結合當前鐵路(lù)隧道發展的情況,結合自身從(cóng)事隧道檢測工程實踐經驗,分析了(le)隧(suì)道(dào)二襯檢測(cè)應該注意的(de)要點,並通過實踐案例(lì)分析了(le)襯砌結構安全性評價方法,以及開展了相關的計算工作,希(xī)望(wàng)對於全麵提升隧(suì)道檢測水平有所幫助。
關鍵詞:隧(suì)道檢測;二襯欠厚檢測(cè);檢(jiǎn)測方法(fǎ);結構安全性
當前,我國的鐵路事業在經(jīng)濟社(shè)會快速(sù)發展(zhǎn)的背景下迎來了空前發展機會,從實際情況下存在著施工水平不高(gāo)、地質環境負責等(děng)情況,部分隧道工程存在著質量缺陷。如果不加以重視,則會(huì)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的研究工作來看,二(èr)襯屬於(yú)保障隧道安全重要方麵,如果(guǒ)其存在(zài)著二襯欠(qiàn)厚的問(wèn)題,則意味著承載力偏低、承受力不合理等情況。考慮到二襯截(jié)麵為矩形梁的情況,存在著欠厚截麵的問題,這樣會造成明顯降低慣性矩與剛度(dù)的情況,也會造(zào)成偏離(lí)中性軸的情況,進而引發應力集中的影響,會造成容易出現高速列車運行引起的動力響應問題,也反作用在破壞襯砌方麵(miàn)。考慮(lǜ)到二襯欠厚的成因(yīn),從實際來看,主要涉(shè)及到土體塌落、超挖(wā)和欠挖、地質環境差和混凝土向(xiàng)下(xià)錯(cuò)動等方麵。
1 隧道二襯檢測
在(zài)具體檢測(cè)實踐中,選擇設備為SIR-3000 型探地雷達,並結合實際應(yīng)用工況(kuàng)要(yào)求(qiú)來配置高中低頻(pín)雷達天線,能滿足於16 MHz ~ 2. 2 GHz頻率範圍要求,並能配(pèi)置相(xiàng)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(mǎn)足於雷達主(zhǔ)機發射高速脈衝信(xìn)號的要求,具體速度能實現64 次/ s,並結合實際需求(qiú)來控製(zhì)每米進(jìn)行布測50個。
1. 1 探地雷達測線布置
隻有通過合理化布置相應的探地雷達檢測位置,方可進一步探測鐵路隧道襯砌病害問題(tí)。從(cóng)實際情況來看,主要涉及(jí)到(dào)的關鍵位置為拱頂、左拱腰、右拱腰、左邊牆、右邊牆以(yǐ)及仰拱等六個部分。同時(shí),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,這裏僅通過實(shí)際來落實前麵(miàn)五個關鍵位置的布置。
1. 2 探地雷達檢測結果統計
利用SIR-3000 型探地雷(léi)達來開展相應的(de)隧道二襯厚度檢測工作(zuò),經過相關的統(tǒng)計數表明,存在著二襯欠厚部位154處,襯砌背後空洞位置(zhì)有39處,而(ér)二襯欠(qiàn)厚且襯(chèn)砌背後空洞(dòng)情況為37處。這樣能有效表明借助於探地雷(léi)達檢測的有(yǒu)效性。
通過相關統計數據來看,影響隧道(dào)結構安全運營主要因(yīn)素為(wéi)二襯欠厚病(bìng)害,其將近占到了總體病害數的七成。同時,結合二襯欠厚對隧道結構影響情況,重點(diǎn)統計相關的內容,其中,拱頂的缺陷分布率所占比例較大(dà),究其原因,主要是考慮到建設實踐中(zhōng),在重(chóng)力影響作用下,特別沒有全凝固狀態下,可能存在著有效的支撐約束的過早拆除情況,容易出現向下塌落的問題,進而出現拱頂二襯缺陷的問題。
2 襯砌結構安全性評價方法
結合素混凝(níng)土(tǔ)二次(cì)襯砌截麵的安全驗算的(de)實際情(qíng)況,在進行(háng)相關的破損過程中的驗(yàn)算來看,可(kě)以明確相應的安全係數,反映出 襯砌結構安全(quán)性。在具體的結算過程中,結合初(chū)始偏心距的情況來進行處理,當其值超過0. 2d範圍,則按照(1)計算;而小於0. 2d則按照(2)計算相應的混凝土截麵偏心(xīn)受壓。
考慮到相應的隧道結構特點,在進(jìn)行地層壓(yā)力(lì)計算過程中,結合地層特點以及圍岩對襯砌結構的約束影響,選擇發揮出Winkler 地層模型的優勢來進行(háng)相關(guān)推斷。具(jù)體可以選擇相應的有限元的分(fèn)析方法,能實現襯砌結構上的分布荷載轉(zhuǎn)化為集中荷載(zǎi)作用(yòng)於節點的(de)要求,可以(yǐ)選擇相應的彈(dàn)簧模擬的圍岩約束的方(fāng)案(àn),通過集中荷載方式作用在節(jiē)點來進行相關的受(shòu)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(biǎo)明(míng),高速鐵路(lù)隧道所穿越大都(dōu)是Ⅳ級的地層圍岩,屬於深埋隧(suì)道的範疇。結(jié)合(hé)SIR-3000 型探(tàn)地雷達檢測的數據,整體上結合相應的情況(kuàng),落實在拱頂、拱腰、邊牆等關鍵位置存在著不(bú)同程度(dù)的缺陷問題。於是,選擇有限元分析軟件來進行相(xiàng)應的模型構建,其中,可以按照實況參數要求來(lái)構建模型,進行二襯結構的計算。利用(yòng)有限元仿真的方式,能明確(què)展示(shì)出結構各部(bù)位的內力情況(kuàng),並落實相應的安全係數。參考《鐵路隧(suì)道設(shè)計規範》的標準要求,應結合相應的襯砌截麵受力(lì)形式的不同來確(què)定相關安全係數。通過相關的計算,落實各部位安全係數的函數擬合操作,這樣(yàng)能有效保障最小安(ān)全厚度的要求。從相應的結算結果來看,其中。二襯整體欠厚h0/ h<0. 479的情況下,意味著拱頂受到拉力作用而遭到破(pò)壞,此時臨界厚度為19.8cm;同樣的方式,確定拱頂欠厚的厚度為16. 7~ 26. 3 cm範圍;左拱(gǒng)腰欠厚情況下,並沒有出現拉(lā)壓破壞的情(qíng)況;在左邊(biān)牆欠厚的情況下,臨界(jiè)厚度為(wéi)3.5cm。
4 結論
結合工程實踐案例,在具體的二襯結構(gòu)缺陷檢測的實踐中(zhōng),重(chóng)點探(tàn)討了基(jī)於二襯欠厚部位、欠厚程度(dù)等情況,並就相應的應力結構部分以及安全性問題進行探討,探討了二襯主要(yào)的缺陷表現為欠厚缺(quē)陷(xiàn),並落(luò)實了不同結構所造成(chéng)的內力分布的具體(tǐ)情況,落實了二襯整體欠厚的情況下,相(xiàng)關各個部門(mén)的臨界厚度的情況。總體(tǐ)來看,本文提出的方法對於提升隧道二襯欠厚檢測及結構安全性水平有所(suǒ)幫助。