高压富水区限排隧道围岩与衬砌水压力场研究

以穿越重庆市中梁山高水压岩溶区的石板隧道为例,采用有限元稳态渗流分析方法,对地下水控制排放下隧道衬砌周围与围岩内的水压力场进行了研究,分析了半包防水与全包防水条件下衬砌上的水压力分布规律,以及全包防水条件下注浆与否围岩内的孔隙水压力特征。研究表明:(1)采用全包防水,不但可以改善隧道的防水条件,而且可以缓解仰拱的水压力,这对于隧道衬砌的耐久性是有利的;(2)隧道排水率对隧道衬砌周围的水压力有显著影响,当地下水较丰富时,注浆可使隧道排水率增加、衬砌压力减小;(3)围岩注浆可以减小隧道排水对围岩水压力的影响范围,且孔隙水压力在注浆圈范围内变化梯度很大。     

隧道防排水施工工法

隧道采用复合式衬砌,设有照明、消防、通风、通讯等设施,预留洞室多,预埋管线种类多,施工过程中经常发生不同程度的渗漏。为了达到隧道洞内无渗漏水,安装设备预埋洞室不渗水,路面不冒水、不积水的质量要求。下面重点介绍隧道的防排水施工工法及其施工效果。一、工法特点隧道的防排水体系由排水系统和防水系统两部分构成:排水系统包括弹簧透水管,纵、横向排水管和两侧水沟;防水系统包括防水板、无纺布和防水混凝土。1、防水措施为了防止水透漏进入隧道,在一次衬砌与二次衬砌之间敷设一层PVC复合土工布和防水板作为一道防水。同时在管片之间…     

临近水库隧道地下水排放控制措施研究

分析对比了现有隧道地下水的处理方法——冻结法和压注法的施工原理及注意事项。以厦门海新2号隧道为例,从防水、排水、截堵水措施3方面研究讨论了近水库隧道的地下水处理方法。建议隧道采用超前小导管注浆形成注浆圈堵水;封闭渗水在初期支护和二衬间流动,保证初期支护与二衬之间密贴进行防水;在初期支护与防水板间设纵环向盲沟,隧道边墙底部设排水管进行排水。     

广源高速东福窑隧道工程防排水设计与施工

山西省广源高速东福窑隧道,主体结构采用了钢筋混凝土自防水和EVA防水板+土工布柔性防水的方案,内设环向、横向、纵向排水管所形成的排水系统,防排结合。整体隧道工程达到预期防排水效果,满足使用要求。     

考虑盲管排水和防水板隔水的隧道支护体系分担水荷载解析解

盲管排水和防水板隔水是富水区山岭隧道修建过程中的关键科学问题。研究围岩、注浆圈、盲管、防水板、初期支护以及二次衬砌共同承担水荷载相互作用,推导出基于盲管限量排水和防水板隔水效应的支护体系水荷载非线性解析式。引入盲管"导水系数"的概念,获得盲管和防水板是否正常工作,以及支护体系水荷载相互作用定量化关系,为排水量的"主动控制"提供依据。当盲管排水量增大时,初期支护、注浆圈和围岩承担的水荷载增大,二次衬砌水压力减小。以我国高速铁路祁连山大断面隧道为例,提出防水板隔水条件下,盲管排水量与衬砌外水压力、折减系数关系,实现盲管"主动排水",符合工程支护体系实际情况。提出合理的注浆圈厚度和渗透系数;随着水压力的增加,衬砌结构最不利位置由拱部向仰拱转移;墙脚压剪破坏、仰拱压弯破坏;确定衬砌结构极限承载力。研究成果可为富水隧道设计和施工提供依据。     

深圳皇安大厦保温防水上人钢屋面施工

深圳皇安大厦保温防水上人钢屋面采用EPS板作保温层,两道柔性防水层设置在保温层之下,最后铺设刚性防水层和面砖。该屋面系统集保温隔热、防水、上人等功能于一体,施工方便,建筑使用寿命到期后可回收。     

高寒地区隧道渗漏水的原因及防治措施探讨

对高寒地区隧道渗漏水的原因进行了分析,从洞口部位的二次衬砌技术、衬砌环接缝、防水板施工要点、堵住围岩裂隙水四方面,提出了隧道防渗漏的具体措施,为今后同类工程提供参考。     

天巉公路隧道防排水施工工艺与质量控制

探讨天巉公路唐家风台隧道防排水主要施工工艺。分析防排水施工质量控制的重点:排水沟、排水管的衔接和敷设,防水板质量以及防水板的铺挂和焊接。提出唐家风台隧道防排水施工的要求,及控制检查的方法。     

季节性寒区隧道围岩融化分析的一种解析计算方法

融化与冻胀是影响寒区隧道围岩稳定的重要因素,为分析季节性寒区隧道融化时围岩应力分布规律,建立了一种理论分析模型。该模型是在围岩先发生冻胀的基础上进行的,考虑了冻结围岩融化时体积的缩小和融化围岩在荷载作用下的压缩过程,即当冻结围岩融化时体积缩小,融化范围外侧的围岩将向隧道方向移动,并对融化围岩进行压缩变形,当达到平衡后又有一部分冻结围岩进入融化圈范围内,使得该部分冻结围岩再次融化,外侧围岩再次移动,融化围岩再次压缩,最后再次达到平衡,如此往复,直至整个系统稳定为止。为简化分析,认为所有过程均是一次完成,且冻结围岩融化时体积的缩小量近似等于围岩冻结时体积的膨胀量;而融化围岩的压缩过程是将融化围岩和衬砌看作一复合支护结构并进行受力压缩的过程。通过算例分析可知:冻结围岩融化后,衬砌中的最大主应力有所减小,融化范围内的围岩应力减小明显,而未融化范围内(冻结状态)围岩由于几何尺寸的变化使得环向应力有所增加;同时进一步分析了冻胀线应变、地应力以及融化半径对融化过程的影响规律。该融化分析模型较好的吻合现场的实际情况,对寒区隧道围岩融化研究具有一定的参考意义,能较好地指导寒区隧道设计。     

关于公路隧道排水技术及排水材料的讨论

１公路隧道排水的重要性我们知道,所谓公路隧道防排水,其中防水是防止地下水从隧道的拱部或边墙渗漏出来,而排水则是把衬砌背后的地下水汇积到边墙脚通过泄水孔排出。近年来,随着对土工合成材料研究的不断深入,聚氯乙烯防水板、橡胶防水板等隧道防水材料的开发和引用...     

隧道衬砌防排水措施在防渗漏施工中的应用

通过分析隧道渗漏水现象，指出衬砌渗漏是关键因素，并详细阐述了“盲沟网”、防水板铺设及暗槽引水、堵漏止水等施工工艺，提出了解决隧道渗漏水的有效办法。     

季冻区隧道过渡段二衬短周期冻融数值模拟

衬砌、围岩中的反复冻融往往伴随着开裂、剥落等风化作用,传统的防冻理论假定环境年温度正弦变化从而低估了二衬冻融次数。自主开发了一款适应低温环境的温度自动记录仪,对季冻区隧道过渡段衬砌表面温度进行了长期、高频监测。推导了适应复杂初始、边界条件的多层圆筒一维瞬态导热差分方程,通过算例验证了其计算精度。将监测数据作为边界条件代入差分方程模拟了真实衬表温度波动下隧道过渡段二衬冻融过程,并探讨了保温层铺设位置对冻融的影响。结果表明:距衬表约5 cm范围内温度波动剧烈;二衬内部每年会经历一次季节性冻结及若干次短周期冻融;在二衬与初支之间铺设保温层后,短周期冻融循环次数及季节性冻结起、止时间基本不变,而短周期冻融深度有所扩大;在二衬表面铺设保温层能使内部始终处于正温,有利于隧道防冻。     

水泥土加固法冻胀抑制效应数值模拟

水泥土与人工冻结联合加固法在盾构隧道端头加固中效果明显。本文以南京地铁十号线过江隧道端头联合加固工程为背景,分别进行了水泥土及原状土体冻结温度场和冻胀位移场耦合数值模拟研究,并通过对比实测与数值模拟结果,验证了计算方法的正确性。研究结果表明:冻结管间、冻结管与围护结构间区域降温速度较快,后排冻结管后方受加固体影响,是冻结壁发展最不利部位;冻结管和围护结构的约束作用会抑制周围土体的冻胀,两排冻结管间冻胀位移最大;水泥加固后地层冻胀敏感性明显减弱,地表最大冻胀量为对应原状土的14.3%,1 mm以上冻胀量地层在深度方向上为对应原状土的30.6%。研究结果对进一步探索水泥土与人工冻结联合加固工法有指导作用。     

高寒地区隧道防排水施工技术

介绍了高寒区隧道防排水施工技术及奎山隧道采用地下中心深埋水沟、衬砌背后竖向保温、盲沟结合隧道等常用防排水措施，形成了一整套防排水系统；奎山隧道排水畅通，完成的450m衬砌段无一处漏水；中心深埋水的沟在高寒区、地下水丰富的隧道施工中是一种较好的防排水措施。     

寒区隧道地源热泵型供热系统岩土热响应试验

 为解决寒区隧道冻害问题,将地源热泵型供热系统应用于内蒙古博牙高速林场隧道中。通过开展寒区隧道地源热泵供热系统岩土热响应试验,研究热交换管管内循环介质的入口温度、流量和管间距对换热量的影响以及热交换对隧道围岩和衬砌温度场的影响。试验结果表明：管内循环介质的流量一定时,换热量随着入口温度的增加而呈线性增加;管内循环介质的入口温度一定时,换热量随着流量的增加而呈指数增加。增加流量可以提高热交换管内循环介质的换热能力,但却增加管内循环介质与管壁之间的阻力,建议热交换管管内循环介质流量不宜超过0.75 m3/h。热交换管间距为100和50 cm时,围岩温度场的影响深度分别约为75和100 cm。热交换管间距越小,围岩温度场的影响范围则越大,温度增量也越大。     

海底隧道修建中的关键问题

结合厦门东通道海底隧道工程，对海底隧道最小岩石覆盖层厚度、水压力设计值的确定，衬砌结构断面优化与防排水方案，穿越海底不良地质段（断层、溶槽）的施工措施及服务隧道设置的必要性问题进行了分析。提出应从围岩稳定性和隧道涌水量的大小综合考虑最小岩石覆盖层厚度；采用限量排放的防排水方案对海底隧道较为适宜；施工中可采用注浆和冻结法穿越海底的不良地质段；设置服务隧道有利于隧道施工和运营管理。     

寒区隧道地源热泵型供热系统取热段温度场解析

为解决寒区隧道冻害问题,将地源热泵型供热系统应用于内蒙古博牙高速林场隧道中。供热系统由取热段、加热段、热泵和分、集水管路组成,可用于隧道洞口段衬砌和排水系统加热。取热段位于隧道中部,获取围岩中的地热能。隧道取热段温度场由热交换管外围岩温度场和热交换管内流体温度场两部分组成。建立考虑衬砌结构和热源的隧道取热段热交换管外围岩传热模型,利用叠加原理、拉普拉斯变换和积分变换相结合的方法获得取热段温度场解析解。基于能量守恒原理建立热交换管内流体传热模型,根据热交换管外围岩温度场,利用迭代法计算热交换管的出口温度。采用反分析的方法确定试验段围岩的综合热物性参数,将理论解与现场试验数据对比分析,其精度满足工程要求。取热段温度场理论解为系统的设计提供理论指导。     

保温层厚度对局部保温单管冻结温度场的影响

采用数值计算方法研究了保温层厚度对局部保温条件下单管冻结温度场的影响,获取了保温层厚度对局部保温条件下单管冻结温度场的影响规律,研究获取的保温层厚度对局部保温条件下单管冻结温度场影响结果,可为单排、多排、单圈、多圈及其他布置形式的局部冻结工程提供参考。     

基于性能要求的排水管选用及非开挖新技术

在引入塑料埋地排水管类型的基础上，从刚度和强度、密封性、铺设安装等性能及综合性方面对塑料埋地排水管的选用进行了深入研究。对比分析了几种塑料埋地排水管的非开挖施工新技术，包括衬装法、拉管法、水平定向钻进法等，详述了各种方法的优缺点。