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大瑶山隧道基床病害成因分析与整治加固技术研究

作　者: 廖茂汀
导　师: 彭立敏；容用仪
学　校: 中南大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 隧道列车荷载基床结构吊空病害 TGRM 锚桩加固
分类号: U216.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

我国铁路经过6次提速,对列车运行安全性要求更加严格。较早修建的铁路隧道由于各种原因存在不同程度的各种病害问题,其中隧道基床吊空病害的出现和扩展严重影响了列车的运行安全和行车效率。本文以大瑶山隧道为背景,在现场病害调查和统计分析的基础上,对吊空状态下基床结构的受力状态、吊空病害的综合整治和加固设计进行了深入的研究。(1)通过对大瑶山隧道基床吊空病害的现场深入调查,得出了大瑶山隧道基床吊空病害主要分布在Ⅲ级围岩区间,吊空病害严重,基床吊空病害产生的原因主要包括水文工程地质条件、循环列车荷载、设计、施工质量和维修养护因素等。(2)采用数值计算方法,对不同吊空条件下隧道基床结构在列车荷载作用下的主应力和位移变化规律进行了分析；基床两侧吊空对列车运行安全性的影响比基床中部吊空大；当基床底部吊空较小时,基床结构各位置应力和位移分布均匀,列车能安全运行,当基床底部吊空深度达到60cm以上时,基床结构各位置应力和位移迅速增大,基床结构发生破坏,影响列车的安全运行。(3)对锚桩加固和锚桩注浆联合加固条件下基床结构的应力和位移状态进行了分析比较,单纯的锚桩加固对改善基床结构的受力状态效果不明显,在列车荷载作用下基床结构仍然会发生破坏；而锚桩注浆联合加固条件下的基床结构各位置应力和竖向位移均有大幅度减小,加固效果明显。(4)根据大瑶山隧道基床吊空病害的特点以及既有线整治的时间要求,确定了大瑶山隧道采用TGRM锚桩和注浆联合加固的方法对基床吊空病害进行整治,并对加固方案进行了设计,确定了具体的锚桩注浆加固的设计参数和注浆施工工艺。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-22
  1.1 研究背景与意义  7-10
    1.1.1 研究背景  7-9
    1.1.2 研究意义  9-10
  1.2 大瑶山隧道工程概况  10-15
    1.2.1 工程概况  10-11
    1.2.2 隧道地质概况  11-12
    1.2.3 隧道设计概况  12
    1.2.4 隧道施工概况  12-15
  1.3 国内外隧道基床病害研究现状  15-21
    1.3.1 隧道病害运营安全性评估技术  15-16
    1.3.2 铁路隧道列车振动响应研究进展  16-19
    1.3.3 铁路隧道基床病害整治技术研究进展  19-21
  1.4 论文主要研究内容  21-22
第二章大瑶山隧道基床病害调查与成因分析  22-30
  2.1 隧道基床吊空病害调查方法  22
  2.2 大瑶山隧道基床吊空病害情况  22-27
  2.3 大瑶山隧道基底病害成因分析  27-29
  2.4 本章小结  29-30
第三章不同吊空条件下隧道基床结构的受力状态分析  30-63
  3.1 计算的基本理论  30-33
  3.2 计算模型与计算参数  33-36
  3.3 基床内侧单边吊空条件下基床结构的行车安全性分析  36-45
    3.3.1 基床结构的应力分析  36-42
    3.3.2 基床结构的位移分析  42-45
  3.4 基床两侧吊空条件下基床结构的行车安全性分析  45-53
    3.4.1 基床结构的应力分析  45-50
    3.4.2 基床结构的位移分析  50-53
  3.5 基床中间吊空条件下基床结构的行车安全性分析  53-61
    3.5.1 基床结构的应力分析  53-59
    3.5.2 基床结构的位移分析  59-61
  3.6 本章小结  61-63
第四章隧道基床吊空的综合整治技术研究  63-80
  4.1 隧道基床吊空常用整治措施  63-64
    4.1.1 注浆  63
    4.1.2 其它措施  63-64
  4.2 锚桩及注浆加固的机理分析  64-68
    4.2.1 锚桩加固的机理分析  64-66
    4.2.2 注浆加固的机理分析  66-68
  4.3 加固计算模型和参数  68-69
  4.4 基床内侧单边吊空病害的加固方法研究  69-74
    4.4.1 锚桩加固条件下基床结构分析  69-70
    4.4.2 锚桩注浆联合加固条件下基床结构分析  70-71
    4.4.3 不同加固措施条件下基床结构的比较分析  71-74
  4.5 基床两侧吊空病害的加固方法研究  74-79
    4.5.1 锚桩加固条件下基床结构分析  74-75
    4.5.2 锚桩注浆联合加固条件下基床结构分析  75-76
    4.5.3 不同加固措施条件下基床结构的比较分析  76-79
  4.6 本章小结  79-80
第五章大瑶山隧道基床吊空TGRM锚桩注浆加固设计  80-95
  5.1 锚桩及注浆材料的选择  80-82
    5.1.1 锚桩及注浆材料的性能要求  80-81
    5.1.2 大瑶山隧道基床吊空整治锚桩材料的选择  81-82
    5.1.3 大瑶山隧道基床吊空整治注浆材料的选择  82
  5.2 TGRM水泥灌注锚桩加固参数的设计  82-85
    5.2.1 锚桩加固长度的计算  82-83
    5.2.2 大瑶山隧道锚桩加固参数设计  83-85
  5.3 TGRM注浆加固参数的设计  85-89
    5.3.1 注浆加固范围的确定  85
    5.3.2 注浆量的计算  85-86
    5.3.3 注浆压力  86-88
    5.3.4 注浆孔距  88-89
    5.3.5 孔口管设计  89
  5.4 注浆施工工艺  89-94
    5.4.1 钻孔机械  89-90
    5.4.2 注浆机械  90-91
    5.4.3 注浆方法  91
    5.4.4 注浆次序  91-92
    5.4.5 注浆控制技术  92
    5.4.6 注浆加固效果检验  92-94
  5.5 本章小结  94-95
第六章结论与展望  95-97
  6.1 主要结论  95-96
  6.2 存在的问题及展望  96-97
参考文献  97-101
致谢  101-102
攻读硕士学位期间发表论文及科研情况  102

大瑶山隧道基床病害成因分析与整治加固技术研究

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