运营公路隧道病害对结构安全性影响.pdf

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1、144低温建筑技术2014年第7期(总第193期)冬施质量通病运营公路隧道病害对结构安全性影响刘华莉(上海同岩土木工程科技有限公司。上海200092)【摘要】以某运营高速公路隧道为研究对象，采用同济曙光软件荷载一结构模式对隧道原设计和实际检测结果进行计算与对比，分析隧道病害对隧道整体安全影响，评价目前隧道的安全性，并提出针对性地养护、加固措施。【关键词】运营公路隧道；荷载结构法；--衬缺陷；安全系数【中图分类号】TU753．8【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2014)07—0144—030引言缺陷。为了分析隧道目前存在的病害对隧道整体安隧道在长期的运营过程中，设计和施工中

2、的缺全性影响大小，根据设计资料及实际检测结果，采用陷、地应力场的变化、初期支护的逐渐失效、地下水对同济曙光软件荷载一结构模式对隧道衬砌结构进计衬砌结构的侵蚀作用等因素将影响二次衬砌结构的算分析对比，综合评价隧道目前安全性。受力状态，当这种影响达到一定程度时，隧道二次衬2计算说明砌结构将产生各种各样的病害⋯。目前我国已建隧2．1荷载结构法道不同程度地存在着衬砌厚度不足、脱空、裂缝、变形目前，公路隧道的结构设计计算方法，按衬砌与及渗漏隧道等病害问题一。衬砌病害会降低隧道结地层相互作用方式的不同，分为荷载结构法和地层结构的安全性和耐久性，缩短隧道的使用寿命，导致隧构法。深埋隧道中的整体式衬砌、

3、浅埋隧道中的整体道结构破坏，危及到隧道内行车安全。准确分析、评或复合式衬砌及明洞衬砌等应采用荷载结构法计算；估病害对隧道结构安全性的影响，可为隧道的养护、深埋隧道中复合式衬砌的二次衬砌也可采用荷载结状态评定和维修加固提供理论依据，对于延长隧道使构法计算。用寿命，确保隧道运营安全具有实际意义。荷载结构法的设计原理认为：隧道开挖后地层的以某运营高速公路隧道为依托工程，根据检测结作用主要是对衬砌结构产生荷载，衬砌结构应能安全果，对隧道结构安全进行分析评价，为隧道养护、维修可靠地承受地层压力等荷载的作用。计算时先按地加固提出针对性建议及措施。层分类法或由实用公式确定地层压力，然后按弹性地1工程概

4、况基上结构物的计算方法计算衬砌的内力，并进行结构某运营隧道为分离式长隧道，左幅隧道起讫桩号截面设计。为ZK3+455一ZK5+095，长1640m，最大埋深约2．2安全控制标准215m。右幅隧道起讫桩号YK3+460一YK7+075，长计算中混凝土构件安全系数的相关规定]：按破1615m，最大埋深约220m。隧道区出露地层有：覆盖损阶段验算构件截面的强度时，应根据不同的荷载组层为第四系残坡积粉质粘土、碎石土(Qel+d1)，下伏合，分别采用不同的安全系数，并应不小于下表中的二叠系上统龙潭组(P21)泥质粉砂岩、粉砂岩、泥岩、数值。验算施工阶段的强度时，安全系数可采用表中泥灰岩、生物碎屑灰

5、岩及煤层，二叠系上统峨眉山玄“永久荷载+基本可变荷载+其他可变荷载”栏内的武岩(P2B)和二叠系下统栖霞组、茅口组(Plq+m)灰数值乘以折减系数0．9。岩。隧道地质构造较复杂：隧道区有一断层从左幅3计算与分析ZK3+489、右幅YK3+487通过，断层破碎带宽lm，角根据运营公路隧道的实际检测情况，针对检测结砾岩胶结好，强度高。隧道岩体节理裂隙发育，完整果中与设计情况差距较大区段的最不利工况，建立原性较差，围岩级别主要为Ⅲ一V级。隧道区地下水类设计情况及实际检测情况荷载结构模型进行计算对型为覆盖层孔隙水、泥质粉砂岩、粉砂岩、泥岩及玄武比，分析二衬缺陷对隧道整体安全性的影响，综合评岩风化

6、裂隙水及碳酸盐岩岩溶水，主要不良地质为小价隧道目前安全性。煤洞、滑坡、岩堆体、瓦斯。3．1断面选取目前隧道主要病害为部分区段二衬混凝土厚度选择ZK3+745断面，埋深为60m，主要为Ⅳ级围不足、二衬混凝土不密实及脱空、二衬混凝土离析等岩，MS—IVa型衬砌结构，其支护参数见表2。主要病刘华莉：运营公路隧道病害对结构安全性影响145害为拱顶处衬砌厚度不足，最大厚度为25cm，最小厚大；且在左拱腰位置衬砌背后脱空。度为8cm，平均厚度为13era，与设计厚度40cm相差较表1混凝土和砌体结构的强度安全系数3．2计算参数如表5所示。衬砌背后脱空计算时将脱空位置处地层(1)材料参数。弹簧值赋为零

7、，并且不计各个方向上的围岩压力。表3隧道断面衬砌材料参数表表5厚度不足处衬砌材料参数说明：厚度折减系数：衬砌实际厚度与衬砌设计厚度的比值。(4)二衬围岩压力分担比该隧道主要病害为二次衬砌缺陷，故计算暂不考雌虑初期支护对隧道结构的影响。根据相关规定叫和抗)3／MPa~m一。隧道的具体情况，取Ⅳ级围岩二衬承担30％的荷载进Ⅳ级220．32555500行验算。3．3计算成果(3)村砌病害处参数。二衬厚度不足处衬砌材料参数，根据实际厚度与设