PDF《王华公路隧道衬砌厚度不足对衬砌安全性影响》

第9卷第2期2009 年4月交通运输工程学报Journal of T raffic and Transportation Engineering Vol.

9 No.

2 Apr .

2009 收稿日期 : 2008-10 -12 基金项目 : 国家西部交通建设科技项目(

2003 318

490 18) 作者简介 : 王华牢(

1961 -) , 男, 陕西蒲城人 , 中交第一公路勘察设计研究院有限公司教授级高级工程师 , 工学博士 ,从事隧道设计研究. 文章编号 : 1671-1637( 2009)

02 -0032 -07 公路隧道衬砌厚度不足对衬砌安全性影响 王华牢1,

2 ,李宁1 ,褚方平3 ( 1.西安理工大学 水利水电学院 陕西 西安

710048 ;

2 .中交第一公路勘察设计研究院有限公司, 陕西 西安

710075 ;

3 .同济大学 土木工程学院, 上海 200092) 摘要: 针对Ⅲ级和 Ⅳ级围岩两种不同的支护形式 ,建立衬砌厚度不足计算模型 .在有无病害条件 下,比较隧道衬砌各位置的内力和安全系数, 并根据衬砌厚度不足病害程度和宽度 ,采用数值计算 的方法,分析公路隧道衬砌厚度不足对衬砌安全性的影响.分析结果表明: 隧道衬砌边墙、拱腰和 拱顶的弯矩 、 剪力和轴力都比较大 ,属于病害发生的敏感部位;

隧道衬砌出现厚度不足病害时 ,安全 系数显著减小;

衬砌安全系数随着病害程度的加剧 ,左边墙呈线性减小, 而拱腰和拱顶呈曲线形减 小;

衬砌安全系数随着病害宽度的增加, 先是显著减小 ,最后又有小幅增长, 但整体呈减小趋势 ;

随 着病害区域从边墙向拱顶转移 ,衬砌受影响的范围逐渐增大 . 关键词: 公路隧道;

衬砌;

厚度不足 ;

安全性;

数值分析 中图分类号 : U451 .

4 文献标志码 : A Effect of lining thickness lack on lining safety for highway tunnel WANG Hua-lao1 ,

2 , LI Ning1 , CHU Fang-ping3 ( 1. School of Water Resources and Hydroelectric Power, Xi an University of Technology, Xi an 710048, Shaanxi, China;

2. CCCC First Highw ay Consultants Co. , Ltd . , Xi an 710075, Shaanxi , China;

3. School of Civil Engineering , Tongji University , Shanghai

200092 , China ) Abstract: The calculation models of lining thickness lack were set up for surrounding rock Ⅲ and rock Ⅳ. The internal forces and safety factors of tunnel lining at various locations w ere compared under the conditions of tunnel linings with disease and w ithout disease .Using numerical methods , the effect of lining thickness lack caused by disease extent and range on lining safety were analyzed . Analysis result show s that the values of the bending moments , shears and axial forces at the w all , haunch and vault of lining are large , so these sections are belonging to the sensitive parts to disease. When thickness lack disease appears , the safety factor of tunnel lining significantly reduces . With the increase of disease degree , the safety factor of left w all linearly decreases , but the safety factors of haunch and vault curvily reduce . With the increase of disease width , the safety factor firstly decreases obviously and then increases in small range , but the overall trend is decrescent . With the transfer of disease region from w all to vault , the influenced region of lining increases gradually .

17 figs ,

14 refs . Key words: highw ay tunnel ;

lining ;

thickness lack ;

safety ;

numerical analysis Author resume: WANG Hua-lao( 1961- ) , male, senior engineer, PhD , +86 -29-88322888 , w anghl @ ccroad . com . cn .

0 引言目前中国已建隧道不同程度地存在着衬砌厚度 不足 、 裂缝、变形以及渗漏水等病害问题 [ 1-3] . 据5000座铁路隧道的统计资料 ,约占总数 1/3 的隧道 存在着衬砌结构裂缝和渗漏水等病害, 同时由于施 工条件、 施工方法以及隧道在使用过程中物理 、 化学 等作用的影响, 隧道会产生衬砌厚度不足、 衬砌背后 出现空洞等病害现象, 这些隧道病害对隧道的正常 使用会产生不利影响 [ 4-6] .当隧道衬砌厚度不足时 , 会使隧道产生较大的变形, 大大影响了建筑限界和 行车限界 ;