既有重载铁 路 隧道基底混凝 土厚度对 隧底结构 受力 的影响 程建平 (朔黄铁路发展有限责任公 司 原平分公 司 ，山西 原平 034000) 摘要 ：采 用地质 雷达对 一既 有重 栽 隧道基底 混 凝 土厚度 进行 了探 测 ，测试 断 面基 底 混凝 土厚度 小于设计 值 。利 用 ANSYS建 立荷 载一 结构 平 面动 力分 析 模 型 ，依 据 现 场取 样 试 验 结果 并 结合 实 车动 态试 验 结 果 ，分 析 了30t轴 重重 载列 车通过 时隧道基 底 混凝 土厚 度对基 底 结构 受 力的影 响 。分析 结果表 明 ，基 底 混凝 土安 全 系数 从 规 范 中的 3．0降 至 2．0，有一 定 的安 全储备 。考虑 到 隧道 结 构 尺 寸要 求 ，示 范段 内的 隧道 基底 混凝 土厚 度 V级 围岩 区应 不 小于 0．5in，IV级 围岩 区应 不 小 于 0．4in。 因此 ，对 于 隧底 出现 的 混凝 土厚 度 不足 情况 ，应 酌情进 行加 固处理 ，从 而保 证 列 车安全 运 营。 关键 词 ：重载 隧道 基 底结 构 混凝 土厚 度 安全 系数 中图分 类号 ：TU411 文献标 识码 ：A DOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2015．07．12 大 轴 重 重 载 运 输 是 我 国重 载 铁 路 的 发 展 方 向之 一 。 随着 轴 重 的增 加 与 运 输 密 度 的 提 高 ，隧底 结 构 受 力 及 振 动效应 逐 步加 大 ¨ 。这 种 情 况 下基 底 混 凝 土 厚度 不足 会 导致 既有 隧 底 结 构 开裂 、破 损 、下 陷 、向两 侧外 挤 以 及 翻 浆 冒泥 。本 文 考 虑 既 有 重 载 铁 路 开 行 30t及 以上轴 重 列 车情 况 ，对不 同隧 底混 凝 土厚 度 下结 构 的受 力进行 分 析 。 既有 重 载 隧道基 底 仰 拱 往 往不 呈拱 形 ，更 多 情 况 下 为一 支撑 在 弹性 地 基上 的薄 板 。在重 载列 车 的作用 下 混凝 土上 表面 呈现 受 压 状 态 ，混 凝 土 底 面呈 现 受 拉 状 态 。若基 底混 凝土 厚 度 不 足 ，混 凝 土 底 面 首先 出现 张 拉裂 缝 ，结 构 出现 损 伤 ，随着 重 载 列 车 的长 期 作 用 ， 裂缝 向上扩展 ，损伤逐步 累积。当结构损伤度达 到或 超 过 1．0后 ，裂缝 贯 通 ，结 构 出 现断 裂 ，引起 晃 车 。若 病害地段隧底富水时 ，会产生翻浆冒泥 ，严重影响行车 安 全 。鉴于 此 ，本 文针 对 既有重 载 隧道轴 重标 准 ，提 出 合 理 的基 底 混凝 土厚 度 ，为后期 病 害整治 提供 依据 。 1 基底 混凝 土性能检测 1．1 基 底混 凝土 厚度 检测 在 资料 分析 的基 础 上 ，借 助 于 车 载 地 质 雷达 对 一 隧 道基底 现 状进 行普 查 。基底 结构 雷达 检测 采用 人员 收稿 日期 ：2014—12-10；修 回13期 ：2015一Ol-18 基金项 目：国家科技支撑计划项 目(2013BAG20BOO) 作者简介 ：程建平(1965一 )，男 ，山西原平人 ，工程师。 拖拽 的方 式 ，在 轨道 中心 及轨 枕两 侧分 别布 置测 线 。 基底 混凝 土厚 度检 测结 果如 图 1所 示 。 点 12o 丞0_8赠 0．6 91980 92080 92180 92280 92．380 92480 里程／km 图 1 基底混凝土厚度分布 从 图 1可 知 ，该 隧 道 Ⅲ级 围 岩 区 隧底 混 凝 土厚 度 分 布在 0．42—0．75m，平 均 厚 度 约 为 0．50m；IV 级 围 岩 区隧底 混凝 土厚 度分 布 在 0．48～0．98m，平 均 厚度 约为 0．75m；V级 围岩 区隧底 混凝 土厚度 分 布在 0．62 — 1．00m，平 均厚度 约 为 0．85m。各 测试 断 面 基底 混 凝土厚 度 远小 于设计 值 。 1．2 基底 混凝 土强 度试 验 考虑 到进 行理 论 计算 分 析 时 参 数 取值 需 要 ，对 该 隧道 个别 地段 进行 了钻 孔取 芯 ，并对 芯 样 混 凝 土抗 拉 强度 进行 了测 试 。测 试 结 果 表 明 ，依 据 《铁 路 隧道 设 计规范》(TB10003-2005) ，换算后棱柱体抗拉 强 度在 1．99—2．03MPa，平 均值 为 2．0lMPa，高 于 原设 计 200号 (C18)混凝 土抗 拉 强度值 (1．6MPa)。 2 基底混凝土厚度对 隧底 结构 受力的影响 2．1 计 算 模型 该 隧 道基 底结 构完 整 ，仰 拱 与 围岩 接触 密贴 ，由

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