高地溫隧道工程

目錄
第1章 緒論 1
1.1 高地溫隧道特點及研究意義 1
1.2 高地溫隧道修建關(guān)鍵技術(shù)及難題 2
1.2.1 高地溫隧道溫度場時空演變規(guī)律及預(yù)測關(guān)鍵技術(shù) 2
1.2.2 高地溫隧道支護材料力學(xué)性能及耐久性關(guān)鍵技術(shù) 2
1.2.3 高地溫隧道支護結(jié)構(gòu)特性及支護體系設(shè)計關(guān)鍵技術(shù) 3
1.2.4 高地溫隧道施工工程措施及運營維護關(guān)鍵技術(shù) 3
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4
1.3.1 高地溫隧道溫度場研究現(xiàn)狀 4
1.3.2 高地溫隧道支護材料研究現(xiàn)狀 5
1.3.3 高地溫隧道支護結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀 7
1.3.4 高地溫隧道施工工程措施及運營維護研究現(xiàn)狀 8
第2章 高地溫隧道溫度場時空演變規(guī)律及預(yù)測方法 11
2.1 高地溫隧道溫度場理論預(yù)測方法 11
2.1.1 傳熱學(xué)基本理論 11
2.1.2 計算模型及基本假定 12
2.1.3 控制方程及定解條件 13
2.1.4 建立節(jié)點物理量的離散方程 14
2.1.5 初始地溫理論計算方法 18
2.1.6 穩(wěn)定性分析 18
2.2 高地溫隧道溫度場現(xiàn)場試驗及驗證 19
2.2.1 測點布置 19
2.2.2 試驗儀器及安裝 21
2.2.3 試驗結(jié)果分析 22
2.2.4 理論預(yù)測方法驗證 24
2.3 高地溫隧道溫度場時空演變規(guī)律 28
2.3.1 圍巖溫度場時空變化規(guī)律 28
2.3.2 初期支護溫度場時空變化規(guī)律 30
2.3.3 二次襯砌溫度場時空變化規(guī)律 30
2.4 高地溫隧道熱害評價及分級方法 31
2.4.1 國內(nèi)外熱害評價指標 31
2.4.2 熱害環(huán)境分級方法 32
第3章 高地溫隧道支護材料力學(xué)特性 34
3.1 高溫變溫養(yǎng)護室內(nèi)試驗 34
3.1.1 試驗設(shè)備 34
3.1.2 試驗變溫養(yǎng)護模式 35
3.1.3 試驗內(nèi)容 35
3.2 初期支護混凝土力學(xué)性能研究 37
3.2.1 高溫變溫養(yǎng)護對抗壓強度的影響 37
3.2.2 高溫變溫養(yǎng)護對抗拉強度的影響 40
3.2.3 高溫變溫養(yǎng)護對彈性模量的影響 41
3.3 二次襯砌混凝土力學(xué)性能研究 42
3.3.1 高溫變溫養(yǎng)護對抗壓強度的影響 42
3.3.2 高溫變溫養(yǎng)護對抗拉強度的影響 46
3.3.3 高溫變溫養(yǎng)護對彈性模量的影響 47
3.4 噴射混凝土-基巖界面黏結(jié)滑移特性 48
3.4.1 噴混-基巖膠結(jié)面剪切位移曲線 48
3.4.2 噴混-基巖膠結(jié)面剪切破壞模式 49
3.4.3 噴混-基巖膠結(jié)面剪切強度特性 51
3.4.4 噴混-基巖膠結(jié)面強度理論計算 52
3.4.5 噴混-基巖膠結(jié)面黏結(jié)滑移本構(gòu)方程 54
3.5 錨固系統(tǒng)復(fù)合界面黏結(jié)滑移特性 58
3.5.1 錨固系統(tǒng)受力機理 58
3.5.2 錨固系統(tǒng)傳力機制 59
3.5.3 錨固系統(tǒng)破壞模式及影響機理 62
3.5.4 錨固系統(tǒng)力學(xué)特性 66
3.5.5 錨固系統(tǒng)復(fù)合界面黏結(jié)滑移本構(gòu)方程 71
第4章 高地溫隧道初期支護力學(xué)特性及計算模型 74
4.1 隧道初期支護結(jié)構(gòu)力學(xué)特性研究 74
4.1.1 常溫隧道初期支護力學(xué)特性研究 74
4.1.2 高溫隧道初期支護力學(xué)特性研究 76
4.2 高地溫隧道溫度荷載計算模型 83
4.2.1 基本原理 83
4.2.2 模型建立方法 83
4.3 高地溫隧道有限元計算模型 85
4.3.1 計算原理 86
4.3.2 邊界條件及熱力參數(shù) 86
4.4 高地溫隧道溫度應(yīng)力計算模型 86
4.4.1 基本假設(shè)及原理 86
4.4.2 模型建立方法 87
4.5 二次襯砌施作后初期支護溫度場和應(yīng)力場變化分析 92
4.5.1 初期支護溫度場變化分析 92
4.5.2 初期支護應(yīng)力場變化分析 93
第5章 高地溫隧道二次襯砌力學(xué)特性及設(shè)計方法 96
5.1 隧道二次襯砌結(jié)構(gòu)力學(xué)特性研究 96
5.1.1 常溫隧道二次襯砌力學(xué)特性研究 96
5.1.2 高溫隧道二次襯砌力學(xué)特性研究 101
5.2 高地溫隧道合理支護結(jié)構(gòu)型式 113
5.2.1 隔熱材料選擇 113
5.2.2 隔熱層厚度選擇 116
5.2.3 支護結(jié)構(gòu)形式選擇 117
第6章 高地溫隧道防排水技術(shù) 137
6.1 高溫熱水對隧道工程的影響 137
6.2 高地溫隧道滲漏水析因 138
6.3 高地溫隧道防排水設(shè)計 140
6.3.1 圍巖注漿 140
6.3.2 噴射混凝土與隧道防排水 143
6.3.3 襯砌混凝土防水 144
6.4 高地溫隧道防水材料 144
6.4.1 常用防水材料特性 144
6.4.2 EVA防水板高溫性能測試 145
6.4.3 橡膠止水帶高溫性能測試 147
第7章 高地溫隧道施工及綜合降溫設(shè)計方法 148
7.1 高地溫隧道施工與安全防護 148
7.1.1 施工現(xiàn)狀 148
7.1.2 超前地溫預(yù)報 148
7.1.3 高溫圍巖爆破規(guī)定 149
7.1.4 施工人員與機械防護 149
7.2 國內(nèi)隧道溫度控制標準 151
7.3 圍巖傳熱原理分析 151
7.3.1 圍巖傳熱計算方法 151
7.3.2 熱量釋放計算方法 152
7.4 圍巖內(nèi)部溫度分布及熱量釋放計算 153
7.4.1 徑向圍巖釋放熱量 153
7.4.2 掌子面前方圍巖釋放熱量計算 155
7.4.3 施工過程圍巖釋放熱量計算 155
7.5 施工活動產(chǎn)生熱量計算 155
7.5.1 施工人員散熱 156
7.5.2 爆破產(chǎn)熱量 156
7.5.3 機械產(chǎn)熱量 156
7.5.4 水化熱 157
7.6 高地溫隧道施工總熱量計算 157
7.7 隧道常規(guī)施工通風(fēng)及風(fēng)機選型計算 157
7.7.1 高海拔對于施工通風(fēng)的影響 157
7.7.2 常規(guī)施工通風(fēng)需風(fēng)量 158
7.7.3 通風(fēng)降溫需風(fēng)量 159
7.7.4 風(fēng)機選型計算 159
7.8 高地溫隧道施工階段綜合降溫設(shè)計方法 161
7.8.1 通風(fēng)降溫 161
7.8.2 冰塊降溫 164
7.8.3 噴霧降溫 165
7.8.4 綜合措施降溫能力及經(jīng)濟性分析 167
第8章 高地溫隧道運營通風(fēng)及管理 172
8.1 高地溫隧道運營通風(fēng)計算 172
8.2 高地溫隧道結(jié)構(gòu)養(yǎng)護與安全管理 173
8.2.1 高地溫隧道結(jié)構(gòu)安全檢查 173
8.2.2 高地溫隧道結(jié)構(gòu)保養(yǎng)維修 174
8.2.3 高地溫隧道結(jié)構(gòu)病害處理 176
8.3 高地溫隧道設(shè)備維護 179
8.3.1 機電設(shè)施 179
8.3.2 其他工程設(shè)施182