高地温隧道工程

目录
第1章 绪论 1
1.1 高地温隧道特点及研究意义 1
1.2 高地温隧道修建关键技术及难题 2
1.2.1 高地温隧道温度场时空演变规律及预测关键技术 2
1.2.2 高地温隧道支护材料力学性能及耐久性关键技术 2
1.2.3 高地温隧道支护结构特性及支护体系设计关键技术 3
1.2.4 高地温隧道施工工程措施及运营维护关键技术 3
1.3 国内外研究现状 4
1.3.1 高地温隧道温度场研究现状 4
1.3.2 高地温隧道支护材料研究现状 5
1.3.3 高地温隧道支护结构研究现状 7
1.3.4 高地温隧道施工工程措施及运营维护研究现状 8
第2章 高地温隧道温度场时空演变规律及预测方法 11
2.1 高地温隧道温度场理论预测方法 11
2.1.1 传热学基本理论 11
2.1.2 计算模型及基本假定 12
2.1.3 控制方程及定解条件 13
2.1.4 建立节点物理量的离散方程 14
2.1.5 初始地温理论计算方法 18
2.1.6 稳定性分析 18
2.2 高地温隧道温度场现场试验及验证 19
2.2.1 测点布置 19
2.2.2 试验仪器及安装 21
2.2.3 试验结果分析 22
2.2.4 理论预测方法验证 24
2.3 高地温隧道温度场时空演变规律 28
2.3.1 围岩温度场时空变化规律 28
2.3.2 初期支护温度场时空变化规律 30
2.3.3 二次衬砌温度场时空变化规律 30
2.4 高地温隧道热害评价及分级方法 31
2.4.1 国内外热害评价指标 31
2.4.2 热害环境分级方法 32
第3章 高地温隧道支护材料力学特性 34
3.1 高温变温养护室内试验 34
3.1.1 试验设备 34
3.1.2 试验变温养护模式 35
3.1.3 试验内容 35
3.2 初期支护混凝土力学性能研究 37
3.2.1 高温变温养护对抗压强度的影响 37
3.2.2 高温变温养护对抗拉强度的影响 40
3.2.3 高温变温养护对弹性模量的影响 41
3.3 二次衬砌混凝土力学性能研究 42
3.3.1 高温变温养护对抗压强度的影响 42
3.3.2 高温变温养护对抗拉强度的影响 46
3.3.3 高温变温养护对弹性模量的影响 47
3.4 喷射混凝土-基岩界面黏结滑移特性 48
3.4.1 喷混-基岩胶结面剪切位移曲线 48
3.4.2 喷混-基岩胶结面剪切破坏模式 49
3.4.3 喷混-基岩胶结面剪切强度特性 51
3.4.4 喷混-基岩胶结面强度理论计算 52
3.4.5 喷混-基岩胶结面黏结滑移本构方程 54
3.5 锚固系统复合界面黏结滑移特性 58
3.5.1 锚固系统受力机理 58
3.5.2 锚固系统传力机制 59
3.5.3 锚固系统破坏模式及影响机理 62
3.5.4 锚固系统力学特性 66
3.5.5 锚固系统复合界面黏结滑移本构方程 71
第4章 高地温隧道初期支护力学特性及计算模型 74
4.1 隧道初期支护结构力学特性研究 74
4.1.1 常温隧道初期支护力学特性研究 74
4.1.2 高温隧道初期支护力学特性研究 76
4.2 高地温隧道温度荷载计算模型 83
4.2.1 基本原理 83
4.2.2 模型建立方法 83
4.3 高地温隧道有限元计算模型 85
4.3.1 计算原理 86
4.3.2 边界条件及热力参数 86
4.4 高地温隧道温度应力计算模型 86
4.4.1 基本假设及原理 86
4.4.2 模型建立方法 87
4.5 二次衬砌施作后初期支护温度场和应力场变化分析 92
4.5.1 初期支护温度场变化分析 92
4.5.2 初期支护应力场变化分析 93
第5章 高地温隧道二次衬砌力学特性及设计方法 96
5.1 隧道二次衬砌结构力学特性研究 96
5.1.1 常温隧道二次衬砌力学特性研究 96
5.1.2 高温隧道二次衬砌力学特性研究 101
5.2 高地温隧道合理支护结构型式 113
5.2.1 隔热材料选择 113
5.2.2 隔热层厚度选择 116
5.2.3 支护结构形式选择 117
第6章 高地温隧道防排水技术 137
6.1 高温热水对隧道工程的影响 137
6.2 高地温隧道渗漏水析因 138
6.3 高地温隧道防排水设计 140
6.3.1 围岩注浆 140
6.3.2 喷射混凝土与隧道防排水 143
6.3.3 衬砌混凝土防水 144
6.4 高地温隧道防水材料 144
6.4.1 常用防水材料特性 144
6.4.2 EVA防水板高温性能测试 145
6.4.3 橡胶止水带高温性能测试 147
第7章 高地温隧道施工及综合降温设计方法 148
7.1 高地温隧道施工与安全防护 148
7.1.1 施工现状 148
7.1.2 超前地温预报 148
7.1.3 高温围岩爆破规定 149
7.1.4 施工人员与机械防护 149
7.2 国内隧道温度控制标准 151
7.3 围岩传热原理分析 151
7.3.1 围岩传热计算方法 151
7.3.2 热量释放计算方法 152
7.4 围岩内部温度分布及热量释放计算 153
7.4.1 径向围岩释放热量 153
7.4.2 掌子面前方围岩释放热量计算 155
7.4.3 施工过程围岩释放热量计算 155
7.5 施工活动产生热量计算 155
7.5.1 施工人员散热 156
7.5.2 爆破产热量 156
7.5.3 机械产热量 156
7.5.4 水化热 157
7.6 高地温隧道施工总热量计算 157
7.7 隧道常规施工通风及风机选型计算 157
7.7.1 高海拔对于施工通风的影响 157
7.7.2 常规施工通风需风量 158
7.7.3 通风降温需风量 159
7.7.4 风机选型计算 159
7.8 高地温隧道施工阶段综合降温设计方法 161
7.8.1 通风降温 161
7.8.2 冰块降温 164
7.8.3 喷雾降温 165
7.8.4 综合措施降温能力及经济性分析 167
第8章 高地温隧道运营通风及管理 172
8.1 高地温隧道运营通风计算 172
8.2 高地温隧道结构养护与安全管理 173
8.2.1 高地温隧道结构安全检查 173
8.2.2 高地温隧道结构保养维修 174
8.2.3 高地温隧道结构病害处理 176
8.3 高地温隧道设备维护 179
8.3.1 机电设施 179
8.3.2 其他工程设施182