衬砌结构

摘要： 在中国交通强国战略背景下,特长、超大、超深、高密度的盾构隧道工程建设逐年增多,对隧道衬砌结构的力学性能和耐久性都提出了更高要求。该文在广泛调研国内外文献的基础上,系统总结了传统的盾构隧道结构设计理论与方法与发展趋势,深入探讨了盾构隧道结构力学性能与耐久性研究的现状和不足,并对目前盾构隧道结构性能检测技术和评价方法进行了评述。相比于传统钢筋混凝土拼装式管片,(钢)纤维混凝土材料、新型接头、压注混凝土衬砌在提升盾构隧道衬砌结构性能和施工效率方面优势巨大,是盾构隧道衬砌结构未来的重要发展方向。

摘要： 混凝土碳化成因挖掘和碳化深度预测模型一直是碳化耐久性研究中的重点与难点。通过论述混凝土结构的碳化机理,重点分析了混凝土碳化的主要影响因素,基于实例对现有的代表性碳化深度预测模型进行了比选,推荐采用武海荣模型作为公路隧道衬砌结构的碳化深度预测模型。

摘要： 为研究超大直径双层盾构隧道内部发生火灾时,火灾高温对隧道衬砌结构力学特性的影响规律,本文以某双层盾构隧道为例,采用有限元计算软件,建立了双层盾构隧道热力耦合模型,得出了超大直径双层盾构隧道在火灾高温下衬砌结构的变形及受力规律,研究结果表明:发生火灾时,火灾高温逐步侵入隧道结构内部,距离受火面越近温度越高;火灾初始阶段,热对流区衬砌温度上升明显缓于热传导区,随着火灾高温持续,两区域衬砌温度逐渐趋于一致;下层空间发生火灾会导致上层行车道板下部产生较大的膨胀变形,内部钢筋屈服;隧道内施做防火措施可极大阻隔火灾高温热量的传递,降低管片衬砌内部温度,减小隧道结构的热膨胀变形,减小隧道结构应力,提升隧道的火灾安全性,在双层盾构隧道内施做防火措施十分有必要。本文所得结论可为类似工程提供借鉴参考。

摘要： 针对大断面双层隧道结构力学复杂的特点,为了掌握其在运营期车辆荷载作用下的响应规律,对建立的三维隧道模型进行研究。对不同时刻的位移云图、位移进程曲线、加速度时程曲线进行分析,分析结果表明:在车辆荷载作用下,位移变化由大到小依次为车道、衬砌、围岩;位移响应在达到峰值后开始衰减直到荷载作用周期结束,并产生位移残余;加速度响应随着隧道轴线方向距离的增加而不断衰减,仅在出口段有所增加。通过车载作用下超大断面双层隧道的模拟,研究其衬砌结构的动力响应规律,可为运营期衬砌结构健康监控提供参考。

摘要： 为研究沈阳北输水灌渠中渠底衬砌形式对水力特征影响,利用ANSYS-Fluent共同计算分析了不同衬砌形势下水位与流速特征。有衬砌结构下水位稳定性高于无衬砌方案;双层式衬砌方案下以中游断面受来水流量影响更具显著;三层式衬砌方案下平均水位最高,且流量愈大,不同衬砌结构形式间水位差幅愈小。三层式衬砌方案不仅可约束非稳定渗流,且流速水平最高,该衬砌方案有助于削弱渠底摩擦面、阻流面影响。

摘要： 以京秦高速公路路段的黄家山隧道为例,详细分析了其工程地质条件,针对地质条件提出了合理的隧道衬砌处理技术,明确了明洞衬砌与洞身衬砌的技术方案与关键技术参数,可为该地区的其他公路隧道建设提供参考。

摘要： 以某穿越较差地质条件下的山岭隧道为研究对象,对其现有衬砌设计方案进行优化研究,依据隧道设计规范中推荐的荷载结构法,针对仰拱及仰拱隅角半径设计了三种优化方案。基于Midas/GTS NX软件对比分析了原方案以及三种优化方案下衬砌的轴力、弯矩及剪力的分布图,并对衬砌安全性进行分析,研究结果表明方案三对提高衬砌的整体安全性比较显著。

摘要： 针对温州大罗山隧道大断面双层结构力学复杂的特点,建立三维隧道数值分析模型,分析运营期车辆荷载作用下隧道结构的动力响应。结果表明,车辆荷载作用下,位移变化由大到小依次为车道、衬砌、围岩;位移响应达到峰值后逐渐衰减,直到荷载作用周期结束,并产生位移残余;加速度响应随着隧道轴线方向距离的增加而不断衰减,仅在出口段有所增加。

摘要： 在小间距地下洞室工程施工中,必须要考虑爆破振动对临近隧洞衬砌结构的影响。本文以辽宁省清河水库右岸新建泄洪洞为例,探讨了爆破开挖振动对原有泄洪洞衬砌结构的影响。根据计算结果,建议在工程设计中隧洞净距不小于35m;装药量可以增加至原方案的1.2倍。

摘要： 隧道衬砌管片结构直接影响隧道整体安全。本文以某输水水工隧洞为研究对象,利用有限元软件建立三维模型,计算管片变形与应力、接缝变形和螺栓应力,系统分析了内水压力作用下水工隧洞管片衬砌结构受力变形规律。研究表明,管片衬砌结构在内水压力作用下主要呈现向外的变形趋势,环向应力主要以环形拉应力为主;水头高度对不同位置接缝的裂缝宽度影响较小,裂缝平均宽度与水头高度的增长呈现线性关系;同一接缝的外侧开度较大,内侧开度较小,但同一接缝的裂缝开度差值接近;螺栓对于裂缝开度具有一定的限制作用,对于不同接缝和同一接缝不同开度,接缝宽度越大,当螺栓固定程度相同的情况下,螺栓对于裂缝的限制作用越大。

摘要： 利用岩体弹塑性渗流—应力—损伤耦合模型,将动态变化的体积力施加于整个模型,得出混凝土衬砌应变情况,根据衬砌应力按照规范进行限裂配筋.利用这种方法可以较好地反映高压水头外渗后衬砌和围岩的渗透场—应变场—损伤场动态演变过程,从而更真实地反映出实际衬砌的应力应变情况.将这种计算方法应用于某发电洞高压混凝土衬砌结构设计中,通过计算得出了围岩、衬砌的渗流场、应力场和相应的水力梯度,最高外渗水头.结果表明:利用透水理论计算衬砌的应力成果要小于面力理论计算的成果,且前者计算出混凝土衬砌配筋量要远小于后者计算结果.该计算结果可以对这类隧洞设计提供借鉴思路.

摘要： 南水北调中线北京段西四环暗涵埋设了土压力计和钢筋应力计等观测设备,用于连续观测施工期和运行期相关情况.根据暗涵2011年10月至2012年3月期间通水测试的监测数据,以3个典型断面为研究对象,重点研究和分析了结构内力分配机制.研究表明,暗涵的衬砌结构为联合受力结构,一衬和二衬共同承担内水压力,一二衬之间的回填灌浆改善了二衬的受力状态,一二衬协同变形得到优化.另外,衬砌结构的内力增量监测值与结构力学法的计算值较为接近,暗涵设计安全系数高,西四环暗涵结构安全.

摘要： 随着西部山区引水工程增加,工程地质条件也愈加复杂,其中高地温问题尤为突出,给过水隧洞修建带来了严峻的挑战.本文从高温过水隧洞中围岩的温度场、强度特征及稳定性规律,高温环境中衬砌结构的热应力规律、稳定性影响因素、衬砌材料研究等现状等方面,系统总结了近年来高温作用下过水隧洞围岩及衬砌结构稳定性研究进展.针对研究的不足,指出应当采用现场监测、室内试验、数值计算等多种手段联合使用,提高室内模型试验预测的准确性,加强高温作用下围岩裂隙损伤特征研究,并深入研究过水荷载与高温共同作用下围岩及衬砌结构稳定性机理.

摘要： 洞室支护过早支护量较大,支护过晚则危险性较大,及时支护才能事半功倍.以厄瓜多尔CCS水电站为背景,采用广义Hoek-Brown判据,引入欧美运用较广、较成熟的PHASE2软件及分析方法,进行支护时机分析及钢拱架喷混凝土支护分析.对于衬砌结构CCS水电站的墨西哥监理提出采用Bierbaumer理论计算隧洞围岩压力,与国内传统经验结果差异较大.提出立足于Bierbaumer理论,同时借鉴国内规范的修正荷载计算方法是全面、可行的.全面采用美国规范进行地震及非地震工况结构设计,同时采用SAP2000、ANSYS等有限元软件分析尾水洞特殊部位如大断面衬砌拐角及拱肩受力过大、洞壁大埋管造成结构厚度削弱、U形断面壁薄等问题.分析认为各关键结构设计满足美国规范各项要求,同时对类似国外工程设计和研究具有极大的指导意义.

摘要： 外水压力是隧洞外压设计的控制性因素,外水压力最大值决定了衬砌结构设计及安全运行.深埋的水工输水隧洞,衬砌外壁往往承受较大的外水压力,特别是隧洞放空检修时,外水压力将达到极大值.结合某工程对隧洞放空检修时衬砌外压平压机理进行分析研究,得出衬砌综合外压极大值,并论证衬砌排水措施对降低衬砌综合外压极大值的重要性.

摘要： 隧道衬砌结构外水压力和限量排放标准是岩溶山区隧道工程建设关注的焦点.以某富水隧道为依托,借助FLAC3D软件通过流固耦合数值分析,对富水隧道衬砌结构合理的外水压力取值和限量排放标准进行研究.分析了围岩无注浆条件下隧道外水压力随排水量的变化规律,进而提出了基于结构安全的隧道外水压力取值和地下水排放标准,同时分析了围岩注浆条件下隧道外水压力随注浆圈厚度和地下水排放量的变化规律,提出不同注浆厚度条件下地下水排放标准和合理的注浆圈厚度取值.

摘要： 输水隧道在运营过程中内水压力的增降会影响衬砌结构的安全性甚至导致衬砌提早破坏.目前,既有理论成果较少考虑内水压力的变化对输水隧道所带来的影响,也较少针对隧道衬砌本身应力进行分析.依托上海青草沙长兴岛域输水隧道工程,在考虑输水隧道内水压力变化的情况下,引入隧道洞周的非均匀收敛变形模式,采用复变函数法理论,提出了输水隧道运营过程中内水压力变化影响下的衬砌变形和应力的计算方法.将地表沉降和衬砌径向位移的理论解析结果与数值模拟结果进行对比,验证了所提方法的可靠性.此外,针对隧道拱顶埋深、衬砌厚度、内水压力等参数进行了敏感性分析.研究结果表明:衬砌的径向位移形态基本呈现“蝴蝶”形;随着内水压力的增加,径向位移曲线由“蝴蝶”形逐渐向“馒头”形过渡,并且径向位移越来越大.衬砌的环向位移基本形态呈向左倾斜的“葫芦”形;内水压力对衬砌的环向位移的基本无影响.衬砌径向应力随着内水压力的增加,径向应力形态逐渐向中心收缩.衬砌环向应力随着内水压力的增加,环向应力分布曲线由“蝴蝶”形逐渐变为“馒头”形,且环向应力显著增大.衬砌的切向应力形态呈现向右倾斜的“蝴蝶”形,内水压力变化对衬砌切向应力的影响可以忽略不计.

摘要： 本文简要介绍了隧洞管片衬砌材料的研究现状,结合引大济湟调水总干渠隧洞工程的复杂地质条件,创新性开展了聚丙烯粗纤维结合纳米材料的混凝土管片的试验和应用研究,解决了TBM快速掘进,同步衬砌的同时满足衬砌安全及结构耐久性的技术难题.

摘要： 本文简要介绍了隧洞管片衬砌材料的研究现状,结合引大济湟调水总干渠隧洞工程的复杂地质条件,创新性开展了聚丙烯粗纤维结合纳米材料的混凝土管片的试验和应用研究,解决了TBM快速掘进,同步衬砌的同时满足衬砌安全及结构耐久性的技术难题.

摘要： 本文简要介绍了隧洞管片衬砌材料的研究现状,结合引大济湟调水总干渠隧洞工程的复杂地质条件,创新性开展了聚丙烯粗纤维结合纳米材料的混凝土管片的试验和应用研究,解决了TBM快速掘进,同步衬砌的同时满足衬砌安全及结构耐久性的技术难题.

摘要： 本发明公开了一种热风管道的内衬砌筑结构和热风管道三岔口内衬砌筑结构，所述热风管道的内衬砌筑结构包括从内向外依次层叠套设的工作层、第一保温层、第二保温层及喷涂层，所述热风管道的内衬砌筑结构呈水平或倾斜状态，该工作层和第二保温层之间设有耐高温浇注料层(5)，该第二保温层及喷涂层之间设有耐高温可压缩材料层(6)，耐高温浇注料层(5)和耐高温可压缩材料层(6)均位于所述热风管道的内衬砌筑结构的上部。本发明有效的克服了现有热风管道内衬易损坏的缺点，既增强了热风管道内衬耐高温、抗挤压的能力，又确保了整个热风管道内衬上部的隔热效果，有利于热风管道的结构稳定和寿命的延长。

摘要： 本发明涉及隧道工程技术领域，为一种管片衬砌与复合式衬砌的施工结构，包括通过在使用同一隧道工法下产生的具有相同开挖外轮廓的隧道内，沿隧道纵向，位于软弱地层区段施工安装管片衬砌，位于硬质地层区段施工安装复合式衬砌；还包括连接结构，所述管片衬砌与复合式衬砌分别与所述连接结构的左、右两端固定连接。该结构更加适应同一种隧道工法施工，并可根据地层情况及时调整，便于施工组织，且不需要设置施工竖井或斜井或其他辅助坑道，具有较高的经济效益。

摘要： 本实用新型公开了一种热风管道的内衬砌筑结构和热风管道三岔口内衬砌筑结构，所述热风管道的内衬砌筑结构包括从内向外依次层叠套设的工作层、第一保温层、第二保温层及喷涂层，所述热风管道的内衬砌筑结构呈水平或倾斜状态，该工作层和第二保温层之间设有耐高温浇注料层(5)，该第二保温层及喷涂层之间设有耐高温可压缩材料层(6)，耐高温浇注料层(5)和耐高温可压缩材料层(6)均位于所述热风管道的内衬砌筑结构的上部。本实用新型有效的克服了现有热风管道内衬易损坏的缺点，既增强了热风管道内衬耐高温、抗挤压的能力，又确保了整个热风管道内衬上部的隔热效果，有利于热风管道的结构稳定和寿命的延长。

摘要： 本发明公开了一种下穿公路通道衬砌结构的施工方法及衬砌结构，其中方法包括如下步骤：S1：在施工好初衬的通道内搭设由波形钢板式钢结构通道构成的二衬，二衬的断面面积小于初衬，二衬的断面形状与初衬相似；S2：在初衬与二衬之间的缝隙中架设多个可伸缩的支撑，支撑沿二衬的外表面环向分布，调节支撑长度，使支撑的两端分别与初衬及二衬相抵；S3：分别伸长所有支撑的长度，为二衬施加预应力，并使预应力达到设计要求；S4：向初衬与二衬之间的缝隙中灌注混凝土。由上述方法施工获得的衬砌结构，二衬具有向外的预应力，可以吸收上方路面荷载时产生的挠度，防止路面沉降。混凝土固化形成的混凝土层与二衬形成组合结构，互相加强，提高通道的强度。

摘要： 本发明提供了一种用于钻爆法隧道的装配式二次衬砌结构及复合式衬砌结构。其中，所述用于钻爆法隧道的装配式二次衬砌结构包括：多个龙骨，相邻的所述龙骨之间具有间隔；以及多个管片环，设于相邻的龙骨之间；其中，所述多个龙骨与所述多个管片环沿所述隧道纵向拼接设置。本发明用于钻爆法隧道的装配式二次衬砌结构及复合式衬砌结构，减小了隧道开挖量，结构受力性能好、施工工效高、耐久性好、全生命周期成本低。

摘要： 本发明提供一种钢板混凝土组合衬砌结构、施工方法及衬砌系统，组合衬砌结构包括：若干钢板、第一衬砌层和第二衬砌层，若干钢板组合形成与隧洞直径相适配的圆筒状主筋结构；第一衬砌层设置在钢板与隧洞内壁之间，用于与主筋结构形成内衬；第二衬砌层设置在钢板远离隧洞内壁的一侧，用于与主筋结构形成外衬。通过内衬和外衬，形成钢板‑混凝土组合衬砌，确保隧洞结构耐久性和整体性，加快隧洞施工和降低工程投资。

摘要： 本发明提供一种钢板格栅混凝土组合衬砌结构，衬砌结构包括：若干钢板，若干钢板组合形成环状的一体结构，环状的一体结构设置在隧洞内，且一体结构的外侧壁贴合隧洞的内侧壁；若干连接构件，若干连接构件布设在环状的一体结构的内侧壁，以将内侧壁分隔成格栅形状；混凝土填充物，混凝土填充物设置在环状的一体结构的内侧壁，并填充在格栅内，该衬砌结构可同步进行TBM同步衬砌施工，且造价低以及通过混凝土填充物的方式将钢板和若干连接构件包覆在内，避免了钢板生锈而造成的隧洞耐久性差的问题，大大提高了衬砌结构的稳定性。

摘要： 本实用新型公开了一种用于盾构法衬砌结构开口位置的自稳型特殊衬砌结构，所述衬砌结构上的开口与横向通道结构相连通，其特征在于所述衬砌结构包括混凝土衬砌块和钢制衬砌块，所述开口开设于所述钢制衬砌块上，所述钢制衬砌块上的所述开口的上、下部分别设置有加强梁。本实用新型的优点是：衬砌结构采用钢制衬砌块和混凝土衬砌块组合结构，并在开口位置增设加强梁，可实现开孔后管片受力的重新分布，形成新的稳定的结构体系，同时满足盾构法隧道的内部使用功能需求；与以前的类似结构最大的不同在于无需另外施做洞门结构，才能形成开口衬砌的稳定受力体系；在隧道内部无支撑情况下亦能达到受力平衡稳定。

摘要： 本实用新型提供了一种用于钻爆法隧道的装配式二次衬砌结构及复合式衬砌结构。其中，所述用于钻爆法隧道的装配式二次衬砌结构包括：多个龙骨，相邻的所述龙骨之间具有间隔；以及多个管片环，设于相邻的龙骨之间；其中，所述多个龙骨与所述多个管片环沿所述隧道纵向拼接设置。本实用新型用于钻爆法隧道的装配式二次衬砌结构及复合式衬砌结构，减小了隧道开挖量，结构受力性能好、施工工效高、耐久性好、全生命周期成本低。

摘要： 本申请提供了一种隧道喇叭口波纹板衬砌单元及衬砌结构，属于隧道衬砌领域。隧道喇叭口波纹板衬砌单元，包括等径弧形波纹板、前连接边和后连接边。等径弧形波纹板在垂直于波纹延伸方向上呈弧状；前连接边沿等径弧形波纹板前端的弧形边沿设置并外翻，适于连接半径大于等径弧形波纹板的其他等径弧形波纹板；后连接边沿等径弧形波纹板后端的弧形边沿设置并内翻，适于连接半径小于等径弧形波纹板的其他等径弧形波纹板。隧道喇叭口波纹板衬砌结构包括第一等径弧形波纹板和第二等径弧形波纹板，第一等径弧形波纹板前端和第二等径弧形波纹板后端通过径向连接部连接。通过等径弧形波纹板组合成与隧道喇叭口相匹配的锥形衬砌，工艺简单，成本较低。