运营公路隧道病害对衬砌结构安全性的影响

针对常见的隧道混凝土材料劣化、衬砌厚度不足及背后脱空3类病害,基于荷载-结构平面分析模型,通过设置不同病害程度等级,分析运营公路隧道病害对衬砌结构的安全性影响规律。研究结果认为:(1)衬砌结构截面最小安全系数随混凝土材料劣化呈同比例线性下降,以发生劣化的局部位置最为显著;(2)衬砌结构厚度不足直接降低了结构截面刚度,欠厚部位安全性能随之下降;(3)衬砌背后脱空改变了结构受力和变形模式,对结构的安全性能影响最大,特别是当脱空范围大于2 m时,在围岩荷载作用下,衬砌结构将很快出现开裂、剥落等严重结构型病害,直至完全丧失承载能力或退出正常使用状态。

偏压隧道病害特征及其控制措施

通过案例收集和资料统计分析,研究了造成隧道偏压的原因及偏压对隧道衬砌结构的危害,分析了应考虑偏压作用的临界埋深的影响因素及其规律,揭示了偏压控制措施的原理。结果表明:造成隧道偏压的原因有地形、地质和施工3个方面,而地形是主要因素,特别是在洞口浅埋地段;偏压使得衬砌结构和围岩受力不对称,更易发生剪切破坏和整体失稳;临界偏压埋深与隧道跨度、围岩条件、地表坡度有关,跨度越大、围岩越差、坡度越陡,则临界埋深越大;治理偏压应从减小偏压程度的角度出发,综合采取地表和洞内的控制措施,如偏压回填、偏压挡墙、预应力锚杆和半明半暗结构等。