铁路隧道底鼓风险等级划分方法及控制措施研究.pdf

铁路隧道底鼓风险等级划分方法及控制措施研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版Vol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023文章编号：1009-6582（2023）04-0178-10DOI:10.13807/ki.mtt.2023.04.020收稿日期：2023-04-19修回日期：2023-06-03基金项目：国家自然科学基金面上项目（51978088）；SKLGP国家重点实验室自主课题（SKLGP2021Z007）.作者简介：赵万强（1970-），男，硕士，正高级工程师，主要从事隧道及地下工程方面的研究工作，E-mail:.通讯作者:路军富（1978），男，博士，教授，主要从事隧道及地下工程方面的研究与教学工作，Email：.铁路隧道底鼓风险等级划分方法及控制措施研究赵万强1路军富2汤 印1郑长青1（1.中铁二院工程集团有限责任公司，成都 610031；2.成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，成都 610059）摘要：高速铁路隧道仰拱底鼓问题会严重影响无砟轨道列车的运行速度及安全。为准确定量评价铁路隧道底鼓的风险程度，通过对国内多座铁路隧道底鼓变形的调研分析，结合未确知测度理论与改进层次分析法，对设计与运营阶段铁路隧道底鼓风险等级划分以及控制措施进行研究。考虑地质环境、隧道结构特征及底鼓特征等因素，在隧道设计阶段确定包含5个一级指标和11个二级指标的底鼓风险等级划分体系，在隧道运营阶段确定了包含6个一级指标和15个二级指标的底鼓风险等级划分体系；根据铁路隧道底鼓病害风险程度，铁路隧道底鼓风险等级分为、和级，基于隧道底鼓风险等级以及各指标对底鼓的影响规律，建立了铁路隧道底鼓风险等级评价方法及流程；针对设计和运营阶段铁路隧道底鼓风险等级，建立了相应的底鼓控制综合措施。关键词：铁路隧道；底鼓；风险等级划分；判定指标；控制措施中图分类号：U457+.2文献标识码：A引文格式：赵万强，路军富，汤 印，等.铁路隧道底鼓风险等级划分方法及控制措施研究J.现代隧道技术,2023,60(4):178-187+212.ZHAO Wanqiang,LU Junfu,TANG Yin,et al.Study on Risk Level Classification Method and Control Measures for RailwayTunnel Floor HeaveJ.Modern Tunnelling Technology,2023,60(4):178-187+212.1引 言近年来，我国高速铁路隧道底鼓问题频发，导致无砟轨道不平顺，严重影响列车的运行速度及安全性。袁 伟等1依托某运营隧道，通过变形监测、模型试验、数值模拟的方法对复杂地应力条件下的红层泥岩地层隧道持续底鼓的原因进行了分析；杜明庆2对高速铁路隧道仰拱结构的安全性提出了评价与分级方法并应用于实际工程；吴飞亚3通过理论分析、数值模拟和现场调查，研究了不同基底围岩膨胀作用下仰拱受力及变形规律，并提出了底脚锚杆、底脚+底板锚杆的底鼓控制措施；郑长青等4针对西南地区某铁路隧道底鼓严重区段隧底水平层状岩体分布深度、单层厚度、变形模量以及地层竖向应力进行研究，得到了隧道仰拱底鼓变形特征及影响规律；赵东波5建立了铁路运营隧道基底结构底鼓风险定量化评价体系，对隧道每个区段底部的状态进行综合评价并得到底鼓风险评价结果；Ma等6根据监测资料分析铁路隧道底鼓特征，通过数值模拟分析了不同弱化因素及深度对底鼓的影响，将底鼓状态分为了5个等级；Li等7研究发现层状岩体的变形特性是导致铁路隧道发生底鼓的主要原因，通过对岩石的加固能较好地抑制仰拱底鼓。国内很多学者针对高地应力、地下水、岩层产状、围岩性质等关键因素，对铁路隧道底鼓机理做了大量研究812，并且针对底鼓变形的程度，还提出了相对应的控制技术1317，但对于底鼓风险的严重性程度，还未有明确的等级划分。本文通过对铁路隧道底鼓影响因素的调研和分析，建立了铁路隧道底鼓风险等级指标划分体系，确定了底鼓风险指标的划分基准、权重以及测度函数，由此确定了铁路隧道底鼓风险等级划分方法，结合隧道底鼓各指标分级指标值，对铁路隧道的底鼓风险等级进行了判定，并提出相应的控制措施，为铁路隧道底鼓风险判断和治理提供了参考依据。178铁路隧道底鼓风险等级划分方法及控制措施研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGYVol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版2铁路隧道底鼓风险等级划分方法2.1铁路隧道底鼓风险等级划分指标体系通过对国内达成线YD隧道、西成线ZJY隧道、云贵线LSS隧道、沪昆高铁GW隧道等14座发生底鼓的铁路隧道的调研，统计和分析了铁路隧道底鼓影响因素，主要包括围岩性质、岩层产状、地应力、隧道跨度及埋深、仰拱的厚度与矢跨比、底鼓速率等，根据评价指标选取原则，确定了设计与运营阶段铁路隧道底鼓风险等级划分指标体系。（1）在隧道设计阶段，确定了岩石特性、岩体结构特征、地应力特征、隧道埋深特征、隧道跨度特征的5个一级指标，岩石饱和抗压强度、岩石膨胀性、岩层走向与隧道走向夹角、岩层倾角、层状岩体厚度、岩体完整程度、强度应力比、侧压力系数、最大水平主应力方向与隧道轴线方向夹角、隧道埋深及隧道跨度的11个二级指标，设计阶段底鼓风险等级划分指标体系如图1所示。图1 设计阶段铁路隧道底鼓风险等级划分指标体系Fig.1 Risk level classification indicator system for railway tunnel floor heave in design stage（2）在隧道运营阶段，考虑到铁路隧道的底鼓变形特征，在设计阶段的基础上，一级指标增加了隧道的仰拱特征和底鼓速率，其中隧道的仰拱特征包括仰拱曲率、仰拱厚度有效系数、仰拱混凝土强度有效系数与隧道跨度等，确定了6个一级指标和15个二级指标的底鼓风险等级划分指标体系，如图2所示。2.2铁路隧道底鼓风险指标划分基准根据铁路隧道底鼓风险程度及其底鼓段落的变形特征，将铁路隧道底鼓风险等级划分为4个等级，如表1所示。图2 运营阶段铁路隧道底鼓风险等级划分指标体系Fig.2 Risk level classification indicator system for railway tunnel floor heave in operation stage表1 铁路隧道底鼓风险等级划分Table 1 Risk level classification of railway tunnel floorheave定性描述风险等级低中高极高基于底鼓风险等级划分指标对隧道底鼓的影响规律研究成果，结合 铁路隧道设计规范（TB10003）、岩土工程勘察规范（GB50021）、铁路桥隧建筑物劣化评定 等相关规范及文献1820，将二级指标划分为、和级，并确定二级指标划分基准值。（1）设计阶段铁路隧道底鼓风险指标划分基准如表2所示。（2）运营阶段铁路隧道底鼓风险指标划分基准如表3所示。2.3铁路隧道底鼓风险等级划分指标权重根据改进层次分析法，对表2、表3中各项指标进行两两重要程度比较及排序，采用比例标度将其重要程度进行量化，在此基础上进行指标权重计算，得到铁路隧道底鼓风险等级一级和二级指标的权重。（1）设计阶段铁路隧道底鼓风险等级划分指标权重如表4所示。（2）运营阶段铁路隧道底鼓风险等级划分指标权重如表5所示。2.4指标未确知测度函数的构造未确知测度理论作为一种多指标综合评价的“未确知数学”理论，对于定性与定量指标共存、指标179铁路隧道底鼓风险等级划分方法及控制措施研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版Vol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023表2 设计阶段铁路隧道底鼓风险指标划分基准Table 2 Classification criteria for risk indicators of railway tunnel floor heave in design stage划分指标一级指标岩石特性岩体结构特征地应力特征隧道埋深特征隧道跨度特征二级指标岩石单轴饱和抗压强度Rc/MPa（有水）岩石膨胀性（自由膨胀率Fs）/（）（无水）岩石膨胀性（自由膨胀率Fs）/（）岩层走向与隧道走向夹角/（）岩层倾角/（）层状岩层单层厚度h/m岩体完整程度强度应力比Gn侧压力系数最大水平主应力方向与隧道轴线方向夹角/（）隧道埋深H/m隧道跨度l/m序X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11等级划分603004040603045252011.5破碎741305010058301540606090153020150.51较破碎4211.5305010020081215560909051515100.10.5较完整211.525070200300121450905100.1完整12709030014表3 运营阶段铁路隧道底鼓风险指标划分基准Table 3 Classification criteria for risk indicators of railway tunnel floor heave in operation stage划分指标一级指标岩石特性岩体结构特征地应力特征隧道埋深特征运营隧道仰拱特征运营隧道底鼓特征二级指标岩石单轴饱和抗压强度Rc/MPa（有水）岩石膨胀性（自由膨胀率Fs）/（）（无水）岩石膨胀性（自由膨胀率Fs）/（）岩层走向与隧道走向夹角/（）岩层倾角/（）层状岩层单层厚度h/m岩体完整成度强度应力比Gn侧压力系数最大水平主应力方向与隧道轴线方向夹角/（）隧道埋深H/m仰拱曲率k（矢跨比）仰拱厚度有效系数h/h仰拱混凝土强度有效系数F/F隧道跨度l/m底鼓速率v/（mm/月）序X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13X14X15等级划分603004040603045252011.5破碎74130501001/61/80.910.851580.1301540606090153020150.51较破碎4211.530501002001/81/100.750.90.750.858120.20.515560909051515100.10.5较完整211.5250702003001/101/120.60.750.650.7512140.5150905100.1完整1270903001/120.60.65141注：h为仰拱结构实际厚度；h为仰拱结构设计厚度；仰拱厚度有效系数为仰拱结构实际厚度与设计厚度的比值；F为仰拱结构实际混凝土强度；F为仰拱结构设计混凝土强度；仰拱混凝土强度有效系数为仰拱实际混凝土强度与设计混凝土强度的比值.180铁路隧道底鼓风险等级划分方法及控制措施研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGYVol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版表4 设计阶段铁路隧道底鼓风险等级划分指标权重Table 4 Weights of risk level classification indicators forrailway tunnel floor heave in design stage一级指标岩石特性岩体结构特征地应力特征隧道埋深特征隧道跨度特征一级指标权重0.1990.2390.3340.1040.124二级指标岩石单轴饱和抗压强度岩石膨胀性（有水）岩石膨胀性（无水）岩层走向与隧道走向夹角岩层倾角岩层厚度岩体完整程度强度应力比侧压力系数最大水平主应力方向与隧道轴线方向夹角隧道埋深隧道跨度二级指标权重0.1230.0760.0430.0620.0980.0360.1610.1010.0720.1040.124表5 运营阶段铁路隧道底鼓风险等级划分指标权重Table 5 Weights of risk level classification indicators forrailway tunnel floor heave in operation stage一级指标岩石特性岩体结构特征地应力特征隧道埋深特征运营隧道仰拱特征运营隧道底鼓特征一级指标权重0.0880.1680.2360.0730.1050.330二级指标岩石单轴饱和抗压强度岩石膨胀性（有水）岩石膨胀性（无水）岩层走向与隧道走向夹角岩层倾角岩层厚度岩体完整程度强度应力比侧压力系数最大水平主应力方向与隧道轴线方向夹角隧道埋深仰拱曲率仰拱厚度有效系数仰拱混凝土强度有效系数隧道跨度底鼓速率二级指标权重0.0330.0550.0300.0430.0690.0260.1140.0710.0510.0730.0430.0190.0160.0270.330量化分级、隶属度的确定等问题均能较好处理，应用效果较好。根据未确知测度理论直线型测度函数构建法则21，构建评价指标测度函数，并绘制评价指标的测度函数，以此确定各个评价指标的测度评级。（1）岩石特性指标测度函数如图3所示。图3 岩石特性指标测度函数Fig.3 Measure function of rock characteristic indicator 岩石单轴饱和抗压强度测度函数：C1:y=1(x 5)y=-0.1x+1.5(5 x 15)C2:y=0.1x-0.5(5 x 15)y=-0.07x+2(15 x 30)C3:y=0.07x-1(15 x 30)y=-0.03x+2(30 x 60)C4:y=0.03x-1(30 60)（1）岩石膨胀性测度函数：C1:y=1(x 0)y=-0.025x+1(0 x 40)C2:y=0.025x(0 x 40)y=-0.05x+3(40 x 60)C3:y=0.05x-2(40 x 60)y=-0.033x+3(60 x 90)C4:y=0.033x-2(60 90)（2）（2）岩体结构特征指标测度函数如图4所示。181铁路隧道底鼓风险等级划分方法及控制措施研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版Vol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023图4 围岩地质条件指标测度函数Fig 4 Measure function of geological condition indicator ofsurrounding rock 岩层走向与隧道走向夹角测度函数：C4:y=1(0 x 5)y=-0.1x+1.5(5 x 15)C3:y=0.1x-0.5(5 x 15)y=-0.07x+2(15 x 30)C2:y=0.07x-1(15 x 30)y=-0.07x+3(30 x 45)C1:y=0.07x-2(30 45)（3）岩层倾角测度函数：C4:y=1(0 x 10)y=-0.2x+3(10 x 15)C3:y=0.2x-2(10 x 15)y=-0.2x+4(15 x 20)C2:y=0.2x-3(15 x 20)y=-0.2x+5(20 x 25)C1:y=0.2x-4(20 25)（4）层状岩体单层厚度测度函数：C4:y=1(0 x 0.1)y=-2.5x+1.25(0.1 x 0.5)C3:y=2.5x-0.25(0.1 x 0.5)y=-2x+2(0.5 x 1)C2:y=2x-1(0.5 x 1)y=-2x+3(1 x 1.5)C1:y=2x-2(1 1.5)（5）（3）地应力特征指标测度函数如图5所示。图5 地应力特征指标测度函数Fig 5 Measure function of geostress characteristic indicator 强度应力比测度函数：C4:y=1(x 1)y=-x+2(1 x 2)C3:y=x-1(1 x 2)y=-0.5x+2(2 x 4)C2:y=0.5x-1(2 x 4)y=-0.3x+2.33(4 x 7)C1:y=0.3x-1.33(4 7)（6）侧压力系数测度函数：C1:y=1(0 x 0.8)y=-5x+5 (0.8 x 1)C2:y=5x-4(0.8 x 1)y=-2x+3(1 x 1.5)C3:y=2x-2(1 x 1.5)y=-2x+4(1.5 x 2)C4:y=2x-3(1.5 2)（7）最大水平主应力方向与隧道轴线方向夹角测度函数：C1:y=1(0 x 10)y=-0.05x+1.5(10 x 30)C2:y=0.05x-0.5 (10 x 30)y=-0.05x+2.5(30 x 50)C3:y=0.05x-1.5(30 x 50)y=-0.05x+3.5(50 x 70)C4:y=0.05x-2.5(50 x 70)y=1(70 x 90)（8）182铁路隧道底鼓风险等级划分方法及控制措施研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGYVol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版（4）隧道埋深特征指标测度函数如图6所示。图6 隧道埋深指标测度函数Fig 6 Measure function of tunnel depth indicator隧道埋深测度函数：C1:y=1(0 x 50)y=-0.02x+2(50 x 100)C2:y=0.02x-1(50 x 100)y=-0.01x+2(100 x 200)C3:y=0.01x-1(100 x 200)y=-0.01x+3(200 x 300)C4:y=0.01x-2(200 x 300)y=1(300 x)（9）（5）隧道跨度特征指标测度函数如图7所示。图7 隧道跨度特征指标测度函数Fig.7 Measure function of tunnel span characteristicindicator隧道跨度测度函数：C1:y=1(x 5)y=-0.33x+2.67(5 x 8)C2:y=0.33x-1.67(5 x 8)y=-0.25x+3(8 x 12)C3:y=0.25x-2(8 x 12)y=-0.5x+7(12 x 14)C4:y=0.5x-6(12 14)（10）（6）隧道仰拱底鼓特征指标测度函数如图8所示。图8 隧道仰拱结构特征指标测度函数Fig 8 Measure function of characteristics indicator for tunnelinvert structure 仰拱曲率测度函数：C4:y=1(0 x 1/12)y=-60 x+6(1/12 x 1/10)C3:y=60 x-5(1/12 x 1/10)y=-40 x+5(1/10 x 1/8)C2:y=40 x-4(1/10 x 1/8)y=-24x+4(1/8 x 1/6)C1:y=24x-3(1/8 x 1/6)y=1(1/6 x)（11）仰拱厚度有效系数测度函数：C4:y=1(0 x 0.6)y=-6.67x+5(0.6 x 0.75)C3:y=6.67x-4(0.6 x 0.75)y=-6.67x+6(0.75 x 0.9)C2:y=6.67x-5(0.75 x 0.9)y=-10 x+10(0.9 x 1)C1:y=10 x-9(0.9 1)（12）仰拱混凝土强度有效系数测度函数：183铁路隧道底鼓风险等级划分方法及控制措施研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版Vol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023C4:y=1(0 x 0.65)y=-10 x+7.5(0.65 x 0.75)C3:y=10 x-6.5(0.65 x 0.75)y=-10 x+8.5(0.75 x 0.85)C2:y=10 x-7.5 (0.75 x 0.85)y=-6.67x+6.67(0.85 x 1)C1:y=6.67x-5.67(0.85 1)（13）隧道跨度测度函数：C1:y=1(x 5)y=-0.33x+2.67(5 x 8)C2:y=0.33x-1.67(5 x 8)y=-0.25x+3(8 x 12)C3:y=0.25x-2(8 x 12)y=-0.5x+7(12 x 14)C4:y=0.5x-6(12 14)（14）底鼓速率测度函数：C1:y=1(x 0)y=-10 x+1(0 x 0.1)C2:y=10 x(0 x 0.1)y=-2.5x+1.25(0.1 x 0.5)C3:y=2.5x-0.25(0.1 x 0.5)y=-2x+2(0.5 x 1)C4:y=2x-1(0.5 x 1)y=1(1 x)（15）2.5铁路隧道底鼓风险等级划分方法依据未确知测度理论和改进层次分析法，确定铁路隧道底鼓风险等级具体划分方法为：（1）确定分级指标值根据隧道底鼓段工程地质信息、地应力信息、结构特征，确定分级指标值。（2）建立单指标测度矩阵根据隧道底鼓风险等级划分指标测度函数计算各指标测度，依据指标测度计算结果建立单指标测度矩阵公式见式（16）。(ijk)n p=i11i12i1pi21i22i2pin1in2inp（16）（3）计算多指标测度矩阵根据改进层次分析法计算指标权重，建立评价指标权重向量，再依据公式（17）求得多指标综合测度矩阵公式，见式（18）。ik=j=1nijkwj0 ik 0(i=1,2,.,m；k=1,2,.,p)（17）(ik)m p=11121p21222pm1m2mp（18）（4）置信度识别依据置信度识别准则（式（19），对多指标测度值累加求和，当累计和首次大于0.6时，即可判断最终隧道底鼓风险等级，隧道底鼓风险等级如表1所示。k0=mini=1kik,k=1,2,p（19）针对铁路隧道的底鼓程度，基于隧道底鼓等级划分方法，确定了具体的划分流程如图9所示。图9 铁路隧道底鼓风险等级划分流程图Fig.9 Flow diagram of risk level classification for railwaytunnel floor heave3铁路隧道底鼓风险控制措施由于仰拱结构的稳定性对隧道结构安全具有重要意义，在隧道设计与运营过程中，采用合理矢跨比、设置全环钢架以及对仰拱进行拆换、隧底采用锚杆加固等措施可以有效控制仰拱的位移，一定程度上能够控制隧道的底鼓变形。针对铁路隧道在不同阶段判断的底鼓风险等级，其控制措施如表6、表7所示。（1）设计阶段铁路隧道底鼓风险控制措施如表6所示。（2）运营阶段铁路隧道底鼓风险控制措施如表7所示。4工程应用184铁路隧道底鼓风险等级划分方法及控制措施研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGYVol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版表6 设计阶段铁路隧道底鼓风险控制措施Table 6 Risk control measures for railway tunnel floorheave in design stage初始风险等级低（级）中（级）高（级）极高（级）隧道设计阶段风险控制措施仰拱矢跨比：双线为 1/121/14，单线为1/81/10，设置全环钢架仰拱矢跨比：双线为1/10，单线为1/7，设置全环钢架仰拱矢跨比：双线为1/8，单线为1/6，设置全环钢架，隧底设置低预应力长锚杆（L=5 m）进行加固仰拱矢跨比：双线为1/8、单线为1/6，采用新型轨道结构（可调节高度）或新型仰拱结构（如：可压缩的仰拱结构、吸能降压的仰拱结构等），边墙设置大拱脚，仰拱增厚510 cm，设置全环钢架，隧底设置低预应力锚杆（L=8 m）进行加固采取措施后残余风险等级低（级）低（级）中（级）中（级）表7 运营阶段铁路隧道底鼓风险控制措施Table 7 Risk control measures for railway tunnel floorheave in operation stage初始风险等级低（级）中（级）高（级）极高（级）隧道运营阶段风险控制措施隧底采用中空注浆锚杆加固或锚管进行注浆加固隧底采用预应力长锚杆+锚索、底纵梁+注浆锚管、钢管桩+中空注浆锚杆等多种加固手段综合治理仰拱拆换，设置全环钢架，隧底锚杆加固或锚管注浆加固（5 m），设置大曲率（双线1/8、单线1/6）、强刚度的仰拱结构拆除重建，采用新型轨道结构（可调节高度）或新型仰拱结构（如：可压缩的仰拱结构、吸能降压的仰拱结构等），双线仰拱矢跨比为1/8、单线仰拱矢跨比为1/6，边墙设置大拱脚，仰拱增厚510 cm，设置全环钢架，隧底设置低预应力锚杆（L=8 m）进行加固或锚管进行注浆加固采取措施后残余风险等级低（级）低（级）低（级）低（级）选取成渝中线LQS隧道为设计阶段铁路隧道底鼓风险等级划分方法应用对象。（1）确定底鼓风险指标值根据隧道地质勘察信息，确定底鼓风险指标值如表8所示。表8 隧道底鼓风险指标值Table 8 Risk indicator values of tunnel floor heave一级指标岩石特性岩体结构特征地应力特征隧道埋深特征隧道跨度特征二级指标岩石单轴饱和抗压强度Rc/MPa（无水）岩石膨胀性（自由膨胀率Fs）/（）岩层走向与隧道走向夹角/（）岩层倾角/（）层状岩层单层厚度h/m岩体完整程度强度应力比Gn侧压力系数最大水平主应力方向与隧道轴线方向夹角/（）隧道埋深H/m隧道跨度l/m二级指标值5.010.6740200.5较破碎1.051.64822015.29（2）判定底鼓风险等级依据铁路隧道设计阶段底鼓风险等级划分方法，判定LQS隧道底鼓风险等级为级，底鼓风险高，隧道设计过程中采取了增大仰拱矢跨比及仰拱衬砌厚度等底鼓控制措施，LQS隧道仰拱矢跨比为1/7.5，初期支护仰拱厚度为0.3 m，二次衬砌仰拱厚度为0.65 m。选取达成线YD隧道为运营阶段铁路隧道底鼓风险等级划分方法应用对象。（1）确定底鼓风险指标值根据隧道底鼓段工程地质及地应力信息，结合隧道长期底鼓监测的变形速率特征，确定底鼓风险指标值如表9所示。（2）判定底鼓风险等级依据铁路隧道运营阶段底鼓风险等级划分方法，判定YD隧道底鼓风险等级为级，底鼓风险高，仰拱底鼓整治采取了拆换仰拱、增大仰拱矢跨比及仰拱厚度、增设长锚杆等控制措施，YD隧道仰拱矢跨比为1/7.5，二次衬砌仰拱厚度为0.6 m，整治后两年来该段未发生底鼓变形。5结 论本文为了能够对铁路隧道底鼓进行定量化的判定，通过建立铁路隧道底鼓风险等级划分指标体系、确定指标划分基准与权重、构造指标测度函数，开展185铁路隧道底鼓风险等级划分方法及控制措施研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版Vol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023表9 隧道底鼓风险指标值Table 9 Risk indicator values of tunnel floor heave一级指标岩石特性岩体结构特征地应力特征隧道埋深特征隧道跨度特征隧道底鼓特征二级指标岩石单轴饱和抗压强度Rc/MPa（无水）岩石膨胀性（自由膨胀率Fs）/（）岩层走向与隧道走向夹角/（）岩层倾角/（）层状岩层单层厚度h/m岩体完整程度强度应力比Gn侧压力系数最大水平主应力与隧道轴线夹角/（）隧道埋深H/m仰拱曲率k仰拱厚度有效系数h/h仰拱混凝土强度有效系数F/F隧道跨度l/m底鼓速率v/（mm/月）二级指标值9.9221.224550.30较破碎1.051.16752801/121.01.013.300.41了铁路隧道底鼓风险等级划分方法与控制措施的研究，主要得到如下结论：（1）考虑地质环境、隧道结构特征及底鼓特征等因素，建立了铁路隧道底鼓风险划分等级及指标体系。铁路隧道底鼓划分为、和级4个风险等级。在隧道设计阶段，确定了包含5个一级指标和11个二级指标的底鼓风险等级划分指标体系，而在隧道运营阶段，确定了包含6个一级指标和15个二级指标的底鼓风险等级划分指标体系。（2）基于隧道底鼓风险等级以及各指标对底鼓的影响规律，确定了设计及运营阶段底鼓风险判定指标分级基准，根据未确知测度理论构建了各指标测度函数，建立了铁路隧道底鼓风险等级评价方法及流程，为隧道底鼓等级判定提供了理论依据。（3）考虑隧道仰拱矢跨比、结构形式及围岩加固等多种方法，针对设计及运营阶段铁路隧道底鼓风险等级，建立了相应的底鼓控制综合措施，并在成渝中线LQS隧道以及达成线YD隧道工程中应用，应用效果较好。参考文献References1 袁 伟,路军富,刘金松,等.复杂地应力红层泥岩隧道持续底鼓原因分析J.现代隧道技术,2022,59(2):242-251.YUAN Wei,LU Junfu,LIU Jinsong,et al.Cause Analysis of Persistent Heaving of Tunnel Floors in Red-bed Mudstone with Complex Geo-stressJ.Modern Tunnelling Technology,2022,59(2):242-251.2 杜明庆.高速铁路隧道仰拱结构力学特性与安全性评价D.北京:北京交通大学,2017.DU Mingqing.Mechanical Properties and Safety 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