水下隧道襯砌結(jié)構(gòu)服役安全及其保障對(duì)策思考

基于強(qiáng)度安全系數(shù)概念的隧道襯砌結(jié)構(gòu)優(yōu)選設(shè)計(jì)——鉆爆法施工的山嶺隧道因受施工等各種因素的影響，隧道襯砌厚度變異性大，造成隧道結(jié)構(gòu)安全儲(chǔ)備能力降低，影響隧道的使用安全和耐久性．基于襯砌強(qiáng)度安全系數(shù)的概念，以隧道襯砌混凝土材料極限強(qiáng)度計(jì)算襯砌偏fl...

科學(xué)合理地評(píng)估既有隧道的安全性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,是當(dāng)今隧道界的熱門(mén)課題。目前隧道的安全性評(píng)估理論研究還處于起步階段,有待于形成完善的理論體系。本文借鑒橋梁成熟的安全性評(píng)估理論,在簡(jiǎn)單評(píng)述了盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,研究了基于設(shè)計(jì)理論的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)安全性評(píng)估方法,并討論了評(píng)估與設(shè)計(jì)的不同。通過(guò)研究可知:(1)基于設(shè)計(jì)理論評(píng)估既有隧道的安全性可以采用與設(shè)計(jì)新隧道相近的方法,易于為評(píng)估者接受和理解;(2)評(píng)估階段能夠獲得比設(shè)計(jì)階段更為全面準(zhǔn)確的有關(guān)控制斷面、荷載、結(jié)構(gòu)分析以及截面尺寸和材料強(qiáng)度的信息;(3)在評(píng)估階段避免了許多不確定因素,因此評(píng)估結(jié)果更接近隧道的實(shí)際狀態(tài)。

隧道工程中經(jīng)常涉及地下水作用,隧道涌水量的計(jì)算以及襯砌上的外水壓力的確定都是重要問(wèn)題,較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)最大涌水量,可以在施工階段和運(yùn)營(yíng)階段較好的設(shè)置排水設(shè)施,以減小水對(duì)隧道結(jié)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)功能的破壞.

水下隧道安全風(fēng)險(xiǎn)管理 從生存需要的角度出發(fā)，人類(lèi)選擇了依水而建的原則，幾千年的 人類(lèi)文明史也是人類(lèi)不斷征服江河湖海的歷史。江河湖海一方面為 人類(lèi)提供了種種便利，另一方面它也極大地限制了人類(lèi)活動(dòng)的空間， 特別當(dāng)今社會(huì)，如何消除江河湖海的阻礙成為社會(huì)的必然需求，因 此水下隧道的應(yīng)用就逐漸成為地下工程領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向。 而水下隧道的高風(fēng)險(xiǎn)也成為人們最為關(guān)注的問(wèn)題，因此良好的風(fēng)險(xiǎn) 管理成為水下隧道成果如否的關(guān)鍵因素。 1水下隧道的發(fā)展概況 水下隧道的發(fā)展可以追溯到公元前2180～前2160年的古巴比倫， 那時(shí)候古巴比倫就修建了一條穿越幼發(fā)拉底河的人心隧道。近代水 底隧道始建于英國(guó)。1807年英國(guó)在倫敦動(dòng)工修建連接泰晤士河兩岸 的人行隧道，我國(guó)從1960年開(kāi)始也陸續(xù)修建了很多的隧道，尤其是 進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，在中國(guó)水下隧道的建設(shè)呈現(xiàn)了迅猛發(fā)展的態(tài) 勢(shì)。 2風(fēng)險(xiǎn)分析

21世紀(jì)越來(lái)越多隧道的修建,為我國(guó)交通事業(yè)做出杰出貢獻(xiàn)。隧道修建過(guò)程中,隧道襯砌結(jié)構(gòu)開(kāi)裂現(xiàn)象已屢見(jiàn)不鮮。本文中某隧道襯砌開(kāi)裂錯(cuò)綜復(fù)雜,采用數(shù)值分析方法在豎向裂縫、縱向裂縫以及環(huán)向裂縫情況下,分析隧道襯砌出現(xiàn)裂縫對(duì)隧道安全運(yùn)營(yíng)造成的必要的影響。計(jì)算結(jié)果表明:三種典型裂縫條件下,襯砌結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)均大于規(guī)范值2.0,進(jìn)而隧道襯砌結(jié)構(gòu)仍能滿(mǎn)足承載能力要求。

火災(zāi)下盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)反應(yīng)數(shù)值分析——文章利用大型通用有限元程序ansys12．0，初步建立起了三維盾構(gòu)隧道火災(zāi)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的數(shù)值模擬方法。進(jìn)行了火災(zāi)　　下盾構(gòu)隧道襯砌的結(jié)構(gòu)反應(yīng)計(jì)算，分析了襯砌結(jié)構(gòu)的火災(zāi)變形性能與受力性能。最后對(duì)火災(zāi)下的隧道襯砌圓環(huán)承...

為研究隧道襯砌的厚度變化對(duì)其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響,利用midasgts有限元分析軟件,模擬分析了某礦山隧道的開(kāi)挖與支護(hù)過(guò)程,并根據(jù)其內(nèi)力的變化計(jì)算分析了強(qiáng)度安全系數(shù),探討該隧道襯砌的安全性能,為以后相似工程提供設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),為實(shí)際施工提供技術(shù)指導(dǎo).

結(jié)合某隧道襯砌出現(xiàn)裂縫的情況,根據(jù)施工單位的現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)資料,對(duì)隧道襯砌的開(kāi)裂原因進(jìn)行了分析。通過(guò)分析裂縫在隧道縱向的分布及裂縫的發(fā)展,認(rèn)為該隧道非斷層帶內(nèi)的襯砌開(kāi)裂多為受溫度應(yīng)力及施工因素影響而產(chǎn)生的非受力開(kāi)裂,而斷層帶內(nèi)的襯砌開(kāi)裂多為受擠入性圍巖壓力影響而產(chǎn)生的受力開(kāi)裂?？紤]到受力開(kāi)裂對(duì)隧道襯砌的不利影響,采用有限元數(shù)值方法對(duì)不良地質(zhì)情況下的受力開(kāi)裂襯砌進(jìn)行了計(jì)算。因該隧道在規(guī)范荷載作用下襯砌是安全的,但是由于襯砌已經(jīng)開(kāi)裂,故參考現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)接觸壓力,通過(guò)荷載組合試算確定襯砌荷載。然后根據(jù)此荷載進(jìn)一步評(píng)價(jià)開(kāi)裂襯砌的安全性。

通過(guò)參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究資料，并結(jié)合過(guò)往項(xiàng)目情況，對(duì)高速公路隧道內(nèi)火災(zāi)特點(diǎn)及火災(zāi)對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的損害機(jī)理進(jìn)行分析，并以洞內(nèi)燃燒3h作為基本條件對(duì)隧道結(jié)構(gòu)火災(zāi)工況下的受力情況進(jìn)行分析，從而判定襯砌結(jié)構(gòu)在高溫后是否仍能滿(mǎn)足適用要求。

縱向裂縫隧道襯砌結(jié)構(gòu)的安全評(píng)價(jià)與加固研究——裂縫是運(yùn)營(yíng)期隧道襯砌結(jié)構(gòu)的主要病害形式之一，特別是拱部縱向裂縫對(duì)隧道原有結(jié)構(gòu)的承載力影響較大。通過(guò)公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)裂縫評(píng)價(jià)方法，對(duì)隧道主要裂縫進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，給出安全等級(jí)，同時(shí)應(yīng)用剛度退化模型對(duì)隧道原...

針對(duì)某隧道施工中存在的襯砌質(zhì)量缺陷,按圍巖等級(jí)、設(shè)計(jì)厚度等檢算條件將其分為四類(lèi),并對(duì)一、二、三、四類(lèi)都分別設(shè)置三種工況,以二襯設(shè)計(jì)厚度為工況1,二襯拱腰實(shí)測(cè)厚度最小值為工況2,二襯拱頂一側(cè)實(shí)測(cè)厚度最小值為工況3分別進(jìn)行檢算、對(duì)比分析,從而評(píng)估確定結(jié)構(gòu)的安全性。

裂縫是運(yùn)營(yíng)期隧道襯砌結(jié)構(gòu)的主要病害形式之一,特別是拱部縱向裂縫對(duì)隧道原有結(jié)構(gòu)的承載力影響較大。通過(guò)公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)裂縫評(píng)價(jià)方法,對(duì)隧道主要裂縫進(jìn)行安全評(píng)價(jià),給出安全等級(jí),同時(shí)應(yīng)用剛度退化模型對(duì)隧道原結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力評(píng)價(jià),給出加固前的隧道結(jié)構(gòu)安全系數(shù),通過(guò)工程實(shí)例驗(yàn)證說(shuō)明,通過(guò)剛度退化模型計(jì)算承載力是可行的,為隧道的加固補(bǔ)強(qiáng)提供重要依據(jù),并為今后縱向裂縫情況下襯砌結(jié)構(gòu)的安全性評(píng)價(jià)、承載力的計(jì)算分析以及加固設(shè)計(jì)提供新的技術(shù)方法。

重慶某隧道襯砌結(jié)構(gòu)施作完成后,由于對(duì)導(dǎo)爆索處理不當(dāng),在隧道內(nèi)引起爆炸,導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)破壞、開(kāi)裂。為了對(duì)爆炸影響范圍的襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全評(píng)估和處治,分別對(duì)該段襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行雷達(dá)檢測(cè)、外觀質(zhì)量及裂縫觀測(cè)、襯砌混凝土強(qiáng)度檢測(cè)和隧道凈空尺寸檢測(cè),再根據(jù)檢測(cè)結(jié)果運(yùn)用有限單元法分別對(duì)破碎區(qū)和開(kāi)裂區(qū)進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算,并指出襯砌安全儲(chǔ)備不足的區(qū)域。對(duì)爆炸影響段進(jìn)行定量安全評(píng)估,從而為該段的處治設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。

基于公路隧道襯砌后空洞對(duì)結(jié)構(gòu)安全影響的模型試驗(yàn),利用ansys軟件進(jìn)行數(shù)值分析,研究隧道在不同的應(yīng)力場(chǎng)中,空洞位于不同位置以及空洞被回填前后,襯砌結(jié)構(gòu)的力學(xué)性狀,并結(jié)合模型試驗(yàn)結(jié)果,綜合評(píng)價(jià)隧道結(jié)構(gòu)的安全性。分析結(jié)果表明:空洞存在于拱頂上方或右邊墻背后,病害分別集中于隧道襯砌上半部區(qū)域或右半部區(qū)域;當(dāng)空洞被回填后,病害多集中于襯砌拱圈的下半部或左半部,且隨著側(cè)壓力系數(shù)的增大,這種情況越明顯;空洞回填一般能使其結(jié)構(gòu)安全性能提高10%～30%;結(jié)構(gòu)性能提升最明顯的區(qū)域是,在水平壓力為主的應(yīng)力場(chǎng)中,拱頂空洞回填后,承受彎矩減少達(dá)76%,在豎向壓力為主的應(yīng)力場(chǎng)中,右側(cè)邊墻空洞回填后,承受彎矩減少達(dá)71%。

運(yùn)用理論分析和數(shù)值模擬等研究手段,基于地層-結(jié)構(gòu)法原理,就襯砌厚度不足、襯砌背后空洞和襯砌結(jié)構(gòu)裂縫3種病害對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)安全性的影響進(jìn)行研究,得出缺陷在襯砌結(jié)構(gòu)不同位置處以及沿隧道縱向不同長(zhǎng)度上襯砌結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和安全系數(shù)的變化規(guī)律,為隧道結(jié)構(gòu)的安全性評(píng)價(jià)和后期的運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)提供依據(jù)。

中南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第五章隧道襯砌結(jié)構(gòu)檢算 隧道襯砌結(jié)構(gòu)檢算 5.1結(jié)構(gòu)檢算一般規(guī)定 為了保證隧道襯砌結(jié)構(gòu)的安全，需對(duì)襯砌進(jìn)行檢算。隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)按破損階段 法對(duì)構(gòu)件截面強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。結(jié)構(gòu)抗裂有要求時(shí)，對(duì)混凝土應(yīng)進(jìn)行抗裂驗(yàn)算。 5.2隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算方法 本隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算采用荷載結(jié)構(gòu)法。其基本原理為：隧道開(kāi)挖后地層的作用主 要是對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生荷載，襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)能安全可靠地承受地層壓力等荷載的作 用。計(jì)算時(shí)先按地層分類(lèi)法或由實(shí)用公式確定地層壓力，然后按照彈性地基上結(jié) 構(gòu)物的計(jì)算方法計(jì)算襯砌結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)。 5.3隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算模型 本隧道襯砌結(jié)構(gòu)驗(yàn)算采用荷載—結(jié)構(gòu)法進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算軟件為ansys10.0。 取單位長(zhǎng)度（1m）的隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，建模時(shí)進(jìn)行了如下簡(jiǎn)化處理或假 定： ①襯砌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為二維彈性梁?jiǎn)卧╞eam3），梁的軸線(xiàn)為二次襯砌厚度中 線(xiàn)位置

首先分析了關(guān)于水下隧道防排水原則,然后闡述了影響防排水因素,對(duì)隧道埋深,施工和結(jié)構(gòu)防排水方式,水壓影響等進(jìn)行分析,最后提出了水下隧道防排水方式,對(duì)襯砌自防水及接縫防水進(jìn)行分析。

1 目錄 1、工程項(xiàng)目概況..........................................1 1.1、工程概況........................................1 1.2、編制依據(jù)........................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 2、隧道襯砌工程監(jiān)理實(shí)施細(xì)則..........................1 2.1、襯砌臺(tái)車(chē)分項(xiàng)工程..............................1 2.2、鋼筋分項(xiàng)工程...................................3 2.3、混凝土工程......................................10 2.4、噴射混凝土分項(xiàng)工程.............................

黃土隧道襯砌背后空洞對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)影響分析——襯砌裂損是隧道病害中常見(jiàn)的問(wèn)題，也是嚴(yán)重威脅結(jié)構(gòu)安全的一個(gè)重要因素。文章針對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)隧道病害的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)襯砌背后空洞進(jìn)行平面彈塑性計(jì)算分析，得出不同位置、不同大小的空洞以及空洞群對(duì)結(jié)構(gòu)各截面受力...

在溶洞核心區(qū)域段,隧道受水壓的影響易發(fā)生襯砌滲漏水現(xiàn)象。為了解決襯砌滲漏水問(wèn)題,通過(guò)在正洞頂部施作引水洞,截取巖溶水,可以減小作用在隧道襯砌周?chē)乃畨毫ΑＮ恼陆Y(jié)合西部某鐵路隧道引水洞施工實(shí)例,通過(guò)監(jiān)測(cè)引水洞爆破開(kāi)挖振動(dòng)速度、正洞襯砌結(jié)構(gòu)受力和變形,分析得出爆破振動(dòng)速度和結(jié)構(gòu)受力均控制在允許標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),并且隧道襯砌結(jié)構(gòu)基本沒(méi)有變形,結(jié)構(gòu)受力相對(duì)穩(wěn)定。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明,引水洞施工對(duì)正洞襯砌結(jié)構(gòu)影響小,確保了隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,保證了運(yùn)營(yíng)鐵路線(xiàn)的安全。

針對(duì)目前世界最大直徑水下盾構(gòu)隧道的工程背景和劣化環(huán)境,通過(guò)分析襯砌劣化機(jī)理和行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)確定了以有效厚度考量襯砌結(jié)構(gòu)劣化,采用強(qiáng)度折減原理對(duì)強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行逐步地折減,建立了考慮地層土性和覆土厚度影響的水下盾構(gòu)隧道襯砌劣化模型,運(yùn)用數(shù)值計(jì)算方法分析了襯砌劣化的多種組合工況,從而對(duì)襯砌劣化引起上海長(zhǎng)江隧道(崇明越江通道)變形的特征表現(xiàn)和趨勢(shì)規(guī)律進(jìn)行了研究和探討。研究結(jié)果表明:基于有效厚度折減的襯砌劣化分析方法能夠有效地反映劣化后隧道結(jié)構(gòu)的整體變形狀況,且計(jì)算結(jié)果可靠合理,可為盾構(gòu)隧道健康狀態(tài)診斷與分析提供理論依據(jù)和技術(shù)支持,也可為運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)正確及時(shí)的養(yǎng)護(hù)維修提供借鑒和指導(dǎo)。

基于目前常用的水下隧道施工方法,即鉆爆法、盾構(gòu)法、沉管法和堰筑法,分別介紹各種方法的概念、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和適用性,為水下隧道的工法選擇提供參考。