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沥青在燃烧过程中会释放大量有毒烟雾,不仅对环境造成危害,还会对人体健康构成严重威胁.因此,研究新型沥青阻燃技已迫在眉睫.试验研究表明,该研究成果相比普通沥青,其耐受温度提高约230 ℃,燃烧释放的有毒气体减少约30％,显著增强了隧道中沥青路面的阻燃性能.该成果对于消除火灾安全隐患,提高隧道施工与行车安全性具有重大意义.
沥青路面检测新技术
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针对浅埋富水全风化花岗岩隧道易发生涌水突泥、塌方灾害,常规支护处置效果不佳的工程难题,以广西贵港花果山隧道K3+557～K3+527段为研究对象,采用现场试验、多维度检测与理论分析相结合的方法,开展全断面帷幕注浆+大管棚复合支护体系的加固效果研究.结果表明:复合支护体系实施后,围岩单孔最大出水量从22 m3/h降至0.1～0.6 m3/h,满足规范堵水要求;围岩孔隙率显著降低,密实度、完整性大幅提升,开挖过程中无塌方、渗水现象,洞周变形与地表沉降均控制在规范允许范围内;最终隧道顺利贯通,处置方案达到预期目标.
浅埋富水隧道复合支护体系帷幕注浆大管棚围岩加固效果评价
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针对钻爆法隧道施工存在超挖量大、喷射混凝土超耗突出等问题,依托青岛胶州湾第二海底隧道工程,采用技术研发与现场试验相结合的方式,提出多源感知驱动的隧道爆破全周期自适应超挖智能调控技术.该技术构建涵盖围岩信息识别、智能爆破设计、钻孔辅助、炮孔质量检测、爆破效果检测评价与智能反馈的全流程控制体系,通过围岩、钻孔、爆破多源数据协同感知,实现本循环施工精准管控与下一循环参数动态优化,有效弥补传统爆破工序割裂、管控滞后、人为误差大的短板.经现场近80个爆破循环试验验证,应用该技术后,隧道平均线性超挖由20 cm降至11.9 cm,降幅40.5％;喷射混凝土降耗率33.4％,每延米可节约材料成本17.56％.
隧道爆破超挖量全周期智能控制
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[目的]探明江阴靖江长江隧道场区胶结物工程地质特性,明确其空间分布、物质组成与力学强度规律,为隧道设计及盾构施工提供地质数据支撑.[方法]依托工程勘察钻孔资料,统计胶结物平面与深度分布特征;采用 X 射线粉晶衍射、扫描电镜(SEM)和化学成分检测相结合的试验手段,明确钙质胶结物的矿物成分与化学组成;通过室内点荷载强度试验建立抗压强度与埋深的相关关系.[结果]该工程区胶结物以泥质和钙质胶结为主,平面分布呈南岸多北岸少、水域多陆域少的特征;地表以下15～30 m 以泥质胶结为主,35～85 m 以钙质胶结为主,共存在4 个密集分布区;钙质胶结物主要由方解石和石英构成,化学成分以 CaO 和 SiO2 为主(二者之和>60％);钙质胶结物抗压强度范围为 45～65 MPa,整体抗压强度较高,且随深度增加呈线性增长.[结论]钙质胶结物在盾构区间埋深范围内局部富集且强度较高,对盾构掘进的影响不可忽视,建议在刀盘选型及施工参数优化中充分考虑其分布规律和强度特征.
隧道工程胶结物空间分布成分组成强度特征
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超高性能混凝土(UHPC)凭借优异的力学性能与耐久性,广泛应用于建筑、桥梁、隧道等高要求工程领域.但因其低水胶比、高粘度的特性,生产搅拌阶段易产生干粉块结团、钢纤维团聚等内部不均匀缺陷,影响材料物理性能与长期服役效果.传统混凝土检测方法多聚焦力学性能与密实度,针对 UHPC内部均匀性的评估研究相对不足.为解决该工程痛点,研究提出振动频率法用于 UHPC内部均匀性无损检测:采用可控力敲击激励 UHPC试块,通过加速度传感器采集振动响应信号,设定固定采样频率,通过统计波速与计算皮尔逊相关系数定量表征振动响应一致性,以此判别内部均匀性.试验制备试块 1、2、3分别模拟均匀分布、无纤维缺陷区、钢纤维过量区三种典型状态,利用振动频率法与 CT扫描开展对比检测.结果表明,振动频率法可有效识别由干粉结团、钢纤维团聚引发的内部不均匀性,检测结果与 CT扫描成像一致.该方法能够准确反映 UHPC生产过程中的均匀性变化,结合 CT扫描可为提升UHPC生产质量与后期服役性能提供科学依据.
超高性能混凝土振动频率法内部均匀性钢纤维CT扫描
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成眉市域铁路眉山段盾构区间位于盐井沟气田构造带,浅层瓦斯富集,传统全孔勘察难以刻画瓦斯纵向分层赋存特征.论文以 AB 孔分层检测为核心,开展多项现场试验,探明瓦斯源自侏罗系蓬莱镇组气藏,沿断裂裂隙上移并富集于卵石层,划定 8处瓦斯富集区与 16 段瓦斯工区,YDK63+325～YDK63+505 断层带为高风险段.研究形成了浅层含气地层精细勘察体系,可指导隧道设计与盾构施工优化,降低瓦斯施工风险.
市域(郊)铁路隧道瓦斯浓度浅层瓦斯AB孔分层检测精细勘察
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为定量验证隧道复杂工况下三维激光扫描的实际监测精度,依托某公路隧道工程,联合真反射层析成像(TRT)地质超前预报与三维激光扫描开展监测试验.以 TRT 地质超前预报成果判识前方围岩条件,采用全站仪控制网作为精度校验基准,对比地质异常区与围岩变形监测结果.结果显示,构造破碎带处围岩最大变形存在约 20 m 滞后偏差,与围岩塑性区演化特征相符;扫描监测均方根误差为±2.6 mm,精度满足隧道监测要求.
隧道工程三维激光扫描监测精度TRT地质超前预报
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针对隧道衬砌裂缝检测效率低、微裂缝识别困难等问题,构建了一套闭环隧道衬砌裂缝自动检测系统.采集国内5省份21条隧道衬砌数据,利用优化标注方法,建立了隧道裂缝专用数据集T_crack.对语义分割网络进行改进,提出多通道并行混合注意力机制(MPMA),以提高微裂纹的识别精度.开发了裂缝检测应用,以实现裂缝识别、量化、定位及全景图像生成功能.试验结果表明,改进网络在T_crack数据集上的平均Dice系数为84.06%,平均准确率为82.94%,平均交并比为75.68%.相比传统标注方法,优化标注方法使标注效率平均提升90.23%.系统检测平均绝对误差为0.076 mm,低于工程检测精度要求,将其应用于隧道长期运维中,可以显著提升检测工作效率.
隧道裂缝检测隧道裂缝数据集语义分割系统开发裂缝量化
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为验证手持式三维激光扫描仪在隧道二衬面扫描中的适用性,依托某高速公路隧道工程,通过扫描试验,对手持式三维激光扫描仪与架站式三维激光扫描仪的应用效果进行对比分析,结果表明,手持式扫描仪可灵活规避施工现场遮挡与死角,点云完整性与均匀性更优,对复杂隧道施工环境的适配能力更强;移动手持式扫描仪与架站式扫描仪点云数据空间一致性与结果可靠性良好,测量精度均满足工程要求,可满足隧道二衬施工质量快速检测与初步评定的工程应用要求.
公路隧道二衬面扫描手持式三维激光扫描仪架站式扫描仪点云数据采集
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上覆采空区高速公路隧道因地质条件特殊,旧水泥混凝土路面易产生裂缝、剥落及抗滑性能衰减等病害,这些病害严重影响通行安全,而传统修复技术存在适配性不足、修复效果稳定性差等问题.本文以湖南省某公路隧道旧路面修复工程为例,通过现场调研、参数调试试验、效果检测等方法,系统研究了抛丸技术的原理、施工工艺及质量控制关键技术.结果表明:采用粒径0.8～1.2 mm钢丸、抛射速度85～95 m/s、设备行走速度0.35～0.45 m/min的优化参数施工后,隧道旧路面病害修复率达98.6％;路面粗糙度、抗滑性能及平整度等指标均满足高速公路隧道路面运营标准.工程应用结果表明,相较于传统路面修复技术,抛丸施工技术适配性更强、修复效果稳定,且对路面结构的扰动较小,能有效满足上覆采空区隧道路面修复的特殊需求.
上覆采空区旧水泥混凝土路面抛丸施工技术质量控制
