"原则下的围岩注浆

通过对山岭隧道新的排水原则的理解,指出了要在隧道开挖前进行预注浆堵水,从而达到“控制排水”原则的目的;提出了在围岩注浆情况下隧道的两种外水荷载的概念;并分别对加固圈和衬砌结构的外水荷载进行了受力分析,分析结果表明,在现有的技术条件下,单纯的围岩注浆,虽然可以达到堵水的目的,但并不能保证衬砌结构的安全,还必须采取“小排”的方式,排除衬砌背后多余的水,以消除衬砌背后的外水压力。     

蒙新高速公路隧道防排水施工质量控制

蒙新高速公路隧道工程防排水施工采用"动态防排水理念",遵循"防、排、截、堵相结合,因地制宜,综合治理"的原则,精心进行隧道防水系统、排水系统的施工.通过地质探测和超前地质预报,遵循动态防排水理念,初期支护阶段采取注浆堵水和动态引排水措施,并介绍了二次衬砌混凝土裂缝产生的原因、预防措施及混凝土施工质量全过程控制措施.     

金鸡山隧道衬砌防排水施工技术

结合金鸡山隧道工程实际，阐述了隧道衬砌施工防排水措施，详细介绍了塑料排水盲沟、矮边墙排水系统、防水板、施工缝止水条、沉降缝止水带、二次衬砌及拱顶压浆的施工方法及在施工中应注意的事项，并提出了一些新的施工思路。     

季冻区隧道渗漏与冻害防治研究

针对季冻区隧道渗漏水与冰冻产生的原因,提出了采用防水、排水、保温、供热等方法进行综合防治的工程措施,其中包括：防水板选用低温性能好的材料．并在防水层敷设前尽量降低喷射混凝土表面的粗糙度,以保持防水层的长期完好;在衬砌施工缝中,采用先排后堵的可排水止水带;在衬砌下隅角背后,设置保温层,并使之防潮;在衬砌紧靠防水层一侧,设置环向电加热带,必要时通电加热使上部渗水顺畅下排。     

严寒地区隧道防排水与保温防冻技术

隧道建成后渗漏水与冰冻是严寒地区公路隧道的顽症，长期以来一直困扰着我国北方寒冷地区公路隧道的运营，吉林省长春至珲春高速公路新交洞隧道的施工中采用了“堵水、防水、排水、保温、供热”等多项新技术对其进行综合防范，防水效果良好，可为今后类似寒区隧道防排水与保温防冻提供借鉴。     

青藏铁路风火山隧道主要施工难题及解决方法

青藏铁路风火山隧道海拔4900m，是目前世界上海拔最高的铁路隧道，高寒缺氧等自然条件成为风火山隧道施工的主要难题。通过对该隧道施工方法的介绍，总结出在高寒缺氧条件下，克服隧道开挖、衬砌、混凝土施工、隧道防水及排水、通风排烟、防寒保温等难题的具体办法，供以后类似隧道施工时参考。     

漫谈矿山法隧道技术第十四讲——隧道涌水及其控制方法

分析制定隧道控制地下水对策的基本观点:既要考虑隧道施工对地下水的影响,也要考虑地下水对隧道施工的影响。指出控制地下水的对策必须符合3个条件:1)确保施工作业安全、顺利地开展;2)不对周边环境产生有害的影响;3)以合理的工费和工期来实现。隧道涌水视其发生位置、涌水量、发生时期、涌水量的历时变化等是各种各样的,应对隧道涌水进行合理分类,以便有的放矢地采取相应的对策。介绍了日本统计的地质构造和涌水现象的分类。涌水处理应达到3个基本目标:1)确保隧道施工在无水的条件下进行,或者是在可以接受的渗漏水条件下进行,或者是在对周边环境"可接受干扰"的条件下进行;2)二次衬砌原则上不承受水压作用,不得已时把水压控制在二次衬砌容许的范围内;3)运营中的隧道洞内不能成为地下水流经的通道,隧道衬砌背后必须形成一个纵横交错的、不易堵塞的、通畅的排水系统。达到上述目标的基本方法是:充分利用和提高围岩的隔水性能,合理地处理好"排"与"堵"的关系。针对涌水处理的3个基本目标,分别介绍了国内外相应的经验和措施。1)一些国家的指南、标准对隧道的涌水量进行了分级,认为涌水量≤2.5 L/(min·m)时基本上可以认为是在无水条件下施工;一般的线状流水、经常涌水可以用自然排水法排水;而针对突发大量涌水,则需要采取特殊的地下水对策予以解决。2)按照二次衬砌是否承受水压,隧道可分为3种情况:1衬砌不承受水压,即所谓的完全排水型隧道;2衬砌承受全部水压,即所谓的非排水型(防水型)隧道;3衬砌背后设置注浆域,分担衬砌承受的水压,衬砌只承受部分容许的水压。从目前的隧道设计实际来看,在山岭隧道中多数采用方案1,在城市隧道中多数采用方案2,在高水压和突发大量涌水的极端情况下采用方案3。介绍了日本、美国的设计经验。3)我国铁路隧道采用把地下水引入隧道,再从洞内两侧边墙附近设置的排水沟排出地下水的做法是值得商榷的;特别是在可能发生冻害的地区,更不可取。在国外,日本、德国、法国等国家的铁路、公路隧道基本上是把中央排水管设置在仰拱内或仰拱下方,而在隧道两侧只留有用于排出流入隧道内的雨水或隧道清洗水的排水沟;因此,建议立项研究取消洞内排水沟,设置中央或两侧脚部排水管的问题。最后指出,实现涌水处理的3个基本目标我们尚需努力,特别是"目标"的定位问题,尚需进行基础性的研究才能解决。在隧道施工中,涌水是不可避免的、客观存在的现象,我们积累的经验非常丰富,但缺乏系统的、认真的总结和归纳。     

昆仑山隧道防排水设计与施工

青藏铁路昆仑山隧道位于青藏高原昆仑山北麓乱石沟西测,海拔高度4000m以上,属多年冻土地区,隧道全长1686m,目前为世界最长的多年冻土隧道,于2003年9月建成。隧道贯穿多年冻土层,为减少隧道贯通后衬砌内外侧的热交换,使围岩中的水处于冻结状态,避免大量漏水,采取以堵为主,防、截、排、隔热、保温等多项措施。故多年冻土隧道的防、排水处理,具有一定的特殊性,也是重要的技术问题之一。结合工程实践,介绍多年冻土隧道防、排水有关设计和施工工艺。     

季节性暴雨后某高速公路隧道病害及整治

为了解决长时间季节性暴雨后,运营隧道易出现病害的问题,对长时间季节性暴雨后高速公路某运营隧道发生的病害进行调查、监控、数值模拟及分析。研究结果表明:1)长时间大暴雨后,隧道病害关联性存在,表现为渗漏水、基底隆起、翻浆冒泥、中央排水沟堵塞以及衬砌变形破坏;2)排水系统堵塞后,隧道衬砌结构上水压力和内力急剧增大,隧道率先在仰拱和墙脚处出现破坏;3)隧道渗漏水病害采用凿槽引排,变形破坏段采用分段逐步换拱和仰拱施作,整个隧道采用中央排水沟扩挖、沉沙井和排水系统疏导的方法;4)病害整治期间隧道结构变形较小、收敛,结构安全,整治措施合理可靠。     

厦门翔安海底隧道施工防排水技术

 介绍了厦门翔安海底隧道施工防排水技术的设计与应用情况，强调了防排水技术是海底隧道工程建设成败的核心问题。     

复合式衬砌隧道防排水设计几个问题探讨

为了防止和减少隧道渗漏水病害，通过分析复合式衬砌隧道防排水的现状和存在的主要问题，研究隧道排水量和水压力控制值分级、上下分离的防排水体系、围岩防水能力、防水层和二次衬砌混凝土整体防水效果检验评价等，并对防排水系统的设计和参数选择提出以下建议： 1）对于采用复合式衬砌的隧道，如果能满足环境保护及使用功能要求，其全隧道排水量宜控制在1.0 m3/（m·d）〖JP〗以内，二次衬砌背后承受的水压力最大宜控制在1.0 MPa以内； 2）为了减少隧道渗漏水发生的概率，并保证隧道结构的稳定，可考虑将拱、墙防排水体系和仰拱防排水体系分开设置，拱部、侧墙部位的渗水直接排入侧沟，仰拱部位的水主要通过纵向中心排水盲管排出，当水压力高时，通过与中心排水盲管连通的横向排水管将水引入新增的侧沟，并通过在横向排水管出水口安装的阀门进行限量排放； 3）通过地面隔离墙（咬和桩）、地面注浆、洞内注浆、旋喷、超前管棚、超前管幕、施作双层衬砌等措施，阻断和减小来水通道，提高地层强度和完整性，降低隧道涌水量和衬砌背后的水压力，并降低大量排水对运营和环境的不利影响。     

南友高速公路六尖山隧道施工技术探讨

对于高等级公路隧道通常采用上、下行隧道分离的双洞结构,但由于施工场地狭窄等原因使得双洞分离受到限制时,一般设计为双连拱隧道。然而,相对于分离式隧道,双连拱隧道施工中存在对围岩的扰动次数多、结构受力复杂、防排水困难等技术问题,故施工中具有相当大的难度,尤其在浅埋、软弱围岩条件下,这类隧道在不同的施工阶段围岩与支护体系的稳定问题就备受关注。主要对南友高速公路六尖山双联拱隧道施工的技术问题进行探讨。     

华蓥山特长公路隧道地下风机房设计与施工

为解决长大隧道通风问题,通常采用的是竖井、斜井分段送排风方式并配备地下风机房,而我国对地下风机房的研究正处于起步阶段。结合正在施工的四川省南充—大竹—梁平(川渝界)高速公路华蓥山特长公路隧道,介绍地下风机房的适用条件、布置方式、结构支护、防排水及施工方案等。实践证明:地下风机房能有效地解决隧道通风运营及管理问题,虽然施工难度大、工程造价较高,但具有占地少、风机房内四季温差小、便于管理等优点,值得推广应用。     

高水压岩溶隧道施工防水处理技术

重点以圆梁山高水压岩溶富水隧道为对象，通过圆梁山隧道背、向斜岩溶水处理和溶洞的防水施工实践，并结合重庆万开高速公路铁峰山岩溶隧道防水实际，从岩溶水处理、溶洞处理、高压富水段施工防水处理等方面对岩溶隧道施工防水原则、施工方法选择和施工技术进行了探讨，希望能为类似隧道的施工防水提供借鉴。