結(jié)合當前鐵路隧道(dào)發(fā)展的情況,結合自身從事隧道檢測工(gōng)程實踐經驗,分析了隧道二襯檢(jiǎn)測應該注意的要點,並通過實踐案例(lì)分析了襯砌(qì)結構安全性評價方(fāng)法(fǎ),以及開展了相關的計算工(gōng)作,希望對於全麵提升隧道檢(jiǎn)測水平(píng)有(yǒu)所(suǒ)幫助。
關鍵詞:隧道檢測;二襯欠厚檢測;檢測方法;結構安全性
當前,我國的(de)鐵路事(shì)業在經濟社會快速發展的背景下迎來了(le)空前(qián)發展機會,從(cóng)實際情(qíng)況下存在著施工水平不高、地質環境負責等情況,部分(fèn)隧道工程(chéng)存在(zài)著質量缺陷。如果(guǒ)不加以重視,則會造成質(zhì)量缺陷問題日趨嚴重,會造成隧道的安全性受到影響。針對當前二襯欠厚方麵(miàn)的研究工作來看,二襯屬於保障隧(suì)道安全重要方麵,如果其存在著二襯欠厚的問(wèn)題,則意味著承載力偏低、承受(shòu)力不合理等情況。考慮到二襯截麵為矩(jǔ)形梁的情況(kuàng),存(cún)在著欠厚截麵的問題,這樣會(huì)造成明顯(xiǎn)降低慣性矩與剛度的情況(kuàng),也會造成偏離(lí)中性軸的情況(kuàng),進而引發應力集中的影響,會造成容易(yì)出現高速列車運行引起的動力響應問題,也反作用在破(pò)壞襯砌方麵。考慮到(dào)二襯欠厚的成因,從(cóng)實際來看,主要涉及到土(tǔ)體塌落、超挖和欠挖、地質環境差和(hé)混凝土向(xiàng)下錯動等方麵。
1 隧道二襯檢測
在具體檢測實踐中,選擇設備為SIR-3000 型(xíng)探地雷達,並結合實際(jì)應用工(gōng)況要求來配置高中低頻雷達天(tiān)線,能滿足於16 MHz ~ 2. 2 GHz頻率範圍要求,並能配置相應的位置自動伺服係統,能有效進行相應信號的有效接受。在具體的檢測實踐中,能滿足於雷達主(zhǔ)機發射高速脈衝信號的要求,具體速度能實現64 次/ s,並結合實際需求來控製每米進行布測50個。
1. 1 探地雷達測線布置
隻有通過合(hé)理化布(bù)置相應的(de)探地雷達檢測位置,方可進一步探測(cè)鐵路隧道襯砌病(bìng)害問(wèn)題。從實際情況來看,主要涉及到的關鍵位置為拱頂、左拱腰、右拱腰、左邊牆(qiáng)、右邊牆以及仰拱等六個部分。同時,考慮到實際情況下的已經運營隧道情況,難以開展探地雷達檢測,這(zhè)裏僅通(tōng)過實際(jì)來落實前麵(miàn)五個關鍵位(wèi)置(zhì)的布(bù)置。
1. 2 探地雷達檢(jiǎn)測結果統計(jì)
利用SIR-3000 型探地雷達來開展(zhǎn)相應的隧(suì)道二襯厚度檢測工作,經過相關的統計數表明,存在著二襯欠厚部位154處,襯砌背後空洞位置有39處,而二襯(chèn)欠厚且襯砌背後空洞情(qíng)況為37處。這(zhè)樣能有效表明借助於探地雷達(dá)檢測的有效性。
通過相關統計數據來看,影響隧(suì)道結構安全運(yùn)營主要因素為二襯欠厚病害,其(qí)將近占到了(le)總體(tǐ)病害數的七成。同時,結合二襯欠厚對隧道結構影響(xiǎng)情況,重點統計相關(guān)的內容,其中(zhōng),拱頂的缺陷分布率(lǜ)所占比例較大,究其(qí)原因,主要是考慮到建設實踐中,在重力影響作用下(xià),特別沒有全凝固(gù)狀態下,可能存在著有效的支(zhī)撐約束的過(guò)早拆除(chú)情況,容易出現向(xiàng)下塌落的問題,進而出現(xiàn)拱頂二襯缺陷的問題。
2 襯砌結構安全性評(píng)價方法
結合素(sù)混凝土二次襯砌截麵的安全驗算的實際(jì)情況(kuàng),在進行相關的破損(sǔn)過程中的驗算來(lái)看(kàn),可以明(míng)確相應的安全係數,反映出 襯砌結構安全性。在具體的結算過(guò)程中,結合初始偏心距的(de)情(qíng)況來(lái)進行處理,當其值超過0. 2d範圍,則按照(1)計算;而小於0. 2d則按照(2)計算(suàn)相應的混凝土截麵偏心受(shòu)壓。
考(kǎo)慮到相應的隧道結構特點,在進行地層壓力計算(suàn)過程中,結合地層特(tè)點以及圍岩對襯砌(qì)結(jié)構的約束影響,選擇發揮(huī)出Winkler 地層模型的優勢來進行相(xiàng)關推斷。具體可以選(xuǎn)擇相應的有限元的分析方法,能實現襯砌結構上的(de)分布荷載轉化為集中荷載作(zuò)用於節點的要求,可以選擇相應的彈簧模擬的圍岩約束的方案,通過集中荷載方(fāng)式作用在節點來進行相(xiàng)關的受力分析。
3 隧道二襯欠厚計算模型及二襯安全性分析
從現場勘查的情況表明,高速鐵路隧道所(suǒ)穿越大都是Ⅳ級的地層圍岩,屬(shǔ)於深埋隧道的(de)範疇。結(jié)合SIR-3000 型探地雷達(dá)檢測的數據,整(zhěng)體上結合相應的情況,落實在拱頂、拱腰、邊牆等關鍵位置存在著不同程度的缺陷問題(tí)。於是,選擇有限元分析軟件來(lái)進行相應的模型構建,其中(zhōng),可以按照(zhào)實況參數要(yào)求來構建(jiàn)模型,進(jìn)行二襯結構的(de)計算。利(lì)用有限元仿真的方式,能明(míng)確展示(shì)出結構各部(bù)位的內力情況,並落實(shí)相應的安(ān)全係數。參考《鐵路(lù)隧(suì)道設計規(guī)範》的標(biāo)準要求(qiú),應(yīng)結合相應的襯砌截麵受力形式的不同來確定相關安全係數。通過相關的計算,落實各(gè)部位安全(quán)係數的(de)函(hán)數擬合操作,這樣能有效保障最小安全厚度(dù)的要求。從相應的結算結果來看,其中。二襯整體(tǐ)欠厚h0/ h<0. 479的情(qíng)況下,意味著拱頂受到(dào)拉(lā)力作用而遭到破壞,此時臨界厚度(dù)為19.8cm;同(tóng)樣的方式,確定拱頂(dǐng)欠厚的厚度為16. 7~ 26. 3 cm範圍;左拱腰(yāo)欠厚情(qíng)況下,並(bìng)沒有出現拉壓破壞的(de)情況;在左邊牆欠厚的情況下,臨(lín)界厚度為(wéi)3.5cm。
4 結論
結合工程實(shí)踐案例,在具(jù)體的二襯結構缺陷檢測的實踐中(zhōng),重點探討了基於二(èr)襯欠厚部位、欠厚程度等情況,並就相應的應力(lì)結(jié)構部分以及安全性問題(tí)進行探討,探討了二襯主要的缺陷表現為欠厚缺(quē)陷,並落實了不同結構所(suǒ)造成的內力分布的(de)具體情況,落實了二襯整體欠厚的(de)情況(kuàng)下,相關各(gè)個(gè)部門的臨界厚度的情況。總體來看,本文提出的(de)方法對於提升隧道二襯欠厚檢測及結構安全性水平(píng)有所幫助。