某山区公路隧道检测方法及安全评价.pdf

《某山区公路隧道检测方法及安全评价.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014年1月建材与装饰交通建设某山区公路隧道检测方法及安全评价李峻峰（中铁十九局集团有限公司北京100176）摘要：通过对该隧道在停工期间衬砌缺陷、衬砌厚度以及壁后不密实带的检测，并结合FLAC数值模拟，对在建隧道的安全性进行了评价。结果表明，已完成的初期支护虽已基本满足稳定性要求，但仍然存在的渗漏水、衬砌背后不密实以及存在应力集中带和受力不均匀区域等缺陷。在以上检测和FLAC数值分析的基础上，对隧道停工期间的维护措施管理提出了相关建议。关键词：隧道；数值计算；检测中图分类号：U456文献标识码：B

2、文章编号：1673-0038（2014）02-0191-021引言隧道断面检测；但由于设计、施工的原因，加之公路隧道位于山区的特点，运隧道外观检测；营和在建的隧道都存在不同程度的病害，甚至出现了严重的质隧道围岩受力与变形的数值分析。量问题。其中最常见的有以下几个方面：衬砌中出现开裂、错缝、3.3检测方法错台、剥落、变形、边墙下沉、渗漏水、土砂流入、结冰及材料老化（1）衬砌厚度、空洞现象；路基中出现轨道变异、混凝土底板开裂变形、侧沟开裂变本次检测所采用仪器为瑞典MALA公司生产的RAMAC型形、下沉、陷

3、落、翻浆冒泥现象；洞门出现开裂、错台、前倾、下沉地质雷达，RAMAC系列仪器为全数字化便携式设计，它内置微现象；围岩中出现下沉、塌陷及滑动现象。因此隧道的安全健康计算机及专用DSP处理器，具有仪器轻便、自动化程度高、信号问题日益突出，尤其是在未建成隧道的停工期间，由于其结构和稳定、检测速度快、分辨率高等优点，如图1。附属设施的不完善，加之停工期间的种种不确定因素，使得隧道的已建成部分存在很大的安全隐患。2工程概述2.1隧道技术标准北京某道路工程，全长25km，公路等级为三级，设计速度30km/h。图1

4、RAMAC型地质雷达所要检测的隧道全长634m。隧道建筑限界：净宽10m，限高（2）断面检查5.5m。场地地形起伏比较大，周围无明显河流和无地下水。检测激光断面仪法的测量原理为极坐标法。其原理为：以某物理前已完成上台阶开挖支护至K8+700处；已经完成下台阶仰拱累方向（如垂直向下方向）为起算方向，按一定间距（角度或距离）计为233m。依次一一测定仪器旋转中心与实际开挖轮廓线的交点之间的矢2.2隧道工程地质条件情况径（距离）及该矢径与垂直向下方向的夹角，将这些矢径端点依隧道围岩分级中，Ⅳ级围岩共500m

5、；V级围岩，长为134m。次相连即可获得实际开挖的轮廓线。3隧道现场检测分析3.4检测结论（1）衬砌检查结论3.1检测目的在已做好的初期支护中，共存在3处渗水的地方，分别位于本次检测是根据施工监测和特别检测的结果，或者通过其他K5+723拱顶部和K6+640的右拱腰到右拱脚，且渗水面积较大，途径，判断需要进一步查明某些破损或病害的详细情况而进行均为5m2，并且整个洞身都存在喷浆不均匀的情况。的更深入的专门检测。通过本次检测，应完整掌握破损或病害的（2）轮廓检测结论详细资料，为其是否实施处治以及采取何种

6、处理措施等提供技检测结果显示，发现隧道断面拱顶部位存在普遍超挖现象，术依据，同时给出在隧道的稳定状况。其中最小值为50cm，最大值可达69.5cm。3.2检测内容（3）衬砌背后检测结果分析衬砌厚度、空洞及不密实带检测；·191·交通建设建材与装饰2014年1月隧道的雷达检测结论如下：初衬厚度一般在21~22cm之间，相对比较均匀，右测线的初衬厚度比左测线的初衬厚度大；左腰线上K5+268~撑子面位置，初衬厚度相对较小，在20~22cm之间。4隧道受力变形数值模拟分析本文计算采用FLAC2D软件对隧道进

7、行建模计算，同时进行位移分析和应力分析。图4最小应力云图图5塑性区云图4.1模型假定（1）模型建设范围为40m，40m，50m。（2）模型采用摩尔库伦本构模型。（3）模型左右边界固定x轴，顶部自由边界，底部采用固定边界。（4）不考虑水的影响。4.2参数选用图6竖向位移云图图7横向位移云图围岩土体和结构单元参数如表1、表2所示。（1）及时进行排堵整治围岩区检测到的两处渗水；表1岩体参数取值天然密度泊松比体积模量剪切模量凝聚力（2）应进行补充喷射均匀隧道Ⅳ级围岩区存在的初次支护喷序号围岩等级摩擦角（kg/

8、m3）（m2）（Pa）（Pa）（Pa）浆不均的情况，以防止做好二衬后拱背留有空隙，对衬砌背后不1Ⅳ22000.351.11e93.70e82.00e5272Ⅳ17000.453.33e93.45e88.00e418密实区和较大的超挖区应进行注浆加固处理；表2支护材料参数取值（3）根据FLAC软件模拟计算分析，隧道的最大弯矩值和轴天然密度体积模量工型钢断面工型钢断名称（kg/m3）泊松比（Pa）工型钢材料面积（m2）面惯性矩力值出现在曲墙墙脚处，最大位移出