运营隧道修复技术.doc

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1、运营地铁隧道修复技术主要研究单位：上海轨道交通运营管理中心中国矿业大学主要研究人员：王如路、岳丰田、邱炜民、张旭、张勇、夏禕、李芹峰、石荣剑1.研究背景地铁建设一般都是沿着城市中心地带，地铁隧道的周围不可避免的会遇到沿线地区的城市建设或者是其它地铁线路隧道及车站的施工，这些必将引起地铁隧道结构的沉降，当沉降量超过一定的限度，尤其是不均匀沉降，将会引起地铁隧道结构的变形，给地铁的正常运行带来隐患，对周边环境(包括地表、附近建筑物、地下市政管线等)产生沉降、位移，甚至引发难以想象的安全事故，造成不可估量的经济损失和恶劣的社会影响。同时，地铁隧道的轴线变形和地面沉降使隧道产生弯曲变形，导致隧道

2、接缝张开，渗漏加剧，甚至漏泥，长此以往，地铁运营安全和乘客的舒适性将受到影响，维修费用随之增加。另外，地铁隧道运行过程往往会受到地震、负重或卸载、腐蚀等外力作用而产生一定的破损。这些都可能导致隧道发生沉降过大、变形过大或出现隧道结构损伤现象，必须根据具体的原因和现场情况采取相应的措施。地铁隧道的周围不可避免的遭遇沿线地区的城市建设，这些必将引起地铁隧道结构的纵向沉降，当沉降量超过一定的限度，尤其是不均匀沉降，将会引起地铁隧道结构的变形，给地铁的正常运行带来隐患，对周边环境(公路地表、附近建筑物、地下市政管线等)产生沉降、位移，甚至引发难以想象的安全事故，造成不可估量的经济损失和恶劣的社会

3、影响。而隧道结构因沉降过大造成的隧道结构变形过大需要处理时，一般在隧道结构内进行，并且不能影响地铁的正常运营，所以处理措施会受到施工场地的限制和施工时间的约束。另外由于受到隧道内通行限界的限制，隧道内可以处理的空间比较有限，所以在隧道内进行修复施工的技术和方法有别与常规的处理措施，需要进行专门的研究，提出在限定的隧道工作环境下，考虑地铁运营时间的限制条件，针对性的修复技术和施工工艺，建立一整套运营地铁隧道内管片修复技术方法。2.主要研究内容本课题针对上海地区特有的软土中运营地铁隧道出现的变形过大等问题开展研究，完成了项目建议书的全部研究内容，研究成果解决了在隧道内的狭小施工空间内，在不影

4、响地铁正常运营的有限施工时间的条件下，进行隧道修复的问题，为以后类似的应用提供了基础。课题的研究主要内容包括：2.1隧道内钢圈综合修复技术针对地铁隧道不均匀沉降导致的管片的损坏和隧道的变形的现象，提出隧道内钢圈综合修复的施工技术，即通过在隧道内、外对隧道周围进行注浆，待隧道结构的沉降稳定后，使用芳纶纤维材料对损坏管片进行加固，提高管片的强度。为了控制隧道的变形，使用钢圈在隧道内加固整环管片，并在钢圈和管片之间的缝隙中充填环氧树脂，使管片和后加固的钢圈连接成一个整体，共同承受外部的荷载作用。通过隧道管片的修复施工，可以有效改善管片的受力状态，控制隧道的渗漏状况，稳定隧道的不均匀沉降变形，同

5、时对地铁的运营不产生影响。主要的研究内容包括：（1）隧道外注浆加固稳定技术隧道外部因土体流失导致地层内松散可能存在局部不密实区域。为确保隧道维持稳定状态，改善隧道内渗漏情况，为管片裂缝处理和钢套安装创造条件，通过地面注浆管和隧道内管片注浆孔分别进行压注，对隧道外部地层进行注浆施工。（2）隧道内管片结构的处理技术在对隧道管片进行芳纶纤维加固处理前，需要对损坏的管片进行初步处理，以保证管片的强度，并且不发生渗漏现象。对于出现破损状况的管片，依据破损的大小、程度，分别研究了管片碎裂、表面微小裂缝、管片之间落差、管片的堵漏、螺栓手孔封堵及管片表面的除尘清理等问题。（3）隧道管片芳纶纤维加固技术粘

6、贴芳纶纤维加固技术是采用高性能粘结剂将芳纶纤维布粘贴在管片结构表面，使两者共同工作，提高管片的承载能力，由此而达到对隧道进行加固、补强的目的。根据隧道内管片的破损情况，选择隧道顶部破损较严重的管片进行加固施工，控制管片上裂缝进一步扩展。施工时，芳纶纤维布沿环向粘贴，管片与管片拼缝处离缝粘贴。（4）隧道内钢圈支护技术对于受损较严重、变形较大的管片，在隧道内部使用钢圈对管片结构进行加固，来改善隧道的受力性能，控制隧道管片结构的变形。为了提高隧道内加固钢圈的整体受力性能，钢圈一般为整环加固。由于运营隧道中道床的影响，隧道下部的管片无法施工钢圈时，在道床的两侧设置牛腿支架，并在道床上部通过钢板连

7、接，从而形成整环的支撑结构。（5）施工期间隧道变形及环境监测技术在整个加固过程中需做好隧道内结构变形及周围环境影响的监测工作，及时反映隧道的变化。主要监测内容包括：隧道垂直沉降监测、隧道收敛监测、隧道管片变形测量、周边地表监测、施工区域周边监测，对地面建筑、管线进行沉降监测。（6）隧道修复的施工预案根据施工现场的情况和施工工艺，确定施工过程的风险源，并对管线安全、施工时间与地铁运营的衔接、物品及人员对地铁营运安全的影响等问题提出具体