公路隧道衬砌混凝土开裂的外水压力原因分析

《公路隧道衬砌混凝土开裂的外水压力原因分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com38江苏建筑2011年第4期(总第142期)公路隧道衬砌混凝土开裂的外水压力原因分析杨英云。，赵春荣，唐明(山东省招远新盛交通工程有限公司。山东招远265400；北京工业职业技术学院，北京100042；山东省平安路桥监理检测有限公司。山东招远265400)【摘要]在公路隧道检修时，发现衬砌混凝土产生多处纵向裂缝，开裂较为严重。由于该隧道处在地下水丰富的地层中，文章采用三维有限元法、应用渗流应力耦合理论，对可能导致衬砌混凝土开裂的水荷载原因进行分析研究，并从降低渗流荷载引起衬砌拉应力的角度，提出了修补建议。[关键词】隧道；水压力；有限元[中图分类号

2、]U459．2[文献标识码]A[文章编号]1005-6270(2011)04-0038-03TheCrackReasonAnalysisofaTunnel’SConcreteLinerCausedbyExternalWaterPressureYANGYing-yunZHAOChun-rong2TANGMing3(1．ZhaoyuanXinShengTrafficEngineeringCo．，Ltd，ZhaoyuanShandong265400China；2．BeijingPolytechnicCollege．Beijing100042China；3．PinganRoad＆Bridg

3、eSupervisionDetectionCo．，Ltd，ZhaoyuanShandong265400China)Abstract：Whenaroadtunnelischecked，seriouslongitudinalcracksaredetectedinthelinerconcrete．Forthetunnelisembeddedinwater-richground，theexternalwaterpressureisconsideredandanalyzedasamainreasontocausethecracks．Inthispaper，theFiniteElementMe

4、~odandseepage—stresscouplingtheoryare印pliedinthecalculatingprocedure．Todecreasethetensilestresscausedbyseepageload，aseriousofsug—gestionsareputforward．Keywords：tunnel；waterpressure；finiteelementmethodO引盲隧道围岩岩体破碎。易风化，风化层较深。隧道所处的岩层以往公路隧道设计在确定衬砌结构外水压力时，通常走向与隧道轴线方向近于平行，倾向30。～50。。地表水系发采用对地下水从“以排为主”

5、的原则出发，不考虑衬砌外水育，地下水主要为基岩裂隙水，水的补给来源主要靠大气降压力[1】。随着人们对工程认识的逐步深化，富水地层的隧道水垂直补给，通过断层、节理裂隙的形式埋藏、循环与排泄。建设已逐渐摈弃“以排为主”的理念．开始实施“以堵为主、工程区雨量充沛．多年平均降雨量为1900mm。隧道施工防排结合”的原则，即采用控制排放的隧道防排水技术闭。在中涌水量为4O0om3，d。隧道设计中，外水压力一般是以面力的形式施加在衬砌上[1。隧道断面为城门洞型，内净空尺寸为4．3mx5．4m，纵事实上。衬砌外水压力是由水在围岩和衬砌中的渗流引起坡为1／2500．地震设计烈度6度。施工中采用的一

6、次支护为的，其本质是体积力H。过大的隧道衬砌外水压力可能造成间距为1m的钢拱架，挂网喷C20混凝土12cm厚，二次衬砌混凝土结构失效。本文采用三维有限元法、应用渗流应支护为30elll厚的C20素混凝土衬砌，在边墙打设2排排力耦合理论，以富水区隧道为研究对象，对可能导致隧道衬水孔，间距4m，呈梅花形布置。施工期对围岩条件较差的砌混凝土开裂的水荷载原因进行分析．并从减小水压荷载洞段进行过围岩固结灌浆处理。的角度提出了修补建议。2衬砌裂缝情况1工程概况隧道竣工运行后．检修期间发现衬砌出现大量长度超某公路交通隧道位于丘陵区，植被茂密。隧道最大埋深过5m的纵向裂缝。具有以下特点：绝大部分裂

7、缝为纵向裂80m，最小埋深20nl，大部分洞段埋深在20nl～60m，地下[收稿日~12011—03—31水位线超出洞顶之上60余m。工程区断层发育。主要出露【作者简介】杨英云，(1971一)，山东省招远市新盛交通工程有限公地层为石炭系地层，岩性主要为粉砂岩、泥岩和炭质页岩。司，工程师，总工程师。学兔兔www.xuetutu.com江苏建筑2011年第4期(总第142期)39缝，位于隧道起拱处，边墙亦有分布，走向弯曲不规则；大部固结灌浆区地质分区和结构分区。分裂缝为贯