我国铁路隧道结构安全性和耐久性分析

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1、我国铁路隧道结构安全性和耐久性分析张弥(北方文通大学)摘典本文调查研究了铁路隧道结构安全性和附久性现状，认为直接影晌旅道使用娜命的病客为，衬砌裂扭、衬翻告，、衬翻腐蚀。造成这些病容的根本原因是对隧道所处的地质环境不清趁，设计缺乏针对性。因此，只能提高衬切结构的安全谕备以适应多变的地质环境.具体方法就是优化结构断面形状、提高棍筱土等级和密实度以及扮人适当的纤维关祖调铁璐胜道I衬砌结构.安全性.耐久性筑时所用砂浆早期有白灰砂浆的，但后期普遥使用水1概述泥砂浆.现浇混提土配比采用体积比，拱部为1:2:4，边场为1:3:6.村翻厚度无统一标准

2、.一般按工我国从1888年春开始建造第一座铁路隧道以来，程类比确定，大致在0.5^-0.8m之间.衬砌结构一般迄今已有110余年的修建历史，根据1999年统计，我为直幼单心圈门洞式，但也有曲绮单心圆马蹄形的.由国大陆铁道部所辖共有铁路隧道5581座，总延长约于当时参加施工的国内、外承包商都为私人企业，偷2767km，其逐年增长情况见图1,图2。按随道建设年工减料、粗侧沮造，施工质t较差。随着铁路运翰的代施工方法、结构建筑材料，大致可以将上述5581座发展，这些老隧道后来都被进行了技术改造，现在仍眺道分为三种类型:以原状态维持正常运着的

3、为数很少。t盛盆55吕11.m*(1-l2767.12274舀171么.72了。仲3能43n31川一川一}}年份封奋19591970195015901996田1铁路成道座致遥年增长们况目2铁月货道总呀长逐年增长愉况(1)1949年以前修建的眺道约占总座数的‘纬，(2)1949年以后用传坑矿山法修建的隧道(其总长度的3.6Y.，其特点是净空尺寸小，绝大部分为人衬砌称为整体式衬砌)，约占总座数和总长度的So".工开挖，使用木材作为开挖中的临时支护，永久衬砌左右。一般都是按国标‘标准轨距佚路机车车辆限界则用青砖、石料和混舰土预创块以及现浇混

4、硬土。砌和建筑接近限界分类及其羞本尺寸，(GB146一59)和一1-__.一~~~~~~~~~~~~~~~~~‘..‘...，.....-，-.一-一主要形式是因杭拉和抗剪吸度不够而产生的纵向和斜铁道部硕布的铁路雄道润门、衬翻标准设计图修建的，向裂缝。衬砌产生裂缝.支承能力降低，影响结构稳净空尺寸统一，衬砌结构类型和截面尺寸根括围岩类定。结构发生变形。限界发生变化，影响行车.严重别所确定的围岩松动压力和破摄状态计算确定，其安的则劳裂掉块，甚至发生局部坍场。同时衬砌裂缝也全性有足够保证(对于素棍舰土衬砌，在主要荷载作用下，其安全系致抗压

5、为2.4，抗拉为3.6,钥筋混凝是汤水通道。衬砌裂损的根本原因是实际的工程地质和水文地土杭压为2.0,抗拉为2.4).住道衬砌材料绝大部分质条件与预计的不符，假设的荷续图式不合理，t值为现浇素C15视砚土，只有在极差的口岩情况下才采过小，棍凝土的等级又太低.极易拉裂。致使实际的用现浇C20钥筋棍段土.其密实李和抗诊性称较差.安全储各大大地低于计算值。连工中欠挖严盆，衬砌(3)1980年以后按“新奥法，原理修建的隧道厚度不足，夏合衬砌的防水而离层族工不当以及衬砌约占陇道总座数和总长度的10%左右。其主要特点是背后回坟不实，失去了曰岩的弹

6、性抗力作用也是衬确采用C20喷射视长土和铭佑杆作为开挖中初期支护，用现浇C20素棍舰土作为内层衬砌，初期支护与内层裂摄的盆要原因.衬砌之间设t柔性的防水隔离层，这三者形成一种复2.2随道衬砌渗汤水我国铁路跳遭中衬翻渗汤水是最常见的病害，有合式衬翻。初期支护和内层衬砌的厚度，基本上是按“十润九肠”之说.铁道部科学研究院西南分院，对广工程类比法确定的，一般初期支护为10^-25cm，内层州、郑州、沈阳、吉林、哈尔缤等铁路局所格的部分衬砌)40cm。根据新奥法原理，在复合衬翻中初期支陇道进行了抽样调查，汤水隧道的数t占总数的护是主要承峨结构

7、，内层衬砌仅作为安全储备，承受50.4另，有的区段高达94.2%.汤水较为严重的约占田岩条件劣化和钳杆拐蚀等原因所引起的后期荷载。1/3.虽然每座隧道诊.的怪度轻，不一但长期.水，只有当围岩流变特性明显，内层衬砌无法在初期支护造成衬砌腐蚀，是影响衬砌耐久性的荃本原因。而且变形毯定后再施作的情况下，内层衬砌才与初期支护衬砌肠水还会造成栩软及其配件的份蚀，隧道底部道一起成为主要承载结构。无论从安全性方面或抗渗性床的翻浆，泥，使电力牵引地段汤电等病害加剧，影方面来粉.复合式衬砌都要优于整体式现浇棍凝土衬响行车和人身安全。砌。造成隧道衬砌渗.

8、水的原因除了上述设计中因安全储备不够，导致衬砌开裂，形成隧道份.通道外，还2铁路隧道结构安全性与耐六性现状有就是棍提土密实性差，振摘不实.在棍凝土内部留194，年以后修建的铁路雄道，应该说历史最长的下各种形态的缝截和孔润