1、 北京交通大学硕士学位论文青藏铁路格拉段昆仑桥隧道衬砌裂损机理及整治技术研究姓名：汪婕舒申请学位级别：硕士专业：地下工程指导教师：贺少辉20090601 ； 籘 独 创性 说 明本 人声 明所 呈 交的 学 位 论 文 是本 人在导师 指 导下进行 的 研 究工 作和 取 得的 研究成 果 ， 除 了 文 中 特 别 加以 标 注和 致谢 之处 外 ， 论 文 中 不 包 含 其 他 人已经发表 或撰 写 过的 研 究成 果 ， 也不 包 含 为 获 得北 京 交通 大 学 或其 他 教 育 机 构 的 学 位 或证 书而 使 用 过的 材料 。 与 我一 同工 作的 同志对 本 研 究所 做
2、 的 任 何 贡 献 均 已在论 文 中 作了 明确的 说 明并 表 示了 谢 意 。学位 论 文作者签 名：月学位 论 文版权使 用授 权书月隧道 是 指在 既有的 建筑或土 石结构 中挖出 的 通 道 ， 是 铁路 、 公路 、 水 渠、 各类管 线 等遇 到 岩 、 土 、 水 体障碍时 开 凿 的 穿 过 山 体或水 体的 通 道 ， 供 交 通 立体化 、穿 山 越 岭、 地下通 道 、 越 江、 过 海 、 管 道 运 输 、 电缆地下化 、 水 力 工 程 的 使 用。大 部 分 隧道 是 为行 人 、 脚踏车 、 一般道 路交 通 、 机动 车 、 铁路 或运 河 等使 用，
3、小部 分 只 运 送水 、 石油 或其 他特 定 服务 ， 包 括 军 事及 商业 物 流等。 交 通 隧道 按 照 所处 地理 位置， 可 分 为 山 岭隧 道 、 城 市隧 道 和 水 底隧 道 ； 也 可 按 功 能 分 为 公路 隧 道 、铁路 隧道 和地铁隧 道 ， 是 我国 主 要的 隧道 类型 ， 也 是 本文 研究 的 主 要类型 。 铁路隧 道 和 公路 隧 道 的 施工 方 法 、 支护 结构 相同 ， 只 是 断 面 有差 别； 地铁隧 道 和 铁路 、公路 隧 道 也 有很 多相同 之处 。隧道 病 害是 一个 世 界性的 难 题 。 由于运 营 年限、 地质条件 、
4、气 候 条件 、 设计施工 等因 素 的 影响 ， 使 运 营 隧道 病 害数 量 越来 越多， 具 体表 现 在： 衬 砌 结构 变 形侵限、 开 裂 、 错 台 、 掉块 、 坍 塌 、 渗 漏 水 、 基 底翻 浆 冒 泥 、 下沉 、 底鼓 等。日 本是 隧 道 较多的 国 家。 年， 日 本对 座 隧 道 进 行 调 查， 渗 漏 水 的 有 座 ， 占 ， 漏 水 长 度 达 。 年， 日 本北 海 道 匪 淼 乐 杏 北 京 交通大学 硕 士 学 位 论文纵 向 裂缝纵 向 裂缝 一 般分 布 在拱 腰 和 边 墙 部 位 ，拱 顶 较 少。 双 线 隧 道主 要 产 生在拱 腰
5、 ，单 线 隧 道主 要 产 生在边 墙 。 从受 力 分 析 来看 ，拱 项 混 凝 土 衬砌 一 般是 内 缘受 压 力形 成内 侧 挤压 衬砌 开裂、剥 落 掉 块； 拱 腰 部 位 主要 是 混 凝 土 内 缘受 拉 力 张 开； 拱脚部 位 裂缝 则 会 产 生衬砌 错 动 ，导 致 掉 拱 。 边 墙 裂缝 常因 混 凝 土 衬砌 内 缘受 拉 张开而错 位 ，使 整个 隧 道失 稳 。图 隧 道纵 向 裂缝 示意 图环 向 裂缝环 向 裂缝 ，主 要 由纵 向 不 均 匀 荷 载 、围 岩 地 质变 化 、沉 降 缝 处 理 不北 京 交通大学 硕 士 学 位 论文着 渗透 水
6、通过 裂 缝 到 达 衬 砌 表面， 水 分 蒸发后 留 下的 碱 性 盐 沉淀 ， 会 形 成 泛 碱 现无 损 检 测 在隧道 衬 砌检 测 中 的 应用目前可用 于 隧道 衬 砌检 测 的 无 损 检 测 方法子 技术 以及 光 学技术 。几 种 检 测 方法 的 优 缺 点 如表 所示 。【 表 隧道 无 损 检 测 各种 技术 的 优 缺 点地 震波反 射 法微 地 震波法 和声波传 播 分 析 法超 声 波法 一 反 射和间 接表 面 传 播法桥梁隧道 的 地 层 检 测北 京 交通大学硕 士 学位论文隔 热 检 查 、隧道古 迹、建 筑 物、隧道表 地 质雷达 、温 度场照 相
7、技术 和光 谱 分 析 检 测 系统 检 测 缺 陷对 比 实 例温 度场照 相 技术孔 洞 和湿 块衬 砌表 面 湿 块铁 路隧道 衬 砌检 测 技术 现状涮 速度 糽 一 。 选种 人 工 手 持 雷达 天线 进 行 隧道 衬 砌检 测 的 方法 在我 国 铁 路隧道 衬 砌检 测 中十 分 常 见 。这 种 方法 与 传 统 检 测 方法 相 比 ， 具 有 对 衬 砌无 损 伤 、速度更 快 、精 度更 高 等优 点 。但是其 检 测 速度仍 然 不 高 ， 而 且 检 测 后 进 行 地 质雷达 图 像 后 处 理及判 读时 间 都 很 长。要想从 雷达 图 像 中 了解 村 砌的
8、厚度及 准 确的 技术 状 态 ， 读图 人员不 仅要有 隧道 专 业知识 ， 还 要具 备 较 丰 富的 雷达 专 业知识 。圈 地 厢 雷达 检 测 隧道 衬 砌隧道 村砌状 态检 测 技术 发 展 趋势北 京 交通大学 硕 士 学 位 论文在 国外 ，如 瑞 士 、 德 国、 美 国、 日 本 等 国的 铁路隧 道管理 部 门 ，都 制订 了相 应 的 铁路运营隧 道的 管理 、 维 修 规范，规定了隧 道衬砌 检 测方 法、 检 测周 期及对 检 测结果 的 评 定方 法和 处理 措施。 虽 然 各国采 用 的 检 测方 案 略 有差 异 ，但是 总的 思路是 一样的 ，都 着眼于 规
9、范隧 道检 测，并积 极为隧 道建 立 相 应 的 检 测、维 修档案 。隧 道衬砌 裂 损 评 定模型渗漏 水 的 分 级冻 害 ： 我 国铁路隧 道根 据 冻 害 对 隧 道功 能 影 响程 度将 冻 害 分 为五 级 。底 面 ，但 未 超 过枕 木 底 面 募 泥 浆 升至 枕 木 以上无 论是 否淹过轨 道 对 衬砌 状 态 的 量化 评 价 模型我 院的吴 江 滨博 士 也对 衬 砌 状 态的综 合评 价 系统 进行了 研 究 ， 在 他 的多 篇论湍 徒 应用 层 次 分 析 法 可得 出病 害层 次 结 构模型， 如 图 所 示 。第锍 潭蝱 萎 窦 蓑薹 霎喜其 他类 型病
10、害隧 道 病 害综 合评 价第锍 潭蝱 圣 巢 嚣蓑冀喜北 京 交通大学硕 士 学位 论 文世 纪 年代 开 始， 随 着 环氧 树 脂 粘接 剂 的发明 ， 外 部 粘贴 钢 板 加 固 法 出现了 。这 种 加 固 方 法 是 使用 环氧 树 脂 等 粘接 剂 把 钢 板 等 高 强材 料 粘贴 在 被 加 固 的构件的表 面 ， 使其 能与 被 加 固 构 件共同工作 ， 以 达到补 强加 固 的目 的。早 在 世 纪年代 ， 美 国 新泽 西州就 采用 环氧 树 脂 对 公路的路面 进行修复 。到年代 ， 这 一技 术 已经 被 发达国 家 广 泛 应用 与 公路、铁 路、水 利 工程
11、和 军事设 施 的维护 和 加 固 。年代 ， 各 类 性 能优 良 的建 筑 结 构 胶相继出现 ， 将 其 应用 领 域扩 大到更多 的方 面 ，如 桥 桩 的基 础 施 工、高 层 建 筑 及公路桥 等 的加 固 、修复 ， 用 以 提 高 建 筑 物 的承载能力 。澳 大利 亚 悉尼 歌 剧院将 建 筑 胶用 于 屋 盖 的拼 装粘接 就 是 建 筑 结 构 胶应用 的经 典 。年代 ， 英 国 将 厚 的钢 板 粘接 于 一 座 公路桥 面与 侧 面， 使这 座 原 来 限载 量 的桥 通过 的载 重 卡 车。进入 年代 ， 应用 更加 普 遍 ， 如 日 本 的阪 神大地 震后，
12、损 坏 的桥 梁 均 大量 使用 环氧 建 筑 结 构 胶橐核 榉 中进行加 固 、修复 ； 其 胶种 亦 日 益 丰富， 除 粘接 用 外 还 有锚 固 用 、灌 注 用 和 堵漏用 等 ， 使建 筑 结构 胶在 建 筑 胶粘剂 的发展中更具 重 要 的地 位 。我 国 的建 筑 结 构 胶出现 于 年代 初期 。年， 由 法 国 援建 辽 阳 化 纤 的一 座变 电 楼 的承载 梁 因设 计上配筋不 足， 有几 根梁 多 处 出现 裂 纹 ， 采用 法 国 西卡 杜尔号 建 筑 结 构胶， 将 钢板 粘贴 在 梁底 部 加 固 补 强， 达到了 原 设 计强度 。从 年至今， 全 国 用
13、建 筑 结 构 胶对 各 种 钢 筋混 凝 土 梁 、柱 、板 进行加 固 工程已有近 万项 之多 、尚 未 发现 质 量 问 题 及掉板 情 况。随 着 市 场 与 工程实 际 的需 要 应用 范 围 不 断 扩大， 从 一 般 梁 的加 固 扩 大到市 政工程， 从 公路桥 加 固 扩 展到铁 路桥 ， 从 一 般 的动载 荷建 筑 加 固 到抗 地 震、消 除 共振 的特 种 加 固 等 。世 纪 末， 随 着 国 际 市 场 纤 维价 格 的大幅度 降低， 一 种 类 似 于 粘钢 加 固 方 法的外 贴 纤 维复 合材 料 加 固 法 逐渐 引 起人们 的关 注 。年， 瑞士 国 家
14、 实验室 首 先开 始了 外 贴 纤维复 合材 料 加 固 的实验研 究 。随 后， 各 国 学者 开 始在 该 领 域开 展了广 泛 的研 究 。美 国 、日 本 等 国 家 已经 制 定 了 外 贴 纤 维复 合材 料 加 固 的有关 技 术 标准 ， 我 国 碳 纤 维加 固 的标 准 也在 年通过 。前言 主要研 究 内容分 析，找 出 其 中的初 步规律 ；要裂 损 产生的原 因 ； 工 程 概 况昆 仑 桥隧 道 衬痂 裂 损 情况 谓查 ，走 向趋 于 幕 西向。隧 隧 道 两 端洞口 级 围 岩 地 段 设中空 注浆 锚扦 加 固围 岩 。 隧 道 进出 口 各 段 岸 扇 靶 脊 茉 胧 ， 钠鲋 咛宀 问 榭黾 。昆 仑 桥隧 道 衬砌 裂 损 情况 调查 级 围 岩 地 震 设防 偏 压段 衬砌 断面 图 昆 仑 桥隧 道 衬砌 裂 损 情况 调查 怼 辽 。北 京 交通大学 硕 士 学 位 论文道 床类 型 ：隧 道 内 铺 设 碎 石 道 床。工 程 地 质 特 征水 文 地 质 特 征本 隧 道 未 见 有 地 下 水 出 露。地 震基本 烈 度 及 气象资料平均 气温 平均 降 水 量 寥 雷畲蠖 辰 嵘 疃 任 。
