劣化可靠度下的隧道衬砌结构预防性养护决策

现阶段中国隧道工程已经由建设阶段转向了建养并重阶段，科学养护已成为一个重要课题。为了提出科学合理的隧道衬砌结构养护策略，首先通过病害统计，考虑隧道特点与功能要求构建三层次的隧道系统失效模式；针对底层的4种失效模式（隧道极限承载、收敛变形、开裂、渗水），建立判断其失效与否的极限状态方程；采用理论近似方法，实现劣化可靠度的计算；考虑相关性给出隧道系统可靠度计算的实用方法；随后，基于风险最优给出详细的隧道预防性养护决策过程，构建隧道预防性养护的决策框架；最后，通过算例，依照所提出的框架对隧道养护决策中"何时维护、何处维护、何项目维护"的问题给出了解答。研究结果发现：结合隧道病害统计以及隧道结构的安全性、稳定性、耐久性功能需求可以选用隧道极限承载、收敛变形、开裂以及渗水4种模式代表隧道结构最底层的失效模式；"隧道系统-隧道区段-具体功能"三层次的失效表达能合理定义隧道系统的可靠状态；通过劣化可靠度可以考虑参数的不确定性，并为预防性养护决策提供具体指标；随着服役时长的增加，4种底层模式的可靠性均发生劣化，并且抗弯承载能力的均值和方差均随时间减少，在运营中开裂渗水为最易发生的病害。研究方法以及研究成果可为隧道衬砌结构预防性养护决策提供支持。     

奉溪高速喜口池隧道病害分析及处治方案研究

喜口池隧道运营4年后出现路面及电缆沟严重变形开裂、衬砌渗漏水及开裂等病害现象,引起行车不适。为保障隧道结构安全和路面行车舒适度,确保隧道运营安全,需对隧道结构和路面病害进行检测和处治维修。为查清隧道病害现状,通过查阅隧道设计图纸、竣工文件等资料以及开展现场专项检测,结果表明,该隧道存在初支与二衬间脱空、二衬欠厚、仰拱填充不规范等未按设计图施作等行为,据此制定了隧道病害维修加固的工程措施,并已应用于隧道病害处治施工现场,取得了较好处治效果,供类似工程参考。     

黄土公路隧道病害分析与处治措施建议

针对新庄岭黄土公路隧道地表裂缝和衬砌开裂的病害特征,探讨了病害产生机理,并运用仿真、实测等手段详细分析了病害原因。分析表明:地表裂缝导致黄土浸水,从而使土体强度降低,变形增大,扩大了围岩塑性区范围和变形压力,恶化了衬砌结构受力状况,导致了衬砌结构局部出现裂缝。此外,根据隧道病害状况,提出了采用挖槽夯土法处治地表裂缝,采用环氧树脂嵌补及凿槽嵌入钢拱架法处治衬砌开裂的建议。研究结果为分析和处治黄土公路隧道病害提供了依据。     

沉管隧道常见病害及检查维护思考

为解决沉管隧道养护规范缺乏、巡检养护盲区多等问题，在隧道养护规范的基础上，对现有相关文献进行总结。以钢筋混凝土结构沉管隧道为例，首先，将沉管隧道常见病害分为主体结构病害、接头部位病害和附属结构病害3大类，并详述不同病害的成因及外观表现； 然后，从预防性维护角度出发，提出沉管隧道巡检检查体系，巡检检查工作除日常巡查、经常检查、定期检查、应急检查和专项检查外，还应开展初始检查，并在运营期间采用健康监测系统对结构安全进行实时监测； 最后，根据沉管隧道检查维护的可能发展趋势，对标准化养护体系建设、遮挡隐蔽病害检测监测技术和少干扰快速检测技术等进行探讨。     

大坂山高寒隧道病害检测与状态评定

根据青海省国道227线大坂山高寒隧道病害类型、分布等特征,设计隧道病害检测方案,并进行病害检查和检测。在专项病害检测结果的基础上,深入分析隧道运营条件、工程地质、水文地质及气候特征,进行病害成因分析和隧道运营状态评定,并给出隧道养护和处治建议。为类似隧道工程病害检测和状态评定工作提供借鉴。     

贵州省公路隧道常见病害调查与成因分析

以2018年贵州5条高速公路隧道土建结构定期检测结果为基础,对各类病害进行频率统计,结合规范中各类病害在评分中的权重W_i,并引入各类病害的养护关注系数J_i,分析养护单位对各类病害的关注程度,为贵州省公路隧道病害处治提供依据,提高养护的针对性;结合地质、水文、气候等资料及各类病害的养护关注系数J_i,分析病害的成因主要包括工程地质、水文地质、施工工艺和人为因素等。     

八盘山公路隧道震后病害检测及处治方案

介绍八盘山隧道在震后运营中出现的病害,通过查询资料、走访养护人员和对隧道进行专项检测,查明隧道的主要病害为洞身渗(漏)水、衬砌开裂、路面破损、洞身下沉等.分析病害产生的主要原因,并针对病害制定紧急防治措施和维修处治方案,及时控制病害的发展,防止发生意外事故.     

家竹箐隧道煤系地层段病害特征及成因分析

家竹箐隧道自1997年建成运营以来,分别于2003年和2013年在煤系地层段发现有衬砌开裂、剥落、掉块、渗水等病害。对病害原因进行调查、分析,主要结论及建议如下:1)隧道的2次病害均发生在大变形处理与非处理的过渡段,病害以衬砌裂损为主;2)隧道区地应力是持续发展、聚集、提高的,既有大变形段的小里程端是地应力的主要聚集、作用区;3)区域构造产生的地应力作用是造成隧道病害的主要原因,围岩软弱、结构偏弱是次要原因;4)预计构造运动造成该隧道煤系地层段地应力的聚集、作用并导致病害的产生存在着6~10年的周期性;5)建议类似地质条件下软质岩高地应力大变形隧道设计及施工加强措施的地段应扩展到大变形两侧一定范围。     

公路隧道软弱围岩大变形处治对策

公路隧道围岩大变形是工程中常见的工程地质问题,给工程建设带来了极大的困扰。为了研究隧道围岩大变形易造成开挖面失稳坍塌、冒顶、侵界等工程问题,以某隧道在断层破碎带处发生大变形处治过程为案例,系统归纳总结了解决类似软弱围岩大变形的工作流程及处治措施。工作流程包括:原因分析处治措施效果评价;在施工过程中通过发挥信息化施工的作用、适当加大预留变形量、合理设置支护参数、临时补强隧道衬砌、及时变更施工工法、设置超前预支护、增加长锚杆、加强防排水等综合措施,可有效控制公路隧道软弱围岩大变形。     

《公路隧道》征稿启事

正《公路隧道》季刊自1993年创刊以来,一直免版面费为我国公路隧道技术人员提供学习、交流和发布技术成果的平台,本刊已于2009年加入中国知网(CNKI)期刊数据库,网上点击和下载率很高,为了进一步扩大影响,现向各位隧道技术人员征稿,请大家踊跃投稿。征稿内容:1.公路隧道建设管理、隧道勘察、设计、施工、监理、咨询;2.公路隧道地质超前预报、围岩稳定性监测、病害检测、病害加固处治;3.公路隧道防水与排水;4.公路隧道运营管理、养护、通风、照明、交通监控、安全与防灾;6.有关公路隧道的新技术、新工艺、新材料、新装备等。     

高原黄土旧隧道病害检测及渗漏水处治技术研究

早期修建的部分隧道现已存在衬砌混凝土开裂、洞身渗(漏)水、结构变形等病害,给后期运营、管理带来诸多问题。通过对已运营多年的高原黄土隧道——车道岭隧道进行病害检测,文章重点分析了隧道发生渗漏水的原因并提出了相应的处治措施。     

不同应力场软弱围岩公路隧道结构安全性数值分析

针对目前隧道衬砌结构在运营中出现较多病害的现状,运用数值计算手段,建立三维有限元数值模型,对不同应力场软弱围岩公路隧道结构安全性进行了评价,详细研究了衬砌结构在不同应力场作用下出现裂缝时的应力和变形,研究结果表明:不同应力场,隧道衬砌结构均先在拱脚处出现裂缝;随着侧压力系数的增大,衬砌结构承载减小;拱脚处应作为隧道结构长期安全性应力监控的重点;另外,在λ为0.5、1.0的应力场中,边墙处压应力值也较大,而在λ为1.5的应力场中,拱顶处的压应力值较大;隧道结构在长期安全性变形的监控中,在λ为0.5的应力场中,边墙、拱顶处应重点监控;在λ为1.0的应力场中,拱肩、拱顶处应重点监控;在λ为1.5的应力场中,拱腰、拱顶处应重点监控.     

G112线波罗诺隧道结构加固方案比选

G112线波罗诺隧道经过约8年的运营,隧道衬砌出现严重开裂、渗水等结构病害。专项检测结果表明,洞身衬砌部分段落存在2次衬砌混凝土厚度不满足设计要求,与初期支护间脱空等质量缺陷,须进行结构加固,以保证结构承载能力。综合考虑隧道实际状态及养护规范推荐的整治方法,结合病害隧道的实际整治经验,从整治效果、安全性、经济性、工期等方面对在原2次衬砌外侧增设工字钢、钢带、换拱及套拱等4个方案进行比选,最终确定采用增设工字钢方案对波罗诺隧道进行结构加固。     

公路隧道预防性养护管理系统研究

论述公路隧道预防性养护管理系统的研究.该系统为实现公路隧道状态采集、数据挖掘、病害评价、病害处置策略制定、养护计划制定与费用分析的标准化和智能化提供有效的技术保障.重点阐述其系统结构、系统功能、技术特点及实际应用效果,为公路隧道管理者提供一套新型隧道养护管理系统.     

阳阳高速公路鹅步岭隧道病害监测

营运公路隧道病害以衬砌裂缝、渗漏、隧道结构稳定性为养护工作的难点,尤其是工程地质条件复杂和浅埋、偏压等地段的隧道结构稳定性是隧道养护的关键工作。结合鹅步岭隧道近3年的应力应变监测、裂缝监测和衬砌周边收敛监测,以该隧道病害监测发展情况,预判隧道结构的稳定性,为养护及维修加固处治提供参考依据。     

探讨高速公路隧道病害处治技术

公路隧道病害是公路病害的主要表现,病害对隧道结构的稳定性以及整体安全性造成影响,隧道病害处治是一种技术难度大、风险高的特殊工作,处治绝不允许失败和再次处治。利用有效的方式进行隧道病害检测,在检测与分析的基础上,根据病害的严重程度、病害类别等,综合比较各种处治方案后确定安全、合理的设计方案。     

山岭隧道软弱围岩工程地质特性及施工对策

如何在软弱围岩地质条件下安全快速地修建长大隧道是当前隧道工程界面临的重要课题之一,尤其是当隧道穿越高地应力软弱围岩时,常常形成大变形等地质灾害,严重影响施工安全和进度。通过对软弱围岩工程地质特性、软岩隧道变形机制及变形控制基本理念进行分析,并结合相关工程实例提出软岩隧道支护结构安全稳定性评判标准及施工应采取的相应对策。认为:1)软弱围岩隧道由于支护参数、施工方法选择不当,支护结构强度和刚度不足以抵抗较高的围岩压力时,往往会出现结构大变形和破坏;2)软岩地段初期支护承受施工期间全部荷载,二次衬砌需承受后期围岩流变产生的荷载,软岩隧道衬砌应通过增设钢筋、加大厚度等方式增加结构强度;3)超前支护与加固技术可提高围岩的自承能力并减小作用在支护结构上的荷载,且应当成为当前软弱围岩隧道施工技术研究的发展方向;4)在高地应力山岭隧道方面,应进一步开展施工阶段地应力测试,以利于针对性地选择施工方法和支护参数。     

苏州阳澄西湖隧道提质升级工程实践

为提升公路水下隧道服务品质,保障隧道通行安全，针对检查评定体系亟待建立、土建结构风险点多、机电设施故障率高、预防性养护与养护决策难以实施等问题，开展水下隧道提质升级实践意义重大。依托已建成通车的苏州阳澄西湖隧道，基于特隧特养、安全风险防控和信息化管养理念，系统性提出了设施本体性能改善、管养信息化水平提升及风险防控能力提升的提质升级解决方案。主要开展了以下工作： 1）土建结构病害处治、机电设施改造升级和交安设施性能完善设计与实施； 2）建立了隧道管养信息化系统； 3）研究制定了隧道检查评定体系和运营阶段安全风险识别与防范体系。方案实施后，苏州阳澄西湖隧道的设施技术状况得到明显改善，信息化水平和风险防控能力显著提升。     

锚喷支护在隧道加固中的应用

文章以上世纪70年代修建的平涉公路隧道加固工程为例,针对旧隧道没有围岩的具体情况,分析了隧道的主要病害,提出利用锚喷支护的加固方案,解决隧道的落石和渗水等病害。阐述了锚杆的计算和安装、钢筋网挂设、喷射混凝土、壁后注浆等施工工艺,并提出在实际施工中应注意的问题。     

公路隧道的养护及病害防治

文章针对我国目前公路隧道在养护管理中常见的病害,系统地介绍了公路隧道的病害种类以及所造成的危害,分析其成因、影响因素及规律,指出我国目前治理公路隧道病害所存在的问题。结合新的规范和工程实际论述了在隧道运营阶段防治公路隧道病害的技术和方法。