隧道运营期结构健康监测及稳定性评价

分析了反映隧道运营期结构稳定性的指标,并依据有关规范,提出了隧道运营期结构健康监测的方法。基于结构健康监测,首先应用层次分析法确定指标权重,最终建立了隧道运营期结构稳定性的模糊综合评价模型。最后,将结构健康监测方法和评价模型应用于重庆某隧道,评价显示该隧道结构很稳定。

第3 8卷第 1 O期 2 0 12年 4月

山西建筑 SHANXI ARCHI TECTURE

Vo . 8 No 1 13 . 0

Ap . 2 2 r 01

1 79

桥梁

隧道

文章编号：0 9 6 2 2 1 )0 0 7— 3 10 -8 5(0 2 1— 19 0

隧道运营期结构健康监测及稳定性评价★ 王新胜陈玉 (重庆市勘测院，重庆

候亚彬 40 2 0 0 0)

摘

要：分析了反映隧道运营期结构稳定性的指标，并依据有关规范，出了隧道运营期结构健康监测的方法。基于结构健康监提

测，首先应用层次分析法确定指标权重，最终建立了隧道运营期结构稳定性的模糊综合评价模型。最后，结构健康监测方法和将评价模型应用于重庆某隧道，评价显示该隧道结构很稳定。

关键词：隧道运营期，隧道结构健康监测，属函数，隶模糊综合评价 中图分类号： 46 U 5文献标识码： A

0引言 隧道在运营期不可避免地遭到地质恶化、环境荷载、腐蚀、疲劳等因素的影响，而导致隧道结构损伤和失稳，可能造成隧从并道崩塌等事故的发生。 隧道结构健康监测 (简称 T H 定义为“ S M)利用现场的无损传感技术，过隧道系统的特征分析，通检测隧道支护系统损伤，分析发生损伤的地点、度和原因，程并对隧道整体的健康状态做出评价”。与桥梁等一般建 (筑物不同， S M的监测范围从支构) TH护结构扩展到了隧道围岩，并且由于隧道支护结构和地质条件极

设分别如图 2图 3所示。,

2

图 1水平收敛和拱顶下沉测点布设示意图

图 2围岩内部位移测点布设示意图

其复杂，监测和评价难度也大大增加 。。因此，前国内外关于目

4围岩一初衬接触应力、 )初衬钢拱架应力、初衬一二衬接触隧道结构健康监测的研究，主要停留于施工期，明显落后于桥梁应力和二衬结构内应力监测。 等其他土木结构的研究，献[]文 1介绍了隧道运营期采用光纤传应力监测断面布设方法同上，测点布设如图 4所示。一般， 感技术进行监测的情况。王建秀等提出了对衬砌结构内力应在初衬钢拱架应力传感器沿拱架轴线在内外侧对称布置，力传感应隧道完工后进行监测 J。隧道运营期间的结构健康监测及其稳器在焊

接过程中应注意淋水降温。 定性评价，一直是国内外岩土工程界研究的热点和难点，论从无

理论上还是从应用技术方面来说，研究都不够成熟。本文提出该 了隧道运营期结构健康监测的方法，建立了隧道运营期结构稳并

定性的模糊综合评价模型，现结合重庆某隧道工程具体介绍了它 的应用情况。

1隧道运营期结构健康监测 新奥法建设的隧道，本质上是支护结构和围岩的复合体。因此，围岩与支护结构的变形及其相互作用，在进行隧道结构健康监测时是十分重要的需要考虑的因素。对于变形，主要进行水平收敛和拱顶下沉、裂纹、围岩内部位移监测。在相互作用方面， 主要进行锚杆轴力、围岩一初衬接触应力、初衬钢拱架应力、初 衬一二衬接触应力、二衬结构内应力等的监测。 1水平收敛和拱顶下沉监测。 ) 水 亚

图 3锚杆轴力测点布设示意图

图 4应力测点布设示意图

隧道运营期结构稳定性

围 山

收敛 和

围 山

初

初衬

二

锚

1 初

为不影响车辆正常通行，般采用非接触测量方法，隔一每 5 0i n布设一个断面，断面测点布设见图 1。 2裂纹监测。 )

拱 顶

裂纹

内部位移

杆 轴

力

衬接触 应

衬钢拱 架应

l ——

一

力

沉

力

衬接触应力

衬结构内应力

采用裂纹计等，测隧道裂纹的宽度、观长度、深度及其发展 变化。

图 5隧道运营期结构稳定性评价指标体系

3围岩内部位移和锚杆轴力监测。 ) 围岩内部不同深度的径向位移，以通过钻孔位移计进行监可

2隧道运营期结构稳定性模糊综合评价 在进行隧道结构健康监测的基础上，图 5所示，立隧道如建

评即：测，可以判断隧道围岩松动圈，据此结合锚杆受力情况，修改锚运营期结构稳定性评价指标体系，价等级划分为 5级， V 为 V, ={很稳定，较稳定，不稳定，很不稳杆支护参数提供依据’。监测断面应根据隧道地质情况和设计{ 1,,,}特别稳定， 参数，选择典型构造或地质异常地段设置监测断面，断面测点布定}相应分值取为{0 8,0,05}。, 9,0 7 6,O 收稿日期：0 11 -2★

: 2 1—2 1重庆市建设科技计划项目(渝建[0 14 9号 ) 2 1]5 作者简介：王新胜 (94,,士， 1 8 .)男硕工程师

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