新建高铁隧道衬砌质量缺陷与安全性评价标准研究

发布时间：2020-04-30 11:06

【摘要】：如今,我国不仅拥有世界上运营里程最长的高速铁路,在隧道工程数量上也远超其他国家。随着隧道数量的增多,各种缺陷病害问题也日益突出,但目前相关的研究大多关注运营期间隧道的病害问题,对于新建隧道结构的缺陷重视程度不足。本文以沪昆客运专线贵州西段部分隧道的缺陷情况为依托,对新建高铁隧道的缺陷情况进行了统计分析,并从力学机理和归纳统计等角度总结了缺陷成因,利用数值模拟手段,从衬砌背后存在空洞、衬砌厚度不足、衬砌存在裂缝缺陷等三个方面对结构安全性进行评价,总结了新建高铁隧道部分结构性缺陷的安全评价标准,并结合缺陷情况进行应用分析,主要研究内容如下:(1)对沪昆客专贵州西段多条新建高铁隧道缺陷数据进行统计分析,从不同标段、不同围岩等级、不同长度等级等方面对各类缺陷的分布情况进行分析,发现隧道缺陷问题普遍存在,缺陷分布情况和严重程度与施工管理和质量控制、地质围岩条件等因素密切相关。(2)分析常见隧道衬砌结构缺陷作用机理及形成原因,结合现有隧道各缺陷特点和分布规律,总结该地区隧道存在背后脱空和混凝土不密实、衬砌裂损、施工缝和渗漏水等缺陷的成因。(3)针对衬砌背后存在空洞缺陷,通过数值模拟方式以安全系数作为评价结构安全性的指标进行结构计算,分析了围岩级别、脱空宽度和脱空长度等指标变化下的安全系数变化规律,并制定相应的安全评价标准。(4)针对衬砌厚度不足缺陷,采用类似的计算方式和评价指标,分析了不同围岩级别下不同位置、宽度、长度和厚度不同程度缺陷的安全系数变化规律,并制定相应的安全评价标准。(5)针对衬砌存在裂缝缺陷,考虑到断裂问题,文章从衬砌结构截面强度和裂纹尖端稳定性两个方面分别计算,得出了不同裂缝位置和深度缺陷的安全系数变化规律,并结合相关规范建立相应的安全评价标准。
【图文】：

客运专线,地理位置

盘县后进入云南省，经富源、曲靖、马龙、嵩明至昆明市（昆明南站），是沪昆客逡逑专的重要组成部分，沿线沪昆高速公路与线路相伴而行，交通较方便．线路地理位置逡逑如图２－１。逡逑＼逦／逦ｆ逦＼逦Ｉ逡逑，邋：邋＼邋＊逡逑４p海保冲澹椋翦危皯跤溃椋殄瓮剩希薄ⅰ⒁换义稀ⅲ殄巍⒈辖凇ｅ危汗笱翦义希箋徶ǎ巍诲危у义弦诲危螆逦＼逦？逡逑／邋１邋／逡逑／逦成舍逦：逦／逦，逡逑ｒ邋４ｒｐ逦＇、逦气邋Ｘｒ＂逡逑图２－１长昆客运专线地理位置图逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｇｅｏ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋Ｃｈａｎｇｓｈａ－Ｋｕｎｍｉｎｇ邋Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ邋Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ邋Ｌｉｎｅ逡逑沿线居民多集中于高原盆地、丘陵及河流两岸，少数民族多。沿线属亚热带逡逑湿润季风气候，气温及降雨等各地虽有差异，但变幅不大。总的特点是：冬无严逡逑寒，夏无酷暑，气候温和，雨量充沛，阴雨天多，四季不甚分明。沿线通过长江逡逑和珠江两大水系上游交错地带，主要水系多呈东西或南北向展布。地层出露较为逡逑完全，自前震旦系至第四系地层皆有分布。逡逑２．２现场检测逡逑由于隧道结构的隐蔽性

照片,探测原理,雷达探测

达数据可得探地雷达时间剖面图，通过时深转换可得深度剖面。再经滤波等处理，逡逑可使不同反射层面清晰显示，同时根据波形特征可分析存在的缺陷和目标物的类逡逑型，雷达探测仪及其原理如图２－２所示。逡逑发射天线逦接收天线逡逑＼Ｊｘ逡逑图２－２雷达探测仪及其探测原理逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｒａｄａｒ邋ｄｅｔｅｃｔｏｒ邋ａｎｄ邋ｉｔｓ邋ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ邋ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ逡逑隧道现场调研后，笔者又收集了设计、施工、检测、质量缺陷与整治的相关逡逑资料，根据施工方提供的前期介入调查问题库资料，，发现隧道存在的主要的衬砌逡逑拱墙质量缺陷类型有空洞、裂缝、剥落掉块、渗水及表观缺陷（如蜂窝麻面、表面逡逑异物）等，现场检测照片见下图２－３。逡逑：：ka逡逑ａ）纵向裂纹逦ｂ）拱顶空响逡逑ａ）邋Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ邋ｃｒａｃｋ逦ｂ）邋Ｖａｕｌｔｅｄ邋ｈｏｌｅ逡逑１０逡逑
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U455.91

【相似文献】