CN112381283A - 一种隧道病害整治方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于隧道与地下工程建设领域，提供了一种隧道病害整治方法，包括以下步骤：现场调查、试验分析、致害机理、应对措施、风险预测和监测验证；现场调查检测隧道病害分布、类型、状态，采用对地质钻芯及衬砌结构取样等方法进行试验分析、明确隧道病害机理，采取针对性病害整治措施、对病害整治施工进行风险预测，根据监控量测数据调整病害整治应对措施及施工参数。本发明能够实现对隧道病害的有效控制并满足隧道安全运营要求。
Description
技术领域
本发明属于隧道与地下工程建设领域，特别涉及一种隧道病害整治方法。
背景技术
随着我国经济的发展以及科技进步，铁路工程建设越来越多，在这样的大环境下交通运输行业在迅猛发展，铁路作为交通运输行业的重要组成，其建设工作也在如火如荼的开展，保障铁路工程的建设质量是保障我国交通运输有效开展的关键。铁路隧道病害是严重影响铁路质量的因素，并且铁路隧道病害的种类非常多，造成铁路隧道衬砌病害的原因也很多，所以需要针对性的进行分析，并且找出合理的应对措施，针对性进行病害整治，提升铁路隧道的质量。在长期的铁路隧道病害整治工作中，各路局工务部门通过多年的探索，已掌握了一套病害治理办法和治理标准。但是由于资金不足及行车的需要，目前病害治理的方法仍然停滞在突击式局部修补，仅能满足临时行车的需要，无法满足隧道工程建设的需要。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种隧道病害整治方法，实现对隧道病害的有效控制并满足隧道安全运营要求。
本发明采用的技术方案是：一种隧道病害整治方法，包括以下步骤：
(a)现场调查：通过隧道的表观特征、既有隧道的竣工资料、隧道病害整治及大修资料和无损检测结果，对隧道病害进行评定，再结合隧道工程地质、水文地质及对行车安全的影响，进行隧道安全等级评价；
(b)试验分析：获取围岩及衬砌结构基本物理力学特性，求解其本构关系，为后续应对措施制定提供基础参数；
(c)致害机理：结合前述的现场调查结果和试验分析结果，对病害分类并推定导致该类病害原因；
(d)应对措施：针对隧道病害类型、状态及成因，从而制定出相应的病害整治方案，对症整治病害；
(e)风险预测：结合致害机理和应对措施对病害发生段隧道的整治效果进行预测，同时，结合全线隧道地层、衬砌结构和周边环境的影响程度按照分析的致害机理进行风险评估，预测隧道结构受力发展趋势，对全线隧道分段进行安全性评估，将高度风险段落及时纳入整治范围；
(f)监测验证：通过对隧道病害整治施工过程中采集到的围岩和衬砌结构力学监测数据进行判断和验证分析，调整应对措施和施工参数。
步骤(a)中对隧道安全等级评价是根据运营隧道的衬砌情况来确定，分为下述四个安全等级，如下表所述：
其中AA和A1等级需要采取整治措施，B级需要加强监测，C级可暂不处理。
所述步骤(b)采用现场原位实验、室内模型实验和数值模拟三种方法中的一种或几种；所述现场原位实验为选择有代表性的断面进行钻探、取样和量测的原位试验工作，以取得反映实际情况的基础数据；所述室内模拟实验是根据现场提供的物性指标，根据相似原理配置相似材料，在室内模拟现场施工方法，并测定所需实验参数的方法；所述数值模拟是将现场原模型化，利用计算机高速计算性能，用数值模拟现场施工方法，以取得所需的数据。
所述步骤(c)中，致害机理按照隧道部位进行分类确定，分为拱部、边墙和底部；病害原因分为外因、内因和综合原因，其中外因为外力和环境因素，内因为设计、施工和材料因素，综合原因为外因和内因同时具备。
步骤(d)中，应对措施包括优化断面结构受力性能、加强地下水堵排处理、优化衬砌结构施工工艺和改变支护结构材料。
所述步骤(e)中，所述风险评估是按照不同致病机理和隧道部位进行风险评估，考虑发生的可能性和危害程度，按照下表中的风险因素，综合评估风险程度，
表中“★”表示该风险因素用于评估该风险事件。
所述步骤(f)中，所述监测数据进行判断和验证分析为通过隧道病害整治施工过程中现场量测的数据进行反馈分析，在动态反馈的基础上对病害整治将要产生的变形和受力分析。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：本发明采用六个阶段，现场调查及检测隧道病害分布、类型、状态，采用对地质钻芯及衬砌结构取样等方法进行试验分析、明确隧道病害机理，采取针对性病害整治措施、对病害整治施工进行风险预测，根据监控量测数据调整病害整治应对措施及施工参数，使隧道病害整治从现有的盲目性和局部突击性向系统化、标准化方向发展，避免了盲目设计及施工，最终实现对隧道病害的有效控制并满足隧道安全运营要求。
本发明的现场调查阶段，在获取隧道的表观特征信息的同时收集多方面的信息，综合进行隧道安全等级评价，不同安全等级采取不同的处理方式；试验分析采用三种不同方法，互为补充，获得更为准确的基础参数；基础参数与安全等级结合，可以直观而准确的确定病害分类，推定导致该类病害原因，可以更好的选取适当的应对措施，提高隧道病害整治效果；设立的风险预测阶段着眼于全线隧道段，在对病害发生段隧道的整治效果进行预测的同时对全线隧道段进行分析，将高度风险段落也纳入整治范围，更为有效的控制隧道病害并满足隧道安全运营要求；最后在监测验证阶段对整治施工过程进行监测、验证分析，及时调整应对措施，提高隧道病害整治效果。
附图说明
图1为本发明实施例的流程示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
本发明的实施例提供了一种隧道病害整治方法，如图1所示，其一种隧道病害整治方法，包括以下步骤：
(a)现场调查：通过隧道的表观特征、既有隧道的竣工资料、隧道病害整治及大修资料和无损检测结果，对隧道病害进行评定，再结合隧道工程地质、水文地质及对行车安全的影响，进行隧道安全等级评价；
对隧道安全等级评价是根据运营隧道的衬砌情况来确定，分为下述四个安全等级，如下表所述：
其中AA和A1等级需要采取整治措施，B级需要加强监测，C级可暂不处理。
(b)试验分析：获取围岩及衬砌结构基本物理力学特性，求解其本构关系，为后续应对措施制定提供基础参数；
试验分析采用现场原位实验、室内模型实验和数值模拟三种方法中的一种或几种，三种方法互为补充；所述现场原位实验为选择有代表性的断面进行钻探、取样和量测的原位试验工作，以取得反映实际情况的基础数据；所述室内模拟实验是根据现场提供的物性指标，根据相似原理配置相似材料，在室内模拟现场施工方法，并测定所需实验参数的方法，该方法一般仅在其余手段无法验证结果时采用；所述数值模拟是将现场原模型化，利用计算机高速计算性能，用数值模拟现场施工方法，以取得所需的数据。
(c)致害机理：结合前述的现场调查结果和试验分析结果，对病害分类并推定导致该类病害原因；
致害机理按照隧道部位进行分类确定，分为拱部、边墙和底部；病害原因分为外因、内因和综合原因，其中外因为外力和环境因素，内因为设计、施工和材料因素，综合原因为外因和内因同时具备。
(d)应对措施：针对隧道病害类型、状态及成因，从而制定出相应的病害整治方案，对症整治病害；
应对措施一般包括优化断面结构受力性能、加强地下水堵排处理、优化衬砌结构施工工艺和改变支护结构材料。应对措施是本领域的成熟技术。
(e)风险预测：结合致害机理和应对措施对病害发生段隧道的整治效果进行预测，同时，结合全线隧道地层、衬砌结构和周边环境的影响程度按照分析的致害机理进行风险评估，预测隧道结构受力发展趋势，对全线隧道分段进行安全性评估，将高度风险段落及时纳入整治范围；
所述风险评估是按照不同致病机理和隧道部位进行风险评估，考虑发生的可能性和危害程度，按照下表中的风险因素，综合评估风险程度，
表中“★”表示该风险因素能够用于评估该风险事件。例如，地形地貌因素只用于评估衬砌变形的风险事件；地应力因素能够评估衬砌变形、衬砌开裂和衬砌压溃三种风险事件。
(f)监测验证：通过对隧道病害整治施工过程中采集到的围岩和衬砌结构力学监测数据进行判断和验证分析，需要时及时调整应对措施和施工参数。
所述监测数据进行判断和验证分析为通过隧道病害整治施工过程中现场量测的数据进行反馈分析，在动态反馈的基础上对病害整治将要产生的变形和受力分析。
综合以上六个阶段进行隧道病害整治，使隧道病害整治从现有的盲目性和局部突击性向系统化、标准化方向发展。
以上通过实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。本发明的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，在本发明的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖保护范围之内。
Claims (7)
1.一种隧道病害整治方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)现场调查：通过隧道的表观特征、既有隧道的竣工资料、隧道病害整治及大修资料和无损检测结果，对隧道病害进行评定，再结合隧道工程地质、水文地质及对行车安全的影响，进行隧道安全等级评价；
(b)试验分析：获取围岩及衬砌结构基本物理力学特性，求解其本构关系，为后续应对措施制定提供基础参数；
(c)致害机理：结合前述的现场调查结果和试验分析结果，对病害分类并推定导致该类病害原因；
(d)应对措施：针对隧道病害类型、状态及成因，从而制定出相应的病害整治方案，对症整治病害；
(e)风险预测：结合致害机理和应对措施对病害发生段隧道的整治效果进行预测，同时，结合全线隧道地层、衬砌结构和周边环境的影响程度按照分析的致害机理进行风险评估，预测隧道结构受力发展趋势，对全线隧道分段进行安全性评估，将高度风险段落及时纳入整治范围；
(f)监测验证：通过对隧道病害整治施工过程中采集到的围岩和衬砌结构力学监测数据进行判断和验证分析，调整应对措施和施工参数。
2.如权利要求1所述的隧道病害整治方法，其特征在于：步骤(a)中对隧道安全等级评价是根据运营隧道的衬砌情况来确定，分为下述四个安全等级，如下表所述：
其中AA和A1等级需要采取整治措施，B级需要加强监测，C级可暂不处理。
3.如权利要求1所述的隧道病害整治方法，其特征在于：所述步骤(b)采用现场原位实验、室内模型实验和数值模拟三种方法中的一种或几种；所述现场原位实验为选择有代表性的断面进行钻探、取样和量测的原位试验工作，以取得反映实际情况的基础数据；所述室内模拟实验是根据现场提供的物性指标，根据相似原理配置相似材料，在室内模拟现场施工方法，并测定所需实验参数的方法；所述数值模拟是将现场原模型化，利用计算机高速计算性能，用数值模拟现场施工方法，以取得所需的数据。
4.如权利要求1所述的隧道病害整治方法，其特征在于：所述步骤(c)中，致害机理按照隧道部位进行分类确定，分为拱部、边墙和底部；病害原因分为外因、内因和综合原因，其中外因为外力和环境因素，内因为设计、施工和材料因素，综合原因为外因和内因同时具备。
5.如权利要求1所述的隧道病害整治方法，其特征在于：步骤(d)中，应对措施包括优化断面结构受力性能、加强地下水堵排处理、优化衬砌结构施工工艺和改变支护结构材料。
6.如权利要求1所述的隧道病害整治方法，其特征在于：所述步骤(e)中，所述风险评估是按照不同致病机理和隧道部位进行风险评估，考虑发生的可能性和危害程度，按照下表中的风险因素，综合评估风险程度，
表中“★”表示该风险因素用于评估该风险事件。
7.如权利要求1所述的隧道病害整治方法，其特征在于：所述步骤(f)中，所述监测数据进行判断和验证分析为通过隧道病害整治施工过程中现场量测的数据进行反馈分析，在动态反馈的基础上对病害整治将要产生的变形和受力分析。
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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