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基于三维激光扫描技术的病害隧道监测

地下空间与工程学报 2014年第4期10卷 895-901页

作者：尹恒封全宏廖紫骅姜丽丽蔡继鸣四川省安全科学技术研究院成都610045 MultiInfo 3D Laser Scan Solution AB公司四川省科技交流中心成都610041 西藏金海矿产资源有限公司成都610081 四川省自然资源科学研究院成都610015

现有病害隧道测量方法,存在费时、费力、精度低和连续性差等问题,利用三维激光扫描技术可有效解决这些弊端。于2009年和2010年利用三维激光扫描技术进行了2次现场扫描,通过点云数据预处理和拼接等步骤获得了华蓥山隧道的点云模型。随后... 详细信息

现有病害隧道测量方法,存在费时、费力、精度低和连续性差等问题,利用三维激光扫描技术可有效解决这些弊端。于2009年和2010年利用三维激光扫描技术进行了2次现场扫描,通过点云数据预处理和拼接等步骤获得了华蓥山隧道的点云模型。随后利用点云模型,进行了路面破损测量和隧道变形监测。测量结果显示,2010年较2009年,路面裂缝地表最大宽度增大0.009 m,到达0.045 m,裂缝发育长度和密度有所降低;隧道净高增加0.030 9m^0.322 7 m,平均为0.179 5 m,隧道净宽增加0.021 8 m^0.058 6 m,平均为0.039 5 m。

关键词：三维激光扫描病害隧道隧道破损隧道变形华蓥山隧道

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区间隧道跨越既有病害隧道设计

地下空间与工程学报 2009年第4期5卷 762-764页

作者：吴梦军李勇李晓春重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆交通科研设计院重庆400067

轨道交通区间隧道近距离跨越既有病害隧道时,一方面由于区间隧道的开挖将引起病害隧道围岩与结构受力的重新分布,病害隧道受力状态将发生较大的变化;另一方面,轨道梁与车辆等荷载将作用于病害隧道上,使病害隧道承受外部荷载增大。同时,... 详细信息

轨道交通区间隧道近距离跨越既有病害隧道时,一方面由于区间隧道的开挖将引起病害隧道围岩与结构受力的重新分布,病害隧道受力状态将发生较大的变化;另一方面,轨道梁与车辆等荷载将作用于病害隧道上,使病害隧道承受外部荷载增大。同时,病害隧道本身的承载能力有限,因此,设计必须采取有效措施,避免运营荷载作用于病害隧道上,同时应加固跨越段病害隧道和尽量减少施工开挖对病害隧道的影响。文章介绍了重庆轨道交通三号线建新坡隧道上跨八一、向阳隧道的设计方案,对类似工程具有借鉴作用。

关键词：区间隧道病害隧道门式框架

高速列车荷载作用下含病害隧道仰拱动力响应及疲劳寿命研究

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高速列车荷载作用下含病害隧道仰拱动力响应及疲劳寿命研究

作者：芮晗山东大学

学位级别：硕士

铁路的发展是国民经济持续发展的重要支撑,但是随着铁路运营时间的增加,铁路隧道的病害问题也日益增多,尤其是在高速列车荷载和不良地质作用下的隧道仰拱结构出现了大量的病害问题。本文通过调研国内外典型病害隧道,总结归纳出引起隧道... 详细信息

铁路的发展是国民经济持续发展的重要支撑,但是随着铁路运营时间的增加,铁路隧道的病害问题也日益增多,尤其是在高速列车荷载和不良地质作用下的隧道仰拱结构出现了大量的病害问题。本文通过调研国内外典型病害隧道,总结归纳出引起隧道仰拱病害的成因。采用数值计算与理论分析相结合的方法,计算分析了高速列车荷载作用下围岩膨胀压力、基底脱空和仰拱填充离缝三种病害成因对于仰拱结构动力响应的影响,并以动力响应分析结果与疲劳分析理论为基础,估算出隧道仰拱的疲劳寿命。主要结论如下:（1）本文通过对国内外18座隧道进行调研,总结出高地应力、围岩膨胀压力、地下水和施工质量是导致隧道仰拱病害的主要原因。（2）当围岩膨胀压力达到200kPa时,仰拱结构所受最大主应力峰值为1.423MPa,已经达到混凝土轴心抗拉标准值的71%,不利于仰拱结构的受力分布,同时随着围岩膨胀压力的增加,加速度峰值和位移峰值增加明显,很大程度上影响行车的安全稳定性。（3）隧道基底单脱空的工况下,随着脱空长度的增加,隧道仰拱结构的最大主应力峰值略有增加,但加速度峰值和位移峰值变化不大。随着脱空角度的增加,隧道仰拱结构受拉加剧,加速度峰值略有增加,位移变化不明显。隧道基底双脱空的工况下,随着两空洞距离的增加,最大主应力峰值先增大后减小,并在距离1.5m时取得最大值1.463MPa,此时结构认为已经发生破坏。而加速度峰值和位移峰值受空洞距离影响不大。（4）在轨道板和仰拱填充离缝的工况下,随着离缝深度的增加,最大主应力峰值呈现先增大后减小的趋势,当离缝深度为0.1m时,最大主应力峰值达到了 1.393MPa,这是因为在离缝尺寸较小时,应力集中现象明显。随着离缝深度的增加,仰拱结构的加速度峰值和位移峰值变化幅度较小,而轨道板处的加速度峰值持续增加,当离缝深度为0.6m,轨道板上的加速度峰值达到21.94 m/s2,严重威胁行车安全。随着离缝长度的增加,对于仰拱结构的最大主应力和位移影响不大,同时仰拱加速度峰值呈现减小趋势,而轨道板处的加速度峰值持续增加则严重威胁行车安全。（5）基于数值模拟所得结果和疲劳分析理论,对仰拱结构的使用寿命进行了估算。围岩膨胀压力为100kPa和200kPa时,寿命为22年和0年。可见围岩膨胀压力对隧道仰拱结构寿命影响显著。当脱空长度为2m时,Miner理论计算出的疲劳寿命为146年,符合隧道设计使用年限。脱空长度为4m时,疲劳寿命衰减为9年,减少了 137年。当脱空角度为10°和20°时,疲劳寿命分别为79和9年。当两空洞间距为2m时,疲劳寿命为4年。可见基底空洞对隧道仰拱结构寿命影响很大。隧道仰拱寿命随离缝深度和长度的增加而增加,当离缝深度为0.2m,寿命为0年;当离缝深度为0.6m,寿命为32年。当离缝长度为0.5m,寿命为29年;当离缝深度为2m,寿命为35年,依旧不满足隧道设计使用年限。

关键词：高速列车荷载隧道仰拱病害隧道动力响应疲劳寿命

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病害隧道二衬结构分析及粉碎性爆破拆除技术

病害隧道二衬结构分析及粉碎性爆破拆除技术

2020年全国土木工程施工技术交流会

作者：陈善江王辉程贵海范秋雁国家电投集团广西兴安风电有限公司国家电投集团广西电力有限公司广西大学资源环境与材料学院

通过对六汉隧道二次衬砌的拱顶与拱腰沉降量观测结果的对比分析,隧道二衬结构拱顶与拱腰沉降收敛偏大,且通过现场观察在岩层节理面左侧拱腰处产生多条裂缝。为了治理浅埋顺层多组节理面岩层病害隧道二衬结构开裂及破坏,采用粉碎性爆破... 详细信息

通过对六汉隧道二次衬砌的拱顶与拱腰沉降量观测结果的对比分析,隧道二衬结构拱顶与拱腰沉降收敛偏大,且通过现场观察在岩层节理面左侧拱腰处产生多条裂缝。为了治理浅埋顺层多组节理面岩层病害隧道二衬结构开裂及破坏,采用粉碎性爆破拆除其破损的二衬结构重新浇筑,在隧道围岩稳定性差且确保初支结构完整性情况下进行有效控制爆破。结果表明:设计破碎孔使总药量分散化与微量化,合理利用有效做功能量;破碎孔的孔深小于主炮孔一半的孔深或小于主炮孔填塞长度,装药量小于主炮孔一半装药量,破碎该孔周围介质,且无造成其他危害的多余能量;采用粉碎性爆破技术拆除其病害隧道二衬结构,突破传统爆破技术束缚,实现粉碎爆破拆除,既能满足拆除破碎效果,又弱化爆破损伤。

关键词：隧道工程病害隧道二衬结构粉碎性爆破破碎孔

来源： cnki会议评论

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既有小净距病害隧道结构施工安全研究

福建建设科技 2017年第5期 53-56页

作者：俎家兴中建海峡建设发展有限公司福建福州350015

既有小净距病害隧道是隧道结构施工中存在的较大安全隐患。本文通过工程实例,分析了产生隐患的原因,并采取三维激光扫描技术对隧道外观质量进行监测、减少施工时对既有隧道产生的围岩压力、调整炮眼布置及使用药量等措施,有效控制了既... 详细信息

既有小净距病害隧道是隧道结构施工中存在的较大安全隐患。本文通过工程实例,分析了产生隐患的原因,并采取三维激光扫描技术对隧道外观质量进行监测、减少施工时对既有隧道产生的围岩压力、调整炮眼布置及使用药量等措施,有效控制了既有小净距病害隧道裂缝长度变形增长率,顺利完成了长安隧道的开挖作业,解决了既有小净距病害隧道结构安全施工难题,取得了良好的技术、经济、环保和社会效益。

关键词：病害隧道裂缝变形增长率三维激光扫描围岩压力爆破振速