《安全管理》之运营公路隧道安全评估 VIP专享VIP免费

运营公路隧道安全评估1引言随着我国公路交通建设规模的日益扩大，公路隧道(特别是长大隧道)的建设与科研都取得了长足的进步与发展。目前，我国已经成为世界上隧道工程数量最多、条件最复杂、技术发展最快的国家。据不完全统计，1979年我国公路隧道374座，通车里程仅为52km；而20xx年底，我国公路隧道已经达到2500座，通车里程1200km。这些隧道经历了不同的时期，并且在不同的地质情况下、不同的技术水平条件下修建，大部分隧道已经步入“中老年”，出现不同程度的隧道拱顶开裂、边墙开裂、拱顶空洞、衬砌损坏、隧道渗漏水、隧道冻害、围岩大变形、衬砌厚度薄、混凝土强度低、隧道内空气污染等病害，其“健康隐患”对隧道的正常运营构成了一定威胁。因此，公路隧道的健康问题变得日益突出，我国目前20％一30％的公路隧道处于病害发育的亚健康状态，对现役运营公路隧道进行健康诊断和安全评估显得尤为重要。2工程概况2．1技术标准某公路隧道为直线双洞四车道单向行车隧道，上、下行线长2×1210m；纵坡0．4％、横坡1．5％；上行线净宽为(8．5+103+1．47)m，下行线净宽为(8．5+2．45+1．35)m，净高5．0m；上、下行隧道中线间距为35m；设计行车速度为60km／h；设计荷载为汽车一20、挂一100；设计交通量为2000辆／h。卫生标准：正常交通时CO含量为100PPm，交通堵塞时CO含量为250PPm，烟雾浓度为48％；隧道通风方式为斜井排出式半横向通风。2．2工程地质及水文地质条件上、下行隧道的工程地质及水文地质条件基本相同。隧道穿越板樟山中麓，地层为燕山中期粗粒黑云母花岗岩，最大埋深245m。两端洞口约180m(南口80m、北口100m)地段的岩体风化严重、节理发育，为Ⅱ类围岩；洞身中部除了有两处小断层破碎带(32m)外，其余大部分地段为坚硬完整的Ⅳ、V类围岩，个别地段(55m)为Ⅵ类围岩。隧道渗漏水主要为节理裂隙水，洞口段的风化裂隙水主要由地表降水补给，洞身由于断层的存在主要是断层水。隧道开挖过程中渗漏水严重，有20处渗漏水区段，总延长达515m，约占隧道全长的43％。最大渗漏水地段为最大埋深处，里程为K0+950(洞身标为430)，延长35m。隧道分两期建成，其中下行隧道于1990年建成通车，上行隧道于1992年建成通车。为了保证隧道安全运营，对其进行了安全评估。3检测项目、方法及频率根据检测结果对隧道进行安全评估，其检测项目、方法及频率如表1所列。4检测结果及安全评估4．1下行隧道衬砌结构的检测结果及安全评估从对下行隧道衬砌裂缝及渗漏水的调查、衬砌厚度和背后回填状况探测、衬砌混凝土强度和净空断面的检测结果来看，下行隧道存在下述安全隐患。(1)隧道衬砌开裂严重隧道中有11个区段，全长546m(占隧道总长的45％)，有多条纵向、斜向和环向裂缝将衬砌切割，且呈闭合状，使衬砌受力的整体作用大大降低。其余地段仍有大小不等的裂缝。(2)漏水严重虽然隧道漏水量不算太大(同灰岩地区大量涌水相比)，但漏水点分布广泛。漏水严重地带集中于11个区段，全长546m，而且其余地段裂缝均有渗水痕迹。隧道大范围渗漏水不仅对隧道衬砌结构的安全不利，而且会影响行车安全。(3)拱部衬砌混凝土强度严重不足在检测的拱部105个测点中，小于设计强度的占14％，最小强度为14MPa，相当设计强度的71％，不满足“评定标准”的要求，属不合格工程。(4)拱顶空洞、衬砌厚度不足和施工质量低劣更加导致隧道病害的发展从地质雷达探测结果来看，下行隧道拱顶处空洞基本连通，且拱顶衬砌厚度普遍不足。其余部位(除两侧个别拱腰处实测厚度略小于设计值外)尚大于设计厚度。整个隧道拱顶衬砌背后有空洞或脱空者达98％；两侧拱腰衬砌背后有空洞者也达10％。下行隧道拱顶衬砌厚度严重不足，合格率(点)仅为8．6％，在洞身标100—120处拱顶实测厚度只有8cm，为设计厚度(30cm)的27％。隧道拱顶空洞是人为的汇水通道，由于积水造成水压过高，导致衬砌混凝土开裂和大面积漏水。隧道受当时施工技术条件制约，施工管理欠严，拱顶出现少量空洞在所难免，但象本隧道拱顶几乎全部存在空洞的现象实属少见。衬砌背后空洞是工程重大隐患，也是造成隧道病害的主要人为因素。国内外隧道发生的多次掉拱事故，均与拱顶空洞有关。综上...