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现代隧道技术 2022, Vol. 59 Issue (2) :227-241    DOI:
安全防灾与病害整治 最新目录 | 下期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 << [an error occurred while processing this directive] | [an error occurred while processing this directive] >>
高强度岩溶水致铁路隧道衬砌破损的处治理念与实践
(1.中国铁路成都局集团有限公司,成都 610082;2.中铁十八局集团有限公司,天津 300222;3.中南大学土木工程学院,长沙 410075;4.中铁西南科学研究院有限公司,成都611731;5.中铁四局集团有限公司, 合肥 230000)
The Concept and Practice of Treatment for Damage in Railway Tunnel Linings Caused by High-pressure Karst Water
(1. China Railway Chengdu Group Co., Ltd., Chengdu 610082; 2. China Railway 18th Bureau Group Co., Ltd., Tianjin 300222;3. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075; 4. China Railway Southwest Research Institute Co., LTD.,Chengdu 611731; 5. China Tiesiju Clvil Engineering Group Co., Ltd., 4, Hefei 230000)
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摘要 岩溶区铁路隧道在高强度降雨后水害频发,严重影响隧道运营安全,冲击运输秩序甚至中断行车。以织毕铁路元宝山隧道水害案例为依托,从地质条件、降雨条件、水害段设计与施工等方面对衬砌破损原因进行探究,提出以“充分利用既有结构+重点区段开放性排水”为核心理念的隧道水害处治技术,并通过数值仿真对灾害形成与处治效果进行模拟分析。研究结果表明:地勘阶段对地层富水性认知不足、施工期低估高强度降雨条件下的水害风险、设计变更时未完善防排水体系是导致隧道衬砌破损灾害的主观原因,隧道洞身附近地层岩溶发育且水力管道连通性强、隧址区一定时段内的高强度强降雨是其客观原因。模拟结果显示:暴雨后地下水位骤增引发的外水压力增长使衬砌内力显著增加,最终导致边墙衬砌安全系数急剧降低并引发大面积破损,与现场破坏特征吻合较好。经现场抢险式整治,隧道结构稳固,即使此后两次遭遇历史级强降雨,隧道仍维持良好状态,至今未再现水害和其他灾害,表明了整治方针的正确性。
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作者相关文章
张 鹏 1 王立川 2
3 李林毅 3 姚 勇 1 张学民 3 郑 波 4 刘茂兵 5
关键词铁路隧道   衬砌破损   岩溶   处治   数值仿真     
Abstract: In recent years, railway tunnels in karst areas have frequently suffered flooding after high-intensity rain? fall, which seriously affects the safety of tunnel operation and the order of transportation, and even interrupts the traffic. Based on the water hazard case in the Yuanbaoshan Tunnel on the Zhijin-Bijie Railway Line, this paper explores the causes of lining damage in terms of geology, rainfall, and the design and construction of water hazard sections, and puts forward the treatment technology for tunnel water hazards with the core concept of "making full use of existing structures and employing open drainage methods in key sections". Besides, this paper simulates and analyzes the formation of hazards and the treatment effect through numerical simulation. The results show that the subjective causes for the damage in tunnel linings include an insufficient understanding of the water-bearing formations at the geological investigation stage, the underestimation of water hazard risks posed by high-intensity rainfall during construction, and the unimproved waterproof and drainage system in the design alteration, while the objective reasons include the development of karst near the tunnel section that passes through the stratum, the strong connectivity of water conduits, and the high-intensity rainfall in a certain period of time on the tunnel site. As for the simulation results, they show that the increase of external water pressure caused by the sudden rise in groundwater level after rainstorm significantly increases the internal force of linings, and eventually leads to a much lower safety factor of sidewall linings and large scale damage, which is in consistency with the characteristics of the actual on-site damage. After on-site emergency treatment, the tunnel structure has become stable and even encountering unprecedentedly heavy rainfall twice, the tunnel has still remained in a good condition. Since then, no water hazards and other disasters have occurred, which proves that the treatment plan is valid.
KeywordsRailway tunnel,   Lining damage,   Karst,   Treatment,   Numerical simulation     
基金资助:基于格构法的铁路隧道缺陷整治技术研究与应用(2019);高压富水隧道全封堵径流场地下水技术及应用研究(KJ21-11)
作者简介: 张 鹏(1980-),男,高级工程师,主要从事运营铁路桥隧管维方面的工作,E-mail:zhangpong0117@163.com. 通讯作者:王立川(1965-),男,博士,正高级工程师,兼职教授,主要从事隧道与地下工程的建设技术和咨询、缺陷与灾害的成因分析和整治、 爆破振动与冲击波传播规律等方面的研究工作,E-mail:wlc773747@126.com.
引用本文:   
张 鹏 1 王立川 2, 3 李林毅 3 姚 勇 1 张学民 3 郑 波 4 刘茂兵 5 .高强度岩溶水致铁路隧道衬砌破损的处治理念与实践[J]  现代隧道技术, 2022,V59(2): 227-241
ZHANG Peng1 WANG Lichuan2, 3 LI Linyi3 YAO Yong1 ZHANG Xuemin3 ZHENG Bo4 LIU Maobing5 .The Concept and Practice of Treatment for Damage in Railway Tunnel Linings Caused by High-pressure Karst Water[J]  MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY, 2022,V59(2): 227-241
链接本文:  
http://www.xdsdjs.com/CN/      或     http://www.xdsdjs.com/CN/Y2022/V59/I2/227
 
没有本文参考文献
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