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基于荷载铁路隧道衬砌裂缝产生的原因及对策研究.docx
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1、 基于荷载铁路隧道衬砌裂缝产生的原因及对策研究 乔朋庆万梅摘要随着铁路网络的完善隧道的占比不断提高,但衬砌裂缝严重影响隧道质量和安全,所以裂缝的治理也越来越引起人们的重视。文章主要分析了荷载下铁路隧道衬砌产生裂缝的原因,并对对裂缝存在的问题提出了围岩加固、二次衬砌表面补强和严格控制标注的方法等一些相应的裂缝预防治理措施。关键词衬砌裂缝 治理 围岩加固 二次衬砌表面补强一、绪论(一)研究背景及意义(1)研究背景。据统计,我国大陆2013年底运营铁路隧道有11074座,总长8938.78km;2014年在建的铁路隧道有4206座,长度7795.15kin;已规划有4600余座铁路隧道,总长1060
2、0km。铁路隧道作为铁路的重要组成部分其衬砌的裂缝的预防与治理也应引起重视。(2)研究意义。衬砌结构裂缝的产生不仅会影响美观而且会对结构的使用寿命(耐久性)及结构防水产生不利影响,因此混凝土衬砌的开裂是诱发其他病害的主要原因。对衬砌结构裂缝进行及时的补强工作是保证地下结构长期安全使用的关键。因此对铁路隧道衬砌裂缝的研究具有很大的意义。(二)国内外研究现状(1)国外研究现状。c.Carranza Tortes,M.Diederichs采用等效截面法,研究了圆形隧道复合衬砌的受力状况,并且对其安全性进行校核。在新世纪到来后,欧洲和日本一些研究者开始采用二维、三围有限体积法等一些新技术对火车进入隧道
3、后对隧道衬砌结构的影响进行研究。(2)国内研究现状。赵永明等针对云南某单线铁路隧道衬砌的裂缝情况,在隧道全部衬砌完成和回填压注工作结束后,采取锚固注浆的方法修复及加固衬砌结构。隧道与地下工程专家关宝树提出,对于隧道衬硕裂缝病害必须“早期发现、及时维护”,在施工过程中的质量控制中,采用游标卡尺、开裂规尺、相机及记录用纸来调查与描述衬砌表面裂缝状况。二、荷载引起的铁路隧道衬砌裂缝分类(一)铁路隧道衬砌结构不合理既有铁路隧道一般年代较久远,修建时期的勘测设计条件有限,而隧道穿越山体工程和水文地质条件复杂多变,设计阶段难以取得完整准确的地质资料。这就会导致隧道衬砌实际所受的荷载与设计荷载之间出现较大的
4、偏差,由于荷载与产期结构不相适应在铁路投入使用之后就会出现开裂。设计师在隧道设计时不能准确的判断周围岩石的受力情况,选择了不合适的衬砌类型就会导致所设计衬砌受力结构与实际所受之力存在差异。在长期的应力和列车行驶产生的应力的作用之下,隧道衬砌便会产生裂缝。(二)偏压(1)内因。在隧道衬砌结构设计时,对偏压型衬砌、后背挖空情况等相应的影响没有思考全面,边墙的基本结构镶嵌幅度太小并且没设计仰拱;在进行施工的时候,隧道的衬砌的后面有时会有孔洞、刹肩不良和厚度不足等各种情况。(2)外因。铁路隧道所处的位置不合适,在迎风口、软弱底层上、深度沟壑、岩桩、滑坡等地方容易导致隧道裂缝的产生。(三)外力引起的铁路
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