隧道结构耐久性设计

隧道结构耐久性设计

主讲老师：张俊儒主要内容：一、耐久性的概念二、不重视耐久性设计引起的工程病害三、影响隧道结构耐久性的因素四、复合式衬砌结构的耐久性设计瑞士辛普伦山岭铁路隧道（SimplonTunnel）长约20公里，1890年开始施工，第一条隧道于1906年1月开通，第二条隧道因技术上的困难和第一次世界大战影响，直到1921年才开通。中国最早于1890年建成的狮球岭隧道19泊03年督建钱成怜的女第额一粗座说长心度茄超免过3奴k理m（3修0况7科8乖m）鹅的众隧划道——兴锄安壁岭检隧周道袖（乱双膨线共断冈面标，19糖93年全出面套回衬混潮凝土蛮衬砌显，改惜为单危线行睡车）所谓术隧道弊结构掠耐久追性，玩是指器隧道罗结构欲在自设然环盐境、惜使用乌环境链及材诸料内侧部因株素的门作用风下，撤在设细计要就求的惰目标考使用秒期内诊，在惊预期聋的少鱼维修瞧、可异维修自、但村不大视修的弃条件炎下而蛮保持贴其安供全、膜使用心功能面和外错观要致求的期能力着。通过壳进一援步的桂分析叛可以贩发现双，隧舒道结敬构耐旧久性乔与其所处姿环境、结昏构纠材越料和结构茄本身等告诸妻多屯方篇面绣有遵关厕，哪同撇时奸引搞起醒隧欣道虫结呼构悦耐石久孙性庄失粱效橡的嘱原翁因层存梢在蚁于结馅构邻的妈设府计、施碗工及维隶护的各降个环等节。一禾、哄隧扎道条结粘构历耐刃久奋性静的黄概退念一番般脏来膀说摘，撤结典构撑物讨随检使熄用酸年奖限地的喉增愿加允，搭由腔于暂外勿部芬条置件刚的爪变伍化芽和盆养窗护煌维待修农管大理锣不总善悉，仇结团构信物涛会刮慢厚慢属劣棉化瞎，说其宗性场能甜要勉降棒低随，工此屋劣凝化端程谱度骂，催视屠各船种骗条讨件形有那很液大模的饿差毙异且，置这聚种妥结色构承物核性命能句的尽历便时剪变兰化悲，枝可幼用混下许图药的滚劣破化棋曲绘线兵表兽示算，度图典的离横套轴坛表脏示辜经炸历准年脂限碑，选纵然轴亚表店示贺性隙能沟。从宏泻观上厅把握蛾耐久梁性的插概念卡！一、帆隧道或结构奥耐久轿性的哨概念一震、反隧趣道跟结券构屿耐莫久主性全的末概狱念二、推不重躬视耐骡久性陷设计旧引起欢的工歪程病建害1、扮“三阶顺段说”告争诉我秘们进页入第桶二阶贡段耐黎久性舒问题写突显屯：发达男国家说基本馅建设册的历针史经撒验告痰诉我演们，朋修建玩历程程大致连分为会三个婶阶段奴：第叼一探阶腥段沈为拐大罩规揭模朽新穴建梢；第二灯阶段姥为新鞋建与遮维修雪改造梨并重败；第遮三罗阶兄段糕重匠点律逐授渐贼转摄向合既观有磁建劣筑弦物盘的吓维炒修舟改斥造舅。二、敌不重坐视耐寨久性讲设计希引起肤的工订程病鲜害世界手各国陡在第吵一阶则段高课速发冠展时泄往往重口建丙设羞轻脉维尘护，杆加渣之锁设辜计猜标卡准傍低遍且厌质改量放问矛题兰也亚比晃较挣突狭出妨，姨所貌以浪当饰进斤入训第觉二麦阶透段获时汇，脾既住有顺建退筑镰物济耐呀久传性蓬不适足化，汤维严修饼费运用清猛段增岩，幅问劫题塞突剪显朝，父苦归不锁堪溉言辈。不酱仅滨桥滑梁屯、屡房敲屋喷等寨地谈上扇结阀构母如逐此眠，钢隧框道糠结蚀构弊也邪不锄例竟外便。刑部刷分快隧疑道未数翠据戴见造下饲表焰：二佳、挥不纤重陈视卖耐级久错性袖设懒计惕引素起概的盟工贡程仰病绒害各甘国已维腐修看费返用注、风结吉构稼物着劣哑化痛情脸况国家维修费用增加情况结构物劣化情况美国1975年由于腐蚀引起的损失达700亿美元，1985年则达1680亿美元，目前整个混凝土工程的价值约为6万亿美元，今后每年用于维修或重建的费用预计将高达3000亿美元，在未来五年内需投入16000亿美元改善基础设施的安全不良状态。对于1950～1960年代以后才大力修建的隧道结构来说，接近1/3的隧道在使用过程中出现了功能性问题和结构损伤。二陕、谊不情重建视昏耐搅久递性摔设肃计湖引腊起胃的统工筒程碗病盯害各国盟维修炎费用造、结仙构物忙劣化震情况国家维修费用增加情况结构物劣化情况日本日本预计结构物维护费和改建费仅建设省就超过2兆亿日元，是2003年的3倍，维护费用将成为日本财政的巨大负担。日本建设省对全国3529座公路隧道检查，发现60％以上的隧道都存在着不同程度的病害。铁路隧道病害也相当严重，其中高速铁路隧道曾相继发生三起掉块事件。二劲、择不既重弄视报耐须久纵性梳设木计晒引捞起秆的诱工炎程确病嗓害各签国仪维岗修塑费碎用愿、引结指构改物教劣郑化结情岔况国家维修费用增加情况结构物劣化情况中国据成都铁路局统计，目前铁路隧道每年维修费用需求量达5亿元人民币左右，但可悲的是仅能到位1亿元人民币，依然维持着“癌症疗法”，预计今后增长速度惊人。1997年铁路隧道技术状态检查统计：既有隧道5000余座，总延长2500km左右，大部分存在不同程度的病害，有的还相当严重，失格隧道3270座，占隧道总数的65％。其中严重漏水的1502座，占失格隧道的46％；严重腐蚀裂损的710座，占22％；仰拱或铺底变形损坏的318座，占9.8％；坍拱掉块的404座，占12.4％。1998年底统计：铁路隧道受腐蚀而裂损的有734座，占隧道总数的23.2％。二、法不重镰视耐颗久性哀设计楚引起穿的工童程病菌害内昆搏铁路块手扒猛岩隧咳道部健分医隧智道筑病罚害且实偷例罚如窃图鲜：二、谎不重缩慧视耐羊久性市设计伞引起卸的工景程病衣害内赌昆奇铁戏路辜手固扒晓岩脸隧傅道二介、巡寿不歼重插视润耐忆久征性至设糠计图引团起党的盲工望程揭病衫害关兴躬公路州庞家峡寨隧容道二遗、恨不蒙重革视删耐毅久插性宪设话计疮引降起的的稳工帆程盖病也害关老兴曲公愧路垄蛇重形尊坡混隧线道二昆、和不溜重邀视吓耐伴久饰性慌设衰计闻引役起酷的旦工素程库病肺害成嘉渝狗高趋速朽公蓄路帖宋释家辞沟胡一虏号宋隧峰道二、吊不重疏视耐圆久性皇设计象引起执的工龙程病撑害成敬渝贼高铜速净公丙路撇中锁梁响山快隧哈道二皇、缩慧不庙重咳视幻玉耐撤久哀性呢设费计束引弓起扶的居工五程怒病僵害成况渝警高扇速疤公从路口中久梁请山怖隧值道二丹、弹不劫重记视花耐远久库性席设闹计腔引山起竟的衔工赚程达病貌害成渝亿高速旧公路厦中梁介山隧殃道二、醋不重史视耐样久性脱设计肚引起翁的工僵程病旦害东汪北矿林务区疯铁惯路婚隧够道二扔、里不听重村视宏耐步久名性喇设屋计扭引小起戴的沟工赖程绕病智害新疆邮穿越拍天山戏的独厕库公济路二臣号隧座道（超玉希领莫勒鉴盖）二、忍不重蹈视耐君久性室设计祖引起劲的工录程病位害目终前古，蔽我圾国骗铁鬼路剪隧喉道贴既录有4扇2维0迫0多剑公贞里惩，青在伤建47略00多公虚里，池拟建50垦00多公好里，犁开始唯进入稀第二兽阶段聪。耐久辉性严禾重不扁足，付安全裤事故卷时有厌发生纠，维由修费刻用不桌断增糊长，就百年倍大计惊成为堤一句薯空谈仍。到了呼该解鲜决耐绢久性采问题槐的时峡候了理！二、攻不重扬视耐啊久性困设计早引起纪的工码程病哨害2、“5倍定乐律”洋告掉诉驰我棍们悠如闸何导做旗：国面外搅学哲者摄曾纤用怠“奖五购倍准定贫律柿”耻形腰象科地华描陆述奋了库混夫凝血土掠结豆构阶耐触久仍性震设机计锣的过重脏要滩性嫁，漏即笑设秀计般阶候段叫对澡钢描筋框防宇护袍方滥面添少里花1美元削，那性么就坟意味慰着：发膀现府钢喷筋曲锈扯蚀缸时添再蹈采统取仙措留施诱将障追歇加暴维尽修坐费5元签；到挠混浮凝畏土魔表隙面盘顺构筋领开必裂絮时乳再唉采填取肢措伏施肢将睁追菜加紧维洗修挥费25美元剑；到判严废重享破许坏贿时漂再疑采督取累措构施怕将久追至加智维复修昨费1举2惰5美阀元蓝。二、跟不重有视耐章久性票设计椒引起烦的工乞程病爹害从包结镇构君寿途命社阶器段倦的责源拘头稻抓伞起使，得越渐早舍越叹好烤：提销高帮设筒计权水煎平参和查标凤准控萝制依施益工碗质服量早帽期勒维榴护二、由不重沫视耐确久性孤设计巧引起保的工横程病谣害3、“为时扑未晚芬说”隧道数量第引一贩阶源段第防二危阶丢段第三诸阶段中亲国冲铁斑路不隧售道二俘、贞不傅重提视胳耐蝴久术性攻设炎计嘴引凤起色的往工源程执病劝害前冰车涛之挑鉴早告项诫乔我写们摆不坏要饺重裙蹈传覆保辙口，循亡齿羊设补双牢保，胜为才时径未待晚雁。抢救浴已进芽入维仁修期捆的既槽有隧递道的摄后期鹿维修汇养护罗；抓好它未进更入维孟修期工的新蜂建隧菊道的何早期极维修沾养护庙；狠葵抓衔在么建乞隧附道籍的臣施亏工戒质蔽量纸和荒运绑营边期款的芦早辨期鸦维找护拌；对逢拟打建珠隧翻道靠从粉头损抓舰起竭：适当曾提高锦设计基准严格那控制衬施工质量强误化早期维怖修好养渠护—宾—开展纷全寿劲命期追的耐泡久羊性电设科计。功在百当代过，利盖在千绕秋。错留下腔遗产眉，不扁留遗仙憾！三健、调影肤响柄隧建道呜结港构乌耐橡久寄性杯的怠因届素影响暗高速睁铁路咳隧道鞋结构长耐久耽性的触主要线因素宜就是惜结构氏物所肌处的竖环境蚁，《铁路郊混凝砌土结株构耐续久性粥设计梦暂行宾规定》（铁茂建设[2准00艳5]器15撤7号闷）降把洽混扣凝辫土传结尾构翅所展处路的喉环聪境怒类惩别驻概淋况俘为刮：碳筒化淘环符境抹、矮氯偶盐左环表境猎、饿化喊学涉侵尝蚀继环丢境芹、跌冻滩融皱破刺坏总环色境承和末磨闪蚀团环型境。对率于高判速铁禽路隧愈道，包一般因不考翁虑磨志蚀环蛾境。三植、戚影锣响枯隧带道忘结冒构届耐酷久根性聋的粗因词素碳化阁环境环境作用等级环境条件特征T1室内年平均相对湿度＜60%长期在水下（不包括海水）或土中T2室外环境室内年平均相对湿度≥60%T3水位变动区干湿交替三掀、桑影副响坊隧敏道下结晴构躁耐什久猴性数的辽因岂素氯盐隶环境环境作用等级环境条件特征L1长期在海水水下区离平均水位15m以上的海上大气区离涨潮岸线100～300m的陆上近海区L2离平均水位15m以内的海上大气区离涨潮岸线100m以内的陆上近海区海水潮汐区或浪溅区（非炎热地区）L3海水潮汐区或浪溅区（南方炎热地区）盐渍土地区露出地表的毛细吸附区遭受氯盐冷冻液和氯盐化冰盐侵蚀部位三、凝影响番隧道猾结构他耐久府性的配因素化垮学荐侵绳蚀押环烛境化学侵蚀类型环境作用等级H1H2H3H4硫酸盐侵蚀环境水中SO42-含量（mg/L）≥200≤600＞600≤3000＞3000≤6000＞6000强透水性环境土中SO42-含量（mg/kg）≥2000≤3000＞3000≤12000＞12000≤24000＞24000弱透水性环境土中SO42-含量（mg/kg）≥3000≤12000＞12000≤24000＞24000—盐类结晶侵蚀环境土中SO42-含量（mg/kg）—≥2000≤3000＞3000≤12000＞12000酸性侵蚀环境水中PH值≤6.5≥5.5＜5.5≥4.5＜4.5≥4.0—二氧化碳侵蚀环境水中侵蚀性CO2含量（mg/L）≥15≤40＞40≤100＞100—镁盐侵蚀环境水中Mg2+含量（mg/L）≥300≤1000＞1000≤3000＞3000—三、驴影响古隧道刃结构亭耐久葬性的眠因素冻融松破坏释环境环境作用等级环境条件特征D1微冻地区+频繁接触水D2微冻地区+水位变动区严寒和寒冷地区+频繁接触水微冻地区+氯盐环境+频繁接触水D3严寒和寒冷地区+水位变动区微冻地区+氯盐环境+水位变动区严寒和寒冷地区+氯盐环境+频繁接触水D4严寒和寒冷地区+氯盐环境+水位变动区除机了狮环居境敲因擦素偿对盏高效速赚铁曲路栗隧丝式道迫耐秀久尊性酷影妖响犹以绪外遥，空气她压缩针波以秧及列车恒振动作用阵也是少对其跑影响楚的主访要因距素。崭有初哨始裂班纹的素衬砌枪结构露，在塑气动蚂压力锅波正汽压、误负压肌的反姥复作蒜用下待，衬嫌砌结派构将号产生距疲劳围，裂混纹不剖断扩肆展，昼直到减断裂仙破坏录；同蹦时，竟衬砌安结构饥底部浮在列湾车振佳动荷超载的么作用索下，聋也容常易出痒现疲精劳性善破坏猪。三护、道影役响熟隧读道矿结闯构资耐月久优性去的朝因跨素以日祥本一薪座隧哪道的不混凝升土掉押块事吵故来岸加以宪分析阵说明裂：三懂、帜影包响性隧救道锐结滚构提耐北久她性定的嫂因贝素根据脆调查晴结果宰，外袜部原螺因中辛否定泡了地暴压、晶水压牙作用逐、地士震、估接近售施工饲、冻倘胀压故力的军影响商。关于钻列车芽振动杰和空参气压蕉变动甚，在壁事故逢发生椒地点犁，对贵列车塞走行挤时衬悬砌混兵凝土渡的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