隧道病害研究现状与进展
公路隧道病害治理研究
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（2）涂刷防护层：在隧道表面涂刷防护材料，如聚氨酯、环氧树脂等，增强 材料的粘结力和耐磨性。
（3）更换损坏材料：将损坏的材料进行更换，选择耐久性强、质量好的材料 进行修补。
四、公路隧道病害治理研究现状
目前，国内外针对公路隧道病害治理的研究已经取得了一定的成果。在裂缝治 理方面，研究者们通过优化注浆工艺、选用高强度材料等方式提高了治理效果。 在渗漏治理方面，一些新型的防水材料和技术的应用也取得了良好的效果。针 对剥落治理，研究者们从材料选用、施工工艺等方面开展了深入研究。
三、公路隧道病害治理措施
1、裂缝治理
针对裂缝治理，可采取以下措施：
（1）表面封闭：在裂缝表面涂覆防水材料，如环氧树脂等，防止水分侵入。
（2）注浆加固：将环氧树脂等化学浆液注入裂缝内，提高隧道结构的整体性。
（3）钢板加固：在裂缝处粘贴 钢板，提高结构的承载能力。
2、渗漏治理
针对渗漏治理，可采取以下措施：
2、强化监测：采用先进的监测技术，对隧道结构进行实时监测，及时发现并 处理存在的病害。
3、快速修复：针对出现的病害，采用上述治理措施进行快速修复，提高治理 效率和质量。
六、应用前景
本次演示提出的综合治理方案对于公路隧道病害治理具有重要的应用价值。首 先，该方案可以提高公路隧道的整体质量和耐久性，减少维护成本；其次，该 方案可以延长公路隧道的服役寿命，提高隧道的运输能力；最后，该方案可以 为今后类似工程的病害治理提供借鉴和参考。
然而，公路隧道病害治理仍然存在一些问题，如治理效果不稳定、耐久性不足 等。这需要我们在今后的研究中继续深入探讨，提出更加有效的治理方案。
五、创新点
本次演示提出一种基于“源头控制+强化监测+快速修复”的综合治理方案，旨 在解决现有治理方法中存在的问题。具体创新点包括：
隧道病害整改情况汇报
隧道病害整改情况汇报隧道病害整改情况汇报。
为了保障隧道的安全运行，我单位对隧道病害进行了全面整改，现将整改情况进行汇报。
一、隧道病害整改的背景。
隧道作为交通基础设施的重要组成部分，其安全运行关乎着交通安全和通行效率。
然而，隧道在使用过程中难免会出现各种病害，如裂缝、渗水、掉石等，严重影响了隧道的安全性和可靠性。
因此，为了消除隧道病害，保障隧道的安全运行，我单位开展了隧道病害整改工作。
二、隧道病害整改的措施。
1. 裂缝处理，针对隧道墙面和顶板出现的裂缝，我们采用了专业的填缝材料进行修补，确保裂缝处的结构完整和密封性。
2. 渗水处理，针对隧道内部出现的渗水现象，我们进行了隧道内部排水系统的优化升级，加强了隧道内部的防水措施，有效减少了渗水问题的发生。
3. 掉石处理，隧道内部的掉石问题一直是隧道安全的隐患，我们对隧道内部的支护结构进行了加固和维护，确保了隧道内部的岩石稳定性，有效减少了掉石事故的发生。
4. 其他病害处理，除了以上列举的病害，我们还针对隧道内部的其他病害进行了全面排查和整改，确保了隧道的整体安全性和可靠性。
三、隧道病害整改的效果。
经过我们的努力，隧道病害整改工作取得了显著成效。
裂缝得到了有效修补，渗水现象得到了明显改善，掉石事故得到了有效遏制，隧道的整体安全性和可靠性得到了有效提升。
四、隧道病害整改的下一步工作。
隧道病害整改工作是一个长期的过程，我们将继续加强对隧道病害的监测和排查工作，及时发现并处理隧道内部的病害问题，确保隧道的安全运行。
同时，我们还将加强对隧道维护保养工作，延长隧道的使用寿命，为交通运输提供更加安全、便捷的通道。
五、结语。
通过对隧道病害的整改工作，我们有效提升了隧道的安全性和可靠性，为交通运输保驾护航。
我们将继续努力，不断完善隧道的安全设施，确保隧道的安全运行，为交通事业做出更大的贡献。
公路隧道病害检测评估研究进展
[18]
图 2 地下通道像处理技术在隧道工程中应用较少。冷彪 基于 VisualC＋＋开发了隧道掌子面图
像处理系统，该系统初步具备了掌子面图像管理和处理能力，并在裂缝检测记录分析方面得到了应
[20]
用。刘洋 开发了隧道掌子面图像处理系统，通过利用多项式方程实现图像几何校正、图像的灰度 线性变换和灰度窗口变换，对图像进行空域滤波增强处理，同时提取出图像目标区域的特征参数并
[10]
文献 分析了利用隧道病害整体调查与检测方法，介绍了数码相机、地质雷达、超声波、电磁
辐射、声发射等检测仪器的基本原理、使用方法以及在衬砌厚度、表面病害、混凝土强度等各种病
[11]
害检测中的应用。文献 详细介绍了无损和局部破损方法检测混凝土强度等力学参数的方法与程序。
[12]
[13]
杨正华等 分析了地震波法在隧道病害诊断中的应用。王连成等 介绍了地质雷达技术的基本原理，
曾为此对山阳新干线和铁路隧道进行了大量的病害检查和加固工作。我国高速公路隧道也曾发生过
类似事故，某高速公路隧道拱顶重约 15t的衬砌曾发生掉块砸落在隧道路面上，幸未造成车辆财产
损失和人员伤亡，但对隧道内行车形成巨大潜在威胁，且病害处治工作对该隧道运营造成了极大的
不便。图 1是我国公路隧道常见类型病害。
估方法进行研究很有必要。
图 1 常见隧道病害 1 隧道病害检测、评估方法研究进展
与医生诊病类似，隧道病害检测、评估需要利用肉眼观察和仪器设备检查和检测，也需要对观 察、检测结果进行正确的评价分析。准确、有效的隧道病害检测评估结果既依赖于病害检测设备性 能的提高，检测项目、程序的完善，也依赖于科学的评估评价方法。目前隧道病害检测、评估可分 为病害检查、病害检测及结果分析、病害成因分析、病害分级评判和病害结果评估 5个过程。根据 病害检测流程，本文就隧道病害检查方法、病害检测及结果分析、病害成因分析、病害评估、隧道 病害结构安全性 5个方面的研究现状和进展进行综述和分析。 1.1 隧道病害检查方法、频率和程序
隧道病害研究现状与进展
第3卷 第5期 地下空间与工程学报V o.l3 2007年10月 Chinese Journal o fU nderground Space and Eng i neering O ct.2007隧道病害研究现状与进展*刘海京1,2,夏才初1,朱合华1,罗鑫1(1.同济大学土木学院地下建筑与工程系,上海 200092;2.重庆交通科研设计研究院,重庆 400067)摘 要:根据国内外隧道病害研究现状,笔者对隧道病害研究方法和特点进行了分析与综述,结合隧道健康诊断与维修加固需要,指出了目前研究中存在的问题,在此基础上,提出了病害研究的总体思路。
关键词:隧道病害;隧道健康诊断;隧道维修与加固中图分类号:U457+.2 文献标识码:A 文章编号:1673 0836(2007)05 0947 07Studies on Tunnel D a m ageLI U H a i-ji n g1,2,X I A C ai chu1,Z HU H e hua1,L UO X i n g1(1.G eotechnical D e par t m ent,T ongji Universit y,Shanghai200092;2.Chongq i ng C o mm unica tion and D esign Instit u te,Chongqing400067,China)Abstract:Based on prev ious research on tunne l da m ages,the m ethods and proble m s o f t unne l da m age i nspec ti on,eva l uati on,d i agnos i s,m aintenance,repa ir and rei n f o rcem ent are analyzed and d iscussed,a t last s uggesti ons are proposed for f uture research.K eyword s:t unne l da m ages;tunne l da m age eva l uati on;t unnel repa ir and rei n f o rcem ent1 前言国内外调查研究表明[1~3],相当比例的隧道衬砌结构存在裂损、变形、掉块和渗漏水等病害现象,病害的存在会影响交通质量,威胁到隧道内行车的安全,缩短公路隧道的维护周期和使用寿命。
隧道病害快速检测技术现状与研究
该系统利用车载线扫描相机（图像分辨率为5000像素/行）沿着线扫描方向对隧道进行扫描检测。它所使用的图像分析方法是对源图像进行中值滤波和直方图归一化处理，并将阴影进行修正，通过应用动态阀门值得方法进行图像二值化处理，再利用膨胀和腐蚀等数学形态学运算方法除去孤立点并将连续裂缝提取出来。它包括工业相机、高能金属卤化物、编码器和自动对焦系统等组成。由于这个方法的工业相机图像分辨率不佳和没有考虑裂缝的几何形态，导致检测的裂缝最小宽度比实际值大。
2.1德国SPACETEC TS3检测系统
德国SPACETEC TS3检测系统由激光扫描器、红外线扫描仪、测距仪、设备箱、编码器和控制平台等部分组成。运用非接触测量技术对隧道外观质量如衬砌裂缝、露筋、渗漏水等进行检测，其使用的测量介质为激光和红外线。它是由德国SPACETEC公司首先研发出来的，在检测隧道过程中可以生成视觉影像、热影像和轮廓记录。通过德国SPACETEC TS3检测系统能够找出隧道衬砌表面的全部病害，准确判断病害是否发展。这个系统不需要固定光源，成像质量高，能在任何检测车上安装并使用，能够全方面地扫描检测处隧道衬砌渗水问题，以及渗水面积、裂缝的宽度和位置等信息。这种检测技术扫描速度快，检测精度高，能同时获得三维图像，检测图片更清晰，可对病害的发展进行分析对比，能够更全面、更客观和高效率的检测隧道，是世界上最先进的非接触式的隧道病害检测系统。
隧道病害快速检测技术现状与研究
摘要：隧道病害是威胁隧道内行车安全运行和缩短使用寿命的主要原因，因此如何高效率、准确地进行隧道检测，及时发现隧道病害，是隧道工程研究的一大热点。本文通过对基于摄像测量和激光扫描的隧道病害快速检测技术进行分析总结，分析两种类型的隧道病害快速检测技术的优缺点，提出隧道病害检测技术的发展方向，对隧道工程的检测工作和建立完善的检测系统具有重要指导意义。
隧道病害分级的现状及问题
2006 年第 5 期
罗 鑫, 等: 隧道病害分级的现状及问题
87 9
砌的腐蚀程度定量地分为四级( 见表 7) 。5地下工 程防水技术规范6[ 12] 用定性和定量相结合的方法 将隧道防水等级分为四级。表 8 还给出了一种按 最大允许渗漏量划分隧道防水等级的方法[ 13] 。从 上面可以看出, 目前对渗漏水的分级还是以定性分 级为主, 因此如何给出一个切实可行的渗漏水分级 标准还需要进一步研究。
2. 2 渗漏水的分级 渗漏水是隧道中最常见的病害。在我国铁路
隧道养护中[ 11] , 根据漏水程度将渗漏水 定性地分 为润湿、渗水、滴水、漏水、射水、涌水六级, 将环境 水对衬砌混凝土的侵蚀程度定量地分为三级。日
本道路隧道将漏水程度定性地分为四级, 并根据漏 水程度和部位对渗漏水分级( 见表 6) 。美国隧道 手册将渗漏水定量地分为轻度( 混凝土表面潮湿但 无滴水) 、中度( 流量小于 30 滴/ 分) 、重度( 流量大 于 30 滴/ 分) 。我国铁路隧道将渗漏水对隧道功能 影响程度定性地分为五级, 将漏水 P H 值对隧道衬
等级 A A ( 极严重)
A1( 严 重)
B( 较重) C( 中等) D( 轻微)
裂缝状态 长度 L > 10 m, 宽 度 a > 5 mm, 且变 形继 续发 展, 拱部开裂呈块状, 有可能掉落 L 为 5~ 10 m, a> 5 mm; 开裂使衬砌呈块 状, 在外力作用下有可能崩塌和剥落 L < 5 m 且 5 mm \ a \ 3 mm; 裂 缝有 发 展, 但速度不快 L < 5 m 且 a< 3 mm 一般 龟裂或无发展状态
美国隧道手册根据鼓出后产生的孔洞直径将鼓出分为当直径大于75mm14美国隧道衬砌鼓出的分级table14classificationingpopusa落下的块体大于砖块接近砖块接近集料剥落等级a1a210table10日本道路隧道衬砌剥落的分级classificationingspallingjapan部位有落下的可能无落下的可能鼓出直径3a2a1010505075鼓出等级轻度中度重度880从定性的角度将隧道基底翻浆冒泥的影响程度分为四级即一级底未发生冒水翻浆冒泥和沉陷二级基底出现微小裂缝有水冒出但未冒出泥浆三级底板开有水和泥浆冒出泥浆超过道渣底面但未超过枕木底面四级泥浆升至枕木以上无论是否淹过轨道为了评价隧道病害状况除了要对隧道病害进行分级外要给出在各个从目前的研究状况看需要加大隧道病害与隧道结构性能关系的基础性研究工作当前我国的公路隧道建设正处于一个快速发展时期公路隧道病害问题也比较严重需要针对目前出现的公路隧道病害问题进行研究需要我们在实践中不断的积累经验从而建立更合理的隧道分级方法需要进一步研究的问题从上面的隧道病害分级中可以看出国内外对隧道病害的分级从定性分级向定量分级或定性与定量相结合分级的方向发展从单一指标分级向多指标综合分级的方向发展从直接对病害本身进行分级发展到根据病害对隧道结构的影响程严重) < 4. 0 B( 较重) 4. 1~ 5. 0 C( 中等) 5. 1~ 6. 0 D( 轻微) 6. 1~ 7. 9
隧道病害整改情况汇报材料
隧道病害整改情况汇报材料根据隧道病害整改工作的安排部署，我单位积极组织相关人员，全力以赴开展整改工作。
经过一段时间的努力，现将整改情况进行汇报如下：一、整改工作进展情况。
针对隧道内部裂缝、渗水、沉降等病害问题，我们成立了专门的整改小组，对隧道病害进行了全面的调查和分析。
在确定了病害的具体位置和原因后，我们立即制定了整改方案，并组织施工人员进行了有针对性的修复工作。
目前，整改工作已经取得了初步成效，隧道内部的病害状况得到了有效控制。
二、整改工作存在的问题。
在整改工作过程中，我们也发现了一些问题。
首先是整改工作周期较长，由于隧道病害的复杂性和难度较大，整改工作需要耗费较长的时间。
其次是整改工作中遇到了一些技术难题，需要我们加强技术攻关和研究，以便更好地解决隧道病害问题。
此外，整改工作中的安全风险也需要我们高度重视，确保施工人员的安全。
三、下一步工作计划。
针对目前整改工作存在的问题，我们将进一步加强组织领导，完善整改方案，加大技术攻关力度，确保整改工作按时完成。
同时，我们还将加强对整改工作的监督和检查，确保整改工作的质量和效果。
另外，我们还将加强对施工人员的安全教育和培训，保障施工人员的安全。
四、结语。
隧道病害整改工作是一项重要的工作，关系到隧道的安全和正常运行。
我们将一如既往地高度重视整改工作，全力以赴，确保整改工作的顺利进行。
相信在全体工作人员的共同努力下，隧道病害问题一定能够得到有效解决，隧道的安全和稳定将得到有效保障。
以上就是我单位隧道病害整改情况的汇报材料，希望能够得到领导的认可和支持，也欢迎各位领导和同事对我们的工作提出宝贵意见和建议。
我们将不断努力，确保整改工作的圆满完成。
运营铁路隧道病害检测与整治现状
运营铁路隧道病害检测与整治现状摘要：在隧道施工过程中，要根据隧道施工条件和遇到的问题及时进行总结，改进优化施工方案。
本隧道锚杆施工过程中，经过对作业时间的摸索和总结，从方案的可行性、安全性、施工效率等方面不断调整和优化人员与机具配置，改进施工工艺，使作业效率极大提高，每组锚杆完成数量由起初十多米逐渐提升到了30~40m，使整治项目能够如期完成。
本文主要分析运营铁路隧道病害检测与整治现状。
关键词：运营隧道；病害；整治剖析；隧道病害引言施工过程中要加强监控量测，根据监控数据及时调整施工措施和进度，特别在隧道衬砌凿除过程中，必须严格按照设计要求控制每次凿除范围，做好工后检测，保证隧道施工安全。
注浆参数在施工过程中通过试验调整，注浆应严格控制压力，并在加压过程中对衬砌密切观察，防止对衬砌造成损坏。
1、隧道病害情况在铁路隧道运营过程中，部分线路隧道出现了不同类型的缺陷或病害。
隧道衬砌是承受地层压力、防止围岩变形坍落的主体建筑物。
衬砌承受地层压力的大小，主要取决于工程地质、水文地质条件和围岩的物理力学特性，同时与设计方案、施工方法、支护衬砌是否及时和工程质量的好坏等因素有关。
隧道衬砌存在的缺陷，隧道衬砌存在的缺陷主要有衬砌厚度缺陷、衬砌混凝土质量缺陷、衬砌背后空洞或回填不密实。
衬砌厚度缺陷的主要原因：岩体开挖不到位、模板支设出现偏差。
衬砌混凝土质量缺陷的主要原因：①麻面。
模板内表面粗糙、未清理干净、湿润不足，模板拼缝不严密而漏浆，混凝土振捣不密实，气泡未排出以及养护不规范。
②露筋。
绑扎钢筋或安装钢筋骨架时未放垫块或垫块位移、钢筋位移、结构断面较小、钢筋过密使钢筋紧贴模板，导致混凝土保护层厚度不足。
③蜂窝。
混凝土配比不准（浆少石多）或搅拌不匀、浇筑方法不当、振捣不合理，造成砂浆与石子分离；模板严重漏浆等。
④孔洞。
骨料粒径过大、钢筋配置过密导致混凝土下料中被钢筋挡住，混凝土流动性差、分层离析、振捣不实，混凝土受冻、混入泥块杂物等。
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第3卷 第5期 地下空间与工程学报V o.l3 2007年10月 Chinese Journal o fU nderground Space and Eng i neering O ct.2007隧道病害研究现状与进展*刘海京1,2,夏才初1,朱合华1,罗鑫1(1.同济大学土木学院地下建筑与工程系,上海 200092;2.重庆交通科研设计研究院,重庆 400067)摘 要:根据国内外隧道病害研究现状,笔者对隧道病害研究方法和特点进行了分析与综述,结合隧道健康诊断与维修加固需要,指出了目前研究中存在的问题,在此基础上,提出了病害研究的总体思路。
关键词:隧道病害;隧道健康诊断;隧道维修与加固中图分类号:U457+.2 文献标识码:A 文章编号:1673 0836(2007)05 0947 07Studies on Tunnel D a m ageLI U H a i-ji n g1,2,X I A C ai chu1,Z HU H e hua1,L UO X i n g1(1.G eotechnical D e par t m ent,T ongji Universit y,Shanghai200092;2.Chongq i ng C o mm unica tion and D esign Instit u te,Chongqing400067,China)Abstract:Based on prev ious research on tunne l da m ages,the m ethods and proble m s o f t unne l da m age i nspec ti on,eva l uati on,d i agnos i s,m aintenance,repa ir and rei n f o rcem ent are analyzed and d iscussed,a t last s uggesti ons are proposed for f uture research.K eyword s:t unne l da m ages;tunne l da m age eva l uati on;t unnel repa ir and rei n f o rcem ent1 前言国内外调查研究表明[1~3],相当比例的隧道衬砌结构存在裂损、变形、掉块和渗漏水等病害现象,病害的存在会影响交通质量,威胁到隧道内行车的安全,缩短公路隧道的维护周期和使用寿命。
资料显示[4],铁路隧道多次发生因隧道衬砌裂损、剥落、掉块而导致列车破损和脱轨等事件,其中最著名的是1999年年6月27日福冈县境内一座隧道边墙上重达200kg的混凝土块砸在高速行驶的列车上,日本西铁路公司曾为此对山阳新干线和铁路隧道进行了大量的病害检查和病害的加固工作。
隧道病害影响行车安全,造成安全事故,亟需科学、有效的分析与研究方法,分析评估病害产生对衬砌结构安全和使用性能造成的影响,为病害治理方法与对策提供依据。
目前隧道病害出现后,工程师只能结合隧道病害的表观特征和隧道所在地区的地质、气候、水文等信息,根据经验判断病害成因,并制定相应的加固方案和措施。
经验表明,隧道病害处治缺乏系统和科学的隧道病害研究理论、方法与程序,不可避免会导致不合理甚至错误的病害治理方案和措施,造成不必要的浪费或灾害,所以有必要展开系统、全面的隧道病害研究。
2 隧道病害研究现状隧道发生病害,如同人生病,只有 对症下药才能祛病强身。
与医学的研究方法类似,隧道病害的研究也包括 望闻问切、 对症下药等不同的阶段、方法和程序,只有遵循科学、合理的隧道病害研究方法与原则,找到隧道病害的 病根,评估*收稿日期:2007 03 28(修改稿)作者简介:刘海京(1977 )男,河北行唐人,博士生,主要从事隧道健康诊断研究。
E m a i:l psjjyy@ 基金项目:西部交通建设科技资助项目(2003-318-490-18)病情,方可 对症下药,达到 祛病强身的效果。
隧道病害研究的历史比较短,是崭新的研究方向,目前主要的研究方向主要包括以下的五个方面,下面简要进行综述与分析。
2.1 隧道病害检查与量测的研究准确的病害信息是病害成因分析、安全性能分析以及病害健康诊断的可靠性的保证,如同中医里 望闻问切,隧道病害研究需要借助不同检查和测量仪器与方法,检测不同类型病害表观形态、出现位置、发展趋势等基本信息。
隧道病害检查与量测的研究主要包括两个方面的研究内容,一方面是总体隧道病害综合检测的项目、程序与制度的研究,另一方面是具体病害检测方法与检测技术的研究,譬如利用地质雷达、声波、C T等技术对具体某一或某几种病害的检测研究与应用。
隧道病害最早出现在铁路隧道中,铁路工务部门很早就展开了隧道病害检查方法与量测技术的研究,高鹤江、刘修炜、铁道部工务局[5,6]较系统介绍了隧道限界检查、衬砌变形、衬砌裂缝、衬砌混凝土强度、隧道漏水、洞内有害气体、隧道冻害等病害基本检测方法。
公路隧道养护规范[7]规定了公路隧道病害的日常检查、定期检查、特别检查、专项检查的程序与方法。
关宝树对[4]日本铁路隧道和公路隧道对不同类型病害的检查方法、检查项目、检查步骤进行了介绍。
代高飞、郑立煌[8,9]对目前隧道常见病害调查的项目、方法做了较详细的介绍与说明。
文献[10~13]分析了利用隧道病害整体调查与检测方法,介绍了数码相机、地质雷达、超声波、电磁辐射、声发射等检测仪器的基本原理、使用方法以及在衬砌厚度、表面病害、混凝土强度等各种病害检测中的应用。
隧道病害检查与量测的研究还包括具体某单一类型病害的检测方法与技术的研究。
文献[14]详细介绍了无损和局部破损方法检测混凝土强度等力学参数的方法与程序。
杨正华[15]等分析了地震波法在隧道病害诊断中的应用。
周立功、张正国、杨惠林[16~18]等介绍了地质雷达技术的基本原理,以及该技术在隧道衬砌厚度、衬砌裂缝以及衬砌后空洞等病害检测中的应用。
文献[19~21]开展了地质雷达在衬砌混凝土、钢筋、孔洞等方面的测量技术的研究。
肖宽怀[22~24]等介绍了地震CT 技术、高密度电法在研究隧道周围围岩地质、水文信息的应用,提供了丰富的地层信息,为深入进行病害分析和处理措施提供了依据。
2.2 病害成因分析分析隧道病害研究中,只有明确隧道病害主要成因,才能采取有效的的病害处治方法与对策,所以病害成因分析历来是隧道病害研究的重点内容。
关宝树[4]根据病害成因将病害分为外力引起病害、材料劣化病害、其他病害三大类,并根据形成机理将每类病害细分为若干小类,并对每小类病害的病害特征、形成机理、病害具体形态等进行了详细的定性说明。
代高飞、郑立煌[8,9]对目前隧道常见病害调查的病害成因、特征都做了详细的综述与说明。
佘健,何川[25]等根据关宝树文献,将隧道病害分成了竖直荷载、塑性荷载、偏压坡面蠕动三类,并将该三类病害分成了四个等级,并提出了不同等级的病害处治措施,并利用有限元方法对竖直荷载的治理方法进行了验证。
黄镇南[26]通过对隧道的选址、地质条件所致病害以及隧道遗留病害的成因分析,提出病害的预防和整治措施。
杜世回[27]通过从软质岩石成分、力学性质、变形特征、地下水作用等方面分析了软岩地层的地质特征,推测了软岩区域隧道可能的病害成因、病害类型和病害特征。
公路隧道养护技术规范[7]将病害成因划分为松弛土压、偏压、地层滑坡、膨胀性土压、承载力不足、静水压、冻胀力、材质劣化、渗漏水、衬砌背面空隙、衬砌厚度不足、无仰拱等12大类。
2.3 隧道病害分类与等级除了 对症下药,还应当视病情下药,即所谓 重症下猛药。
已知隧道病害的表观特征和病害基本成因时,还应该进一步判断病害的对于衬砌结构承载能力和使用性能的影响程度,即所谓的病害健康诊断方法,这是隧道病害研究的重要内容。
只有准确的分析隧道病害成因和隧道病害等级,才能评判病害对结构健康状态的影响程度,为进一步采取维修治理措施奠定基础。
日本铁路隧道[4]利用健全度将铁路隧道和公路隧道的安全等级分为4个等级,并按照隧道总体检查和个别检查方法,对地压、劣化、渗漏水、剥落、开裂错动等病害制定了健全度判定基准。
姜松湖等[28]开发了铁路隧道病害诊断专家系统(Tunnel Default D i a gnosis,简称TDD),该系统可根据病害特征推定隧道病害成因,判断病害健全度,并利用层次分析法和模糊数学建立了健全度量化判断模型。
黄波[29]等将隧道病害分为结构类、防排水类、其他类三类,并将结构类病害进一步划分为衬砌变形、衬砌裂损、衬砌强度降低三个子类,其他类病害948地下空间与工程学报 第3卷即隧道照明、通风、限界等附属设施等病害类型,然后利用专家调查的方法,给出了各类病害的权重,按照模糊数学的方法对隧道病害运营状态进行了判别。
我国铁道部[30]1998实施的《桥隧建筑物劣化评定标准》将隧道病害分为隧道衬砌裂损、衬砌结构渗漏水、衬砌劣化等3大类病害,并将铁路隧道病害分为A、B、C、D四级,同时给出了不同类型病害劣化标准和等级评定方法。
我国公路隧道养护规范[7]规定了公路隧道土建结构的病害日常检查、定期检查、特别检查、专项检查的程序与方法。
其中专项调查方法仿照日本公路隧道,将病害分为外力、材料劣化、渗漏水病害3大类,并给出了隧道衬砌变形速度、裂缝长度与宽度以及发展速率、起层和剥落、衬砌断面强度降低、钢材腐蚀、隧道渗漏水等6小类病害的分级方法与判定标准。
2.4 隧道病害结构安全性评估的研究已知病害检测结果时,需要对结构的安全情况进行验算,荷载结构方法由于其最简便、直接等特点,也得到了初步的应用。
文献[12,18,31]通过对具体隧道衬砌裂损、渗漏水、衬砌强度、厚度、变形、孔洞等病害检测,根据荷载结构方法对结构的承载状态进行了简单安全性的计算。
王勇[32]利用ANSYS 对隧道的开挖和支护过程,计算了二维状态下不同厚度的衬砌的承受的荷载,并计算了结构的安全性。
刘永华[33]利用荷载结构方法和实际隧道衬砌统计参数,分析计算了隧道衬砌拱顶孔洞,衬砌厚度不足,裂缝存在时结构的可靠度,宋瑞刚、贾志清[34,35]利用地层结构方法分析了衬砌背后孔洞对于结构安全性的影响。
刘庭金[36]利用对隧道衬砌压力进行监测,根据监测到的衬砌压力,利用荷载结构方法对衬砌结构计算,并利用小偏心钢筋混凝土截面的强度验算公式对衬砌进行了断面强度验算。
2.5 隧道病害加固治理对策及工程治理实例实际运营的铁路隧道与公路隧道,已有多起隧道病害引发的安全事故,国内外开展了病害治理的室内模型试验研究与工程治理实例。
刘啟琛[33]根据碧鸡关隧道等工程实例及模型试验,介绍了锚喷法加固衬砌裂损的机理、施工工艺、施工设备与机械和研究成果,认为锚喷方法能够有效的提高裂损衬砌结构的承载能力。