论文部分内容阅读
【摘 要】随着科学技术的不断发展,盾构法现已变成中国城市轨迹交通隧道施工中一种重要的施工办法。在不远的将来,将有很多的盾构隧道投人运用。而各城市轨迹交通线路安全运营的前提之一是隧道构造的适用性良好。自1995年上海軌迹交通1号线投人运营后,王如路等人对1号线,2号线进行了监护,发现区间隧道构造的纵向不均匀沉降、渗漏水表象较显着,并在7号线发现道床与管片之间发作开裂和脱节的表象。同时,我国也曾于2009年末对上海轨迹交通1号线、2号线和8号线的有些区段进行调研,在所调研区段也发现隧道构造存在不同程度的渗漏水及微裂缝等表象。因此,为确保这些盾构隧道的正常运用,有必要对其进行科学维护。这儿所说的“维护”包括两方面的内容:一方面是构造查看,另一方面是保养修理、病害处治。
【关键词】风险理念;软土地区;城市轨道交通;盾构;隧道结构;养护方法
前言:
随着地质条件和施工条件沿隧道纵向的变化,在软弱地层中城市轨道交通盾构隧道结构养护工作就显得格外重要。结构养护能够在很大程度上极大的提高城市轨道交通的安全性与稳定性,一旦隧道结构出现问题,往往会大大影响隧道的正常使用,甚至威胁隧道本身结构的安全。因此,为了保证软土中隧道的安全运营,对隧道进行结构养护研究具有重要的意义。
一、国内外盾构隧道结构养护管理现状
盾构法是使用盾构机在地面以下进行暗挖隧道的一种施工办法,具有自动化程度高、作业环境安全、施工速度快、成型隧道质量好、对周边环境影响小等特色,是地铁工程中一种常用的施工办法,尤其是在城市中间的喧闹地段,盾构法的长处尤为突出。
在西方国家,有些隧道服役年龄已达百年之久,其中相当一部分隧道出现了不同程度的衬砌开裂、渗漏水和混凝土脱落等现象。因此,这些国家较早
地注意到了隧道结构的养护问题。如何以有限的预算经费维持隧道足够的服务水平已成了当前的重要议题。
美国于2003年分别颁布了《公路及铁路隧道检测手册》和《公路及铁路隧道维护与修复手册》,并于2005年和2004年对上述手册分别进行了修正。其中,前者针对不同结构形式的隧道,给出了相应的检测方案,包括主要的检测项目、检测频率及推荐的检测方法。后者在阐述隧道结构劣化的主要原因及相应的修复技术的同时,提出需在选择修复方法之前做具体的成本分析。考虑隧道全寿命成本,从而在特定条件下选择成本效益最高的修复方法,体现了对经济性因素的考虑。日本隧道的保护流程,可分为初度检查、二次检查、诊断和保护。其间,初度检查归于定时检查的领域。
中国在隧道维护技能方面起步较晚,维护经历不多。在中国现有维护技能的基础上,并学习国外隧道维护的成功经历和先进技能,于2003年发布了《公路隧道维护技能标准》(JTGH12-2003)。在该标准中,隧道构造的查看工作分为平常查看、定时查看、特别查看和专项查看4类。2005年,上海市市政工程管理局颁发了《上海市隧道维护技能规程》。在该技能规程中,除承继前者在查看工作方面的规则外,还触及了不同构造方式的隧道的变形检查,其中包含盾构隧道。
总体来说,国外发达国家在隧道维护技能方面的经历相对丰厚,在病害的判别根据、数据记载需求方面都更为具体。当前,在中国还没有针对轨道交通盾构隧道构造维护办法的标准类文件,轨道交通盾构隧道构造维护还处于在实践中探索的期间。跟着轨道交通运营路程的增加,如何故有限的人力、物力,较好地实现日益艰巨的隧道构造维护任务,已成为摆在工程师面前的重要议题。
二、基于风险理念的养护方法及其应用
通常以为,工业范畴保护进程的方针在于:使用养护方面的有关常识,以尽量低的费用来到达最大的安全性能。以这样的方针为大前提,半个多世纪以来,工业范畴的保护管理技能取得了极大的进步,二战之前,机械化程度还不高,因而,第一代的保护管理技能以“坏了再修”为首要准则。二战后至20世纪70时代末,随着对机械的依靠程度及保护费用的进步,保护管理技能开端以预防性保护为主。
因常常采纳不必要的保护办法影响正常运转以及误操作引发问题,这一代的保护管理技能受到了许多批判。1980至2000年这20年间,以状况修理和可靠性修理为代表的第三代保护管理技能获得了必定程度的开展。21世纪90时代,根据风险的查看保护办法开端呈现,并自2000年开端备受喜爱。其缘由在于:根据风险的查看保护计划使系统的毛病概率及结果降到最小,协助管理部门在保护及有关范畴的投资方面做出准确决策。
根据风险的保护框架由两个首要阶段构成:风险评价以及根据风险的保护计划。此办法的首要意图是下降设备意外毛病也许导致的总体风险。对高风险构件应进行更频繁、更完全的查看保护,并采纳更强的保护办法。通常的根据风险的保护办法包含6个模块。
根据风险的维护办法在许多范畴得到了运用,其中两个最主要的运用范畴为工业范畴和运送范畴。在工业方面,以冶炼厂、环氧乙烷出产设备、物料处理系统、汽轮机等为维护目标,根据风险的维护办法得到了对比充分的运用。在运送范畴,尤其是石油管道及近海油气运送方面,根据风险的维护办法已开始代替原先的经历规律,为经营者提供有条理的维护决议计划方案。
关于构造工程师来说,隧道构造即是构造工程师的商品,就和机械设备是机械工程师的商品一样。以隧道构造为维护目标,经过运用根据风险的维护决议计划可以指导构造工程师哪里需求维护,何时去维护。
三、基于风险理念的的轨道交通盾构隧道结构养护方法框架
盾构法是当前在隧道施工过程中全机械化的施工办法,使用盾构机械在地下推进,完成隧道发掘。在作业过程中为了防止隧道内发生崩塌事故,使用盾构的外壳与管片支持附近岩石,通过切削的设备对隧道进行发掘,用出土机械将发掘的本乡运出洞外。同时依靠千斤顶在其后部进行加压顶进,用预制好的混凝土管片进行组装,然后构成隧道构造。 将风险理念引人到轨道交通盾构隧道构造维护中来,第一步要做的即是将维护目标进行分解。考虑到轨道交通隧道的特点,故以区间隧道为基本单元。这样,通过后续的风险剖析,根据某区间隧道的具体情况,可由其风险水平的凹凸得出相应的维护方案。
在风险剖析模块中,考虑到构造维护作业的实际情况,这篇文章在运用事端树(FTA)办法做风险剖析时,仅以在隧道中目视查看即可发现的病害,如渗漏水和管片裂损等作为初始的研讨目标,而将构造变形作为渗漏水的原因予以出现,简化了渗漏水与构造变形之间在必定程度上互相促进的复杂关系。至于常常作为病害之一的原料老化疑问,包含钢筋混凝土管片的原料劣化和防水密封垫的原料劣化,因为当前对于它的检查以及修补疑问还有待进一步的研讨,故未将其作为研讨目标。运营时期轨道交通隧道构造病害的事端树。
这棵事端树是比较简单的,这是由于在演绎构造病害成因的过程中,施工期因素悉数不予考虑。这样做的缘由在于,施工形成的病害通常在隧道交付使用乙前就有所体现,对这类病害的处理通常也放在隧道检验前。
核算3中事端树的最小割集如下:
T=A1;+A2=(B1+B2)+(B3+X5)=(C1+C2)+(C1+X5)=C1+X5=(x1+x2+X3+X4)+X5
经过核算最小割集得到简化后的事端树如图4所示。从图中能够看出,在软土区域,轨道交通运营时期,从风险的视点研究其隧道构造适用性时,最基本的致险因子有5个,它们分别是隧道临近修建施工活动影响、隧道上方添加地上荷载、隧道所在地层水位改变、隧道下卧土层水土流失和车辆循环荷载过大。其中车辆循环荷载过大是对于如今大多数线路超负荷运转的现状而提出的。
关于某区间隧道,剖析其是不是存在上述致险因子,可进一步定性或定量地得到该区间的病害风险水平。与其它的风险评估相同,因为触及风险事端的概率和结果两方面,准确定量存在艰难,而且存在可信度的问题。因而无论是定量还是定性剖析,最主要的目标是给出区间段所存在风险的相对水平,
然后能够在维护工作中分出要点。也就是说,关于风险水平相对高的区间段,查看的频率要高一些,维护办法也要更有力。
结语:
综上所述,经过学习其它职业的维护理念,联系软土区域的地质条件,将风险理论引人到轨道交通盾构隧道构造的维护问题中来,提出了根據风险的软土区域轨道交通盾构隧道构造维护办法的基本构造。这样做的底子意图在于,期望以风险作为衡量来思考轨道交通运营时期隧道构造适用性方面所面对的挑战,抛弃原有的静态的、以定时查看为特色的维护办法,以风险水平的凹凸断定相应的维护计划,然后构成动态的、反应的、对区段区别对待的维护办法。
参考文献:
[1]刘印,张冬梅,黄宏伟.基于纵向不均匀沉降的盾构隧道渗漏水机理分析[J].铁道工程学报,2011,(05).
[2]钟小春,张金荣,秦建设,朱伟.盾构隧道纵向等效弯曲刚度的简化计算模型及影响因素分析[J].岩土力学,2011,(01).
[3]朱蕾,黄宏伟.软土地区盾构掘进对已建隧道影响的研究现状[J].地下空间与工程学报,2010,(S2).
[4]王如路.上海地铁盾构隧道纵向变形分析[J].地下工程与隧道.2009,(04).[5]周宁,袁勇.越江盾构隧道纵向变形曲率与管环渗漏的关系[J].同济大学学报(自然科学版),2009,(11).
【关键词】风险理念;软土地区;城市轨道交通;盾构;隧道结构;养护方法
前言:
随着地质条件和施工条件沿隧道纵向的变化,在软弱地层中城市轨道交通盾构隧道结构养护工作就显得格外重要。结构养护能够在很大程度上极大的提高城市轨道交通的安全性与稳定性,一旦隧道结构出现问题,往往会大大影响隧道的正常使用,甚至威胁隧道本身结构的安全。因此,为了保证软土中隧道的安全运营,对隧道进行结构养护研究具有重要的意义。
一、国内外盾构隧道结构养护管理现状
盾构法是使用盾构机在地面以下进行暗挖隧道的一种施工办法,具有自动化程度高、作业环境安全、施工速度快、成型隧道质量好、对周边环境影响小等特色,是地铁工程中一种常用的施工办法,尤其是在城市中间的喧闹地段,盾构法的长处尤为突出。
在西方国家,有些隧道服役年龄已达百年之久,其中相当一部分隧道出现了不同程度的衬砌开裂、渗漏水和混凝土脱落等现象。因此,这些国家较早
地注意到了隧道结构的养护问题。如何以有限的预算经费维持隧道足够的服务水平已成了当前的重要议题。
美国于2003年分别颁布了《公路及铁路隧道检测手册》和《公路及铁路隧道维护与修复手册》,并于2005年和2004年对上述手册分别进行了修正。其中,前者针对不同结构形式的隧道,给出了相应的检测方案,包括主要的检测项目、检测频率及推荐的检测方法。后者在阐述隧道结构劣化的主要原因及相应的修复技术的同时,提出需在选择修复方法之前做具体的成本分析。考虑隧道全寿命成本,从而在特定条件下选择成本效益最高的修复方法,体现了对经济性因素的考虑。日本隧道的保护流程,可分为初度检查、二次检查、诊断和保护。其间,初度检查归于定时检查的领域。
中国在隧道维护技能方面起步较晚,维护经历不多。在中国现有维护技能的基础上,并学习国外隧道维护的成功经历和先进技能,于2003年发布了《公路隧道维护技能标准》(JTGH12-2003)。在该标准中,隧道构造的查看工作分为平常查看、定时查看、特别查看和专项查看4类。2005年,上海市市政工程管理局颁发了《上海市隧道维护技能规程》。在该技能规程中,除承继前者在查看工作方面的规则外,还触及了不同构造方式的隧道的变形检查,其中包含盾构隧道。
总体来说,国外发达国家在隧道维护技能方面的经历相对丰厚,在病害的判别根据、数据记载需求方面都更为具体。当前,在中国还没有针对轨道交通盾构隧道构造维护办法的标准类文件,轨道交通盾构隧道构造维护还处于在实践中探索的期间。跟着轨道交通运营路程的增加,如何故有限的人力、物力,较好地实现日益艰巨的隧道构造维护任务,已成为摆在工程师面前的重要议题。
二、基于风险理念的养护方法及其应用
通常以为,工业范畴保护进程的方针在于:使用养护方面的有关常识,以尽量低的费用来到达最大的安全性能。以这样的方针为大前提,半个多世纪以来,工业范畴的保护管理技能取得了极大的进步,二战之前,机械化程度还不高,因而,第一代的保护管理技能以“坏了再修”为首要准则。二战后至20世纪70时代末,随着对机械的依靠程度及保护费用的进步,保护管理技能开端以预防性保护为主。
因常常采纳不必要的保护办法影响正常运转以及误操作引发问题,这一代的保护管理技能受到了许多批判。1980至2000年这20年间,以状况修理和可靠性修理为代表的第三代保护管理技能获得了必定程度的开展。21世纪90时代,根据风险的查看保护办法开端呈现,并自2000年开端备受喜爱。其缘由在于:根据风险的查看保护计划使系统的毛病概率及结果降到最小,协助管理部门在保护及有关范畴的投资方面做出准确决策。
根据风险的保护框架由两个首要阶段构成:风险评价以及根据风险的保护计划。此办法的首要意图是下降设备意外毛病也许导致的总体风险。对高风险构件应进行更频繁、更完全的查看保护,并采纳更强的保护办法。通常的根据风险的保护办法包含6个模块。
根据风险的维护办法在许多范畴得到了运用,其中两个最主要的运用范畴为工业范畴和运送范畴。在工业方面,以冶炼厂、环氧乙烷出产设备、物料处理系统、汽轮机等为维护目标,根据风险的维护办法得到了对比充分的运用。在运送范畴,尤其是石油管道及近海油气运送方面,根据风险的维护办法已开始代替原先的经历规律,为经营者提供有条理的维护决议计划方案。
关于构造工程师来说,隧道构造即是构造工程师的商品,就和机械设备是机械工程师的商品一样。以隧道构造为维护目标,经过运用根据风险的维护决议计划可以指导构造工程师哪里需求维护,何时去维护。
三、基于风险理念的的轨道交通盾构隧道结构养护方法框架
盾构法是当前在隧道施工过程中全机械化的施工办法,使用盾构机械在地下推进,完成隧道发掘。在作业过程中为了防止隧道内发生崩塌事故,使用盾构的外壳与管片支持附近岩石,通过切削的设备对隧道进行发掘,用出土机械将发掘的本乡运出洞外。同时依靠千斤顶在其后部进行加压顶进,用预制好的混凝土管片进行组装,然后构成隧道构造。 将风险理念引人到轨道交通盾构隧道构造维护中来,第一步要做的即是将维护目标进行分解。考虑到轨道交通隧道的特点,故以区间隧道为基本单元。这样,通过后续的风险剖析,根据某区间隧道的具体情况,可由其风险水平的凹凸得出相应的维护方案。
在风险剖析模块中,考虑到构造维护作业的实际情况,这篇文章在运用事端树(FTA)办法做风险剖析时,仅以在隧道中目视查看即可发现的病害,如渗漏水和管片裂损等作为初始的研讨目标,而将构造变形作为渗漏水的原因予以出现,简化了渗漏水与构造变形之间在必定程度上互相促进的复杂关系。至于常常作为病害之一的原料老化疑问,包含钢筋混凝土管片的原料劣化和防水密封垫的原料劣化,因为当前对于它的检查以及修补疑问还有待进一步的研讨,故未将其作为研讨目标。运营时期轨道交通隧道构造病害的事端树。
这棵事端树是比较简单的,这是由于在演绎构造病害成因的过程中,施工期因素悉数不予考虑。这样做的缘由在于,施工形成的病害通常在隧道交付使用乙前就有所体现,对这类病害的处理通常也放在隧道检验前。
核算3中事端树的最小割集如下:
T=A1;+A2=(B1+B2)+(B3+X5)=(C1+C2)+(C1+X5)=C1+X5=(x1+x2+X3+X4)+X5
经过核算最小割集得到简化后的事端树如图4所示。从图中能够看出,在软土区域,轨道交通运营时期,从风险的视点研究其隧道构造适用性时,最基本的致险因子有5个,它们分别是隧道临近修建施工活动影响、隧道上方添加地上荷载、隧道所在地层水位改变、隧道下卧土层水土流失和车辆循环荷载过大。其中车辆循环荷载过大是对于如今大多数线路超负荷运转的现状而提出的。
关于某区间隧道,剖析其是不是存在上述致险因子,可进一步定性或定量地得到该区间的病害风险水平。与其它的风险评估相同,因为触及风险事端的概率和结果两方面,准确定量存在艰难,而且存在可信度的问题。因而无论是定量还是定性剖析,最主要的目标是给出区间段所存在风险的相对水平,
然后能够在维护工作中分出要点。也就是说,关于风险水平相对高的区间段,查看的频率要高一些,维护办法也要更有力。
结语:
综上所述,经过学习其它职业的维护理念,联系软土区域的地质条件,将风险理论引人到轨道交通盾构隧道构造的维护问题中来,提出了根據风险的软土区域轨道交通盾构隧道构造维护办法的基本构造。这样做的底子意图在于,期望以风险作为衡量来思考轨道交通运营时期隧道构造适用性方面所面对的挑战,抛弃原有的静态的、以定时查看为特色的维护办法,以风险水平的凹凸断定相应的维护计划,然后构成动态的、反应的、对区段区别对待的维护办法。
参考文献:
[1]刘印,张冬梅,黄宏伟.基于纵向不均匀沉降的盾构隧道渗漏水机理分析[J].铁道工程学报,2011,(05).
[2]钟小春,张金荣,秦建设,朱伟.盾构隧道纵向等效弯曲刚度的简化计算模型及影响因素分析[J].岩土力学,2011,(01).
[3]朱蕾,黄宏伟.软土地区盾构掘进对已建隧道影响的研究现状[J].地下空间与工程学报,2010,(S2).
[4]王如路.上海地铁盾构隧道纵向变形分析[J].地下工程与隧道.2009,(04).[5]周宁,袁勇.越江盾构隧道纵向变形曲率与管环渗漏的关系[J].同济大学学报(自然科学版),2009,(11).