高速公路运营隧道病害整治探讨

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1、高速公路运营隧道病害整治探讨高速公路运营隧道病害整治探讨摘要：本文结合工程实例，根据隧道病害情况和隧道检测报告，利用MIdasGTS对隧道衬砌结构的变形和内力进行分析，探讨隧道相关整治措施，对已通车运营的隧道进行整治，以期为隧道病害治理工作提供参考。Abstract：Combiningwithprojectexamplesandaccordingtothesituationoftunneldiseaseandtunneltestreport,thispaperusesMidasGTStoanalysethedeformationandint

2、ernalforceoftunnelliningstructure,discussestherelatedregulatingmeasuresforthetunnel,soastofixthetunnelwhichhasalreadyopenedtotraffic.Thiapaperhopestoprovidereferencesfortunneldiseasefixing・关键词：隧道病害整治;MidasGTS；受力分析Keywords：turmeldiseasesfixing；MidasGTS；forceanalysis中图分类号：U4

3、12.36+6文献标识码：A文章编号:1006-4311(2013)12-0078-030引言随着我国交通设施建设大力发展，修建的隧道越来越多，质量也越来越高，然而受地质、设计等多方而因素的影响，隧道运营后存在渗水、衬砌开裂、路面隆起开裂等病害，不仅使线路级别下降，还威胁交通运输的安全。1工程概况某高速隧道全长4865m,施工起止桩号为K82+310〜K87+175,设计时速为80km/h,隧道建筑限界净宽10.5m(2X3.75m行车道+2X0.75m余宽+2X0.75m检修道)，净高5.0m。洞内路面采用水泥-沥青复合式路面结构，其中部

4、分采用18cm厚CF40钢钎维混凝土+10cm沥青混凝土，部分采用24cm厚C35水泥混凝土+10cni沥青混凝土。围岩主要为页岩、石英砂岩、灰岩、泥岩等，隧道施工中曾遇到断层、岩溶、有毒气体和侵蚀性地下水等工程地质问题。隧道自2008年通车后现已出现混凝土衬砌起皮脱落、衬砌渗水、流水、裂缝，路面开裂、积水、隆起，检修道缺损、变形、破碎等病害情况严重影响隧道运营安全。隧道运营管理单位委托第三方检测单位对该隧道右幅部分区段进行了检测，内容包括隧道外观检测、地质雷达检测、衬砌混凝土强度无损检测、隧道净空断面检测、隧道路面线性检测、钻孔取芯和水质

5、及其腐蚀性检测。2隧道受力分析验算根据现场勘查和隧道的检测报告对隧道进行受力分析计算。本次计算采用MidasGTS对隧道衬砌结构的变形和内力进行分析，计算采用“荷载-结构”模型，按隧道的不同围岩级别及相应的设计衬砌结构形式分别计算，然后根据《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)进行结构承载能力复核，最终评价隧道结构的安全性能。2.1建模对衬砌结构采用“荷载-结构”模型进行验算，以衬砌中线作为结构计算线，建模吋将二次衬砌结构离散为若干个有限元直梁单元。见图lo2.2衬砌及围岩物理力学参数选择本次力学分析对IV、V级围岩分别进行计算，C

6、25混凝土取值重度23KN/m3,弹性模量29.5GPa,泊松比0.2o2.3荷载计算在荷载的算中，围岩级别区段的竖向压力均按照《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)的要求，按公式计算得出。围岩的弹性抗力系数K=0・5X106kN/m。围岩竖向均布压力：q二0.45X2s~lrco式中：s—围岩类别，此处取s=4、5；r—围岩容重，此处取r=25kN/m3；3—跨度影响系数，3二1+(B-5)i,毛洞跨度B二12.20+2X0.06=12.32m,其中0.06为一侧平均超挖量，i二0.1。所以，有3二1+0.1X(12.32-5)二

7、1・732。围岩水平均布压力：a=a/qa—根据隧道设计规范，围岩不同取值不同。深埋荷载取值其中IV围岩隧道竖向荷载155.88KN/m2,水平均布侧压力38.97KN/m2,V级围岩隧道竖向荷载274.35KN/m2,水平均布侧压力68.59KN/m2。2.4计算结果a、IV级围岩由计算得知，IV级围岩深埋衬砌所受最大弯矩出现在边墙处，数值为599・892kN*ni,受力较合理。整环衬砌均承受压应力，最大压应力集中在边墙处，数值为1075.llkNob、V级围岩由计算得知，V级围岩深埋衬砌所受最大弯矩出现在边墙处，数值为1043.08kN

8、*ni,受力较合理。整环衬砌均承受压应力，最大压应力集中在边墙处，数值为1821.43kNo2.5计算结果分析为分析衬砌结构的安全性，以下根据上述内力计算结果，计算出衬砌结构的安