胶州湾海底隧道衬砌混凝土服役寿命预测

胶州湾海底隧道是中国自行建造的第2条海底隧道,其设计服役寿命为100 a。分析了海底隧道衬砌混凝土的服役环境,建立了综合考虑氯离子扩散、碳化和弯曲荷载影响的服役寿命预测模型。调查了海底隧道现行施工里程的混凝土耐久性关键参数,建立了海底隧道混凝土氯离子扩散系数与回弹强度间的函数关系,通过预测模型计算了混凝土中氯离子随时间的演化规律及衬砌混凝土服役寿命。结果表明:隧道衬砌混凝土的保护层厚度波动值-4(-6)~+15 mm,标准养护衬砌混凝土氯离子扩散系数均值为2.1(2.7)×10-12 m2/s,混凝土中初始氯离子浓度小于0.35 kg/m3。隧道衬砌混凝土氯离子扩散系数与回弹强度呈线性函数关系,施工里程内氯离子扩散系数波动为1.5~3.5×10-12 m2/s。基于模型计算,胶州湾海底隧道左右线衬砌混凝土的服役寿命均超过100 a。     

海底隧道衬砌混凝土耐久性研究

海底隧道不同于陆地隧道,由于它处在更加恶劣的环境中,耐久性问题尤为重要.耐腐蚀高性能海工混凝土材料的优化配制是增强海底隧道衬砌混凝土结构耐久性的关键.针对海底隧道衬砌混凝土的服役环境特点,提出了衬砌混凝土的强度及耐久性指标要求,并通过试配对不同水胶比、不同粉煤灰和矿粉掺量的混凝土开展了耐久性能试验,在结果分析的基础上,提出了耐腐蚀高性能衬砌混凝土的初步配合比设计原则.并对需要深入开展的海底隧道衬砌混凝土耐久性研究内容进行了展望.     

海底隧道衬砌混凝土的耐久性检测

海底隧道衬砌混凝土长期处于海水环境中,其耐久性十分重要。本文简要论述了国内外几种混凝土耐久性检测的方法及使用条件,并通过试验总结了一些规律,提出了一些观点和建议。     

海底隧道衬砌混凝土的耐久性检测

海底隧道衬砌混凝土长期处于海水环境中,其耐久性十分重要。本文简要论述了国内外几种混凝土耐久性检测的方法及使用条件,并通过试验总结了一些规律,提出了一些观点和建议。     

胶州湾海底隧道混凝土结构耐久性监测体系研讨会在我校召开

根据胶州湾海底隧道建设的需要,“胶州湾海底隧道混凝土结构耐久性监测体系”专题研讨会于2008年5月13日在我校召开。胶州湾海底隧道建设指挥部、中铁隧道设计院、总监办、驻地监理、我校的山东省混凝土结构耐久性工程技术研究中心的部分领导、学者参加了会议。     

海底隧道二衬混凝土耐久性设计

结合某海底隧道工程二衬混凝土防腐蚀及耐久性设计,针对海底隧道衬砌混凝土的服役环境特点,从配合比设计、温控与混凝土防开裂、抗渗透性、防腐蚀性以及钢筋保护层等角度出发,提出符合二次衬砌耐久性要求的各种参数。     

公路隧道混凝土衬砌结构的耐久性与保护层厚度

对影响公路隧道混凝土衬砌结构耐久性的因素进行了分析,基于氯化物对混凝土的侵蚀和混凝土碳化规律的研究,对公路隧道衬砌结构的设计基准期改为100年后最小保护层厚度的确定方法提出了估算模式,对其取值提出了具体建议。     

青岛胶州湾海底隧道开挖

近期，备受关注的青岛胶州湾海底隧道工程将在开发区薛家岛举行开工仪式。这将标志着该项目建设全面启动。     

海底隧道衬砌结构设计

 海底隧道围岩水通常具有稳定水位和充足补给,隧道结构受长期的水压力作用,衬砌计算中应首先确定水压力荷载大小,并综合考虑隧道涌水量的大小,由此对衬砌断面的拟定、衬砌类型的选择、衬砌结构安全性进行评价计算。正在建设的厦门翔安海底隧道衬砌结构设计时,通过不同防排水方式下衬砌背后水压力特征的模型试验表明,作用于全封闭衬砌上的水压力是不能折减的;根据陆域和海域不同地段预测全隧道涌水量,由于无法满足运营期间的排水,衬砌结构必须采用全封闭形式或限制排放形式;利用ANSYS有限元软件,根据外水压力大小与围岩压力组合下对不同的隧道衬砌断面进行对比分析计算,以得出结构受力最为经济合理的断面形式;并以此断面按荷载结构模式法进行全封闭衬砌结构计算。计算结果及建设的实际情况表明衬砌受力合理。     

寒区隧道混凝土衬砌结构耐久性研究综述

寒区隧道混凝土衬砌结构易发生冻融循环作用下的耐久性问题。综述了冻融作用、冻融-碳化及冻融-侵蚀性盐耦合作用下的隧道混凝土衬砌结构耐久性的变化规律,并提出了目前研究所存在的问题及未来研究的建议和方向。     

青岛胶州湾海底隧道涌水断层注浆效果综合检验方法研究

 采用注浆全过程注浆压力–注浆量–注浆时间(P-Q-t)控制法、物探法、检查孔法与数字钻孔摄像法从宏观到细观对青岛胶州湾海底隧道F4–4涌水断层全断面帷幕注浆后的注浆效果进行检验,其中注浆全过程压力–流量–时间控制法将注浆压力限制在3～4 MPa,当注浆速度小于5 L/min超过20 min时,结束该孔注浆;TSP物探法对注浆前后的含水断层探测结果表明,注浆后围岩整体性得到提高,其变形模量提高19.1%,密度提高3.6%,泊松比下降7.1%,纵波波速VP增长0.8%,纵横波比VP/VS减小7.1%;按注浆孔的5%～10%钻探检查孔,当单孔出水量≤0.15 L/min时,达到注浆要求,满足开挖允许出水量标准;数字钻孔摄像法生成三维虚拟岩芯,计算裂隙充填浆脉的充填隙宽及产状,表明注浆后裂隙充填密实。4种检验方法综合判定含水断层注浆后围岩等级由V级提高到IV级,表明注浆效果良好,达到注浆止水加固的目的,综合检验法是检验注浆效果的有效方法,上述方法对类似工程具有一定的借鉴与指导意义。     

海底隧道钢筋混凝土基于氯盐腐蚀的耐久性参数设计研究

胶州湾海底隧道是中国自行建造的第二条海底隧道,其服役寿命为100a。在详细分析海底隧道结构混凝土的服役环境基础上,参考国内外现有的寿命预测模型,依据混凝土耐久性试验结果和重大工程类比,综合考虑混凝土碳化、混凝土初始氯离子浓度影响等因素,建立了海底隧道混凝土在双重破坏因素作用下的寿命预测模型。通过上述模型进行计算,计算结果表明:(1)海底隧道要达到100a服役寿命,其衬砌混凝土靠近空气一侧保护层厚度应大于70mm,靠近土体一侧应大于60mm;(2)混凝土初始氯离子浓度应小于0.15%;(3)氯离子扩散系数应小于4×10-12m2/s,水胶比w/b应小于0.34,混凝土强度等级应高于C50。此外,依据混凝土耐久性能与其配合比、原材料之间的定量关系,提出海底隧道100a服役寿命的混凝土配合比设计和原材料优选原则。     

海底隧道衬砌结构选型及参数优化研究

海底隧道不同于陆上隧道,海水位变化相对隧道埋深较小,隧道两端出口比海底部分要高,不能采用自然排水。深埋海底隧道二次衬砌承受较大的外水压力。调查了国内外海底隧道衬砌结构型状及支护参数,针对海底隧道的特殊性,归纳了海底隧道设计理念和设计方法。针对某公路海底隧道特定地质条件和工程设计要求,分别采用马蹄形、椭圆形、圆形3种衬砌结构型式,并用有限元软件对这3种衬砌结构二次衬砌在不同荷载作用下进行强度验算。对计算结果优化比选,选出一种技术可行、经济合理的衬砌结构,得出一些有意义的结论。     

跨海峡隧道风化槽围岩衬砌防排水技术研究

 采用钻爆法修建海底隧道必须采取有效措施预防塌方、涌水、突泥等地质灾害,海底隧道钻爆法施工时如何安全穿越断层破碎带是工程设计与施工的技术难点。结合厦门跨海峡隧道围岩的特点,研究钻爆法穿越断层破碎带的注浆加固、防排水技术,提出不同围岩条件下的隧道防排水和注浆设计方案。并根据实验室三轴试验结果得到强风化花岗岩渗透系数以及反演的围岩力学参数,分析风化槽隧道衬砌的外水压力分布特点和量值。研究成果为衬砌结构设计以及国内同类型隧道的衬砌防排水和衬砌支护技术设计提供可靠指导。     

特长山岭隧道衬砌监测及模拟研究

 在新奥法的隧道设计理念中，现场的监控量测工作是必不可少的重要组成部分。监控量测不仅能准确反映围岩的稳定性，而且通过对监测数据的分析及在此基础上的数值模拟工作，可以较好地优化隧道的衬砌结构，从而使动态设计、信息化施工成为可能。为实时掌握隧道施工期间的围岩变形和支护结构的受力特点，某特长山岭隧道进行以应力监测和位移监测为基础的全程监控量测工作。并以应力监测为基础，采用有限元软件对隧道衬砌结构在不同级别围岩中的受力状态进行模拟，以监测位移值做标准，对数值模拟结果的正确性进行验证。计算出不同衬砌结构在相应级别围岩中的临界荷载，以指导现场监控量测工作。从而保证隧道的施工安全并优化衬砌设计，为后续工程的设计提供指导。     

厦门翔安海底隧道富水砂层注浆试验

 针对我国第一条海底隧道——厦门翔安海底隧道富水砂层段进行注浆试验，采用钻孔取芯和压水的方法对注浆效果进行检验，摸索该条件下的一些注浆规律，提出注浆量、注浆压力、注浆速度、扩散半径等注浆参数。通过试验研究海水对浆液强度的影响。研究结果表明，海水延长初凝时间、减缓浆液强度上升的速度、稀释浆液并加剧不均匀扩散。结合翔安海底隧道施工注浆的经验可以得出，以上几个问题是在海水注浆中值得深入研究的，其研究结果可为厦门海底隧道注浆的设计、施工提供指导，并可为相关工程提供重要的参考。     

厦门翔安海底隧道穿越富水砂层施工技术

 厦门翔安海底隧道是中国大陆修建的第一座海底隧道，全长6 051 m。隧道在海域浅滩段有约610 m穿越富水砂层，是该工程施工的难点之一，也是以往海底隧道施工过程中所未曾遇到过的，没有现成的施工经验可供借鉴。主要研究和介绍厦门翔安海底隧道穿越该段富水砂层的施工关键技术，即在地表采用地下连续墙和疏干减压井对砂层进行分仓隔水、降水，在洞内采用TSS小导管超前预注浆对砂层进行固结处理。研究和施工实践表明，该隧道在穿越海域浅滩富水砂层段施工过程中，采用洞外和洞内相结合的施工技术是可行的，操作简便、效果明显，对同类地质条件下的地下工程施工具有一定的借鉴意义。     

爆破荷载作用下青岛胶州湾海底隧道覆盖岩层稳定性分析

以青岛胶州湾海底隧道为背景,采用国际上常用的计算模式模拟爆破施工荷载,根据ABAQUS动态计算的特点,将爆破荷载以等效应力的方式加载于模拟炮孔之上,依据不同围岩类型和岩层覆盖厚度设计值选取隧道左、右线典型段;采用有限单元法分析了覆盖岩层各监测点的振动速度、加速度变化趋势。数值分析结果表明,各测点的振动速度、加速度时程曲线均满足隧道爆破变形规律。根据隧道围岩振动破坏准则,计算所得的最大水平、垂直振动速度均小于规范要求的临界值,且爆破作用影响范围远小于隧道覆盖岩层设计厚度,所以岩层覆盖厚度设计值满足爆破工程稳定性和安全性要求。同时,考虑到隧道选线的经济合理性,提出了爆破施工荷载作用下隧道顶板厚度设计参考值,并进行了验证,对类似工程具有一定的指导意义。     

青岛胶州湾海底隧道含水断层综合超前预报实践

 以青岛胶州湾海底隧道为工程背景,以“地质、物探与钻探相结合”的预报原则,运用地质编录、物探预报及钻孔取芯等综合手段,建立海底隧道施工期地质灾害综合超前地质预报技术体系,对海底隧道综合超前地质预报成果进行了解释与分析。对含水断层进行了准确预报,对类似工程具有一定的借鉴与指导意义。