DBJ/T15-205-2020 轨道交通运营隧道结构安全评估技术规范.pdf

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DBJ/T15-205-2020 轨道交通运营隧道结构安全评估技术规范.pdf

1隧道纵向不均匀沉降、横向位移可通过监测的变形数据点拟合出 遂道区间段的整体变形曲线: 2隧道横向收敛可采用横断面的变形监测点的数据拟合出断面收 敛变形曲线

6.3.1隧道结构应考虑运营期不同工况下可能出现的最不利荷载组合, 对其结构强度、刚度和稳定性进行计算分析。 6.3.2运营隧道结构强度应按破损阶段法或极限状态法复核其安全性 1按破损阶段法验算时,不同结构计算的强度安全系数按表6.3.2 选用:

表6.3.2不同结构的强度安全系数

2按极限状态法验算时,结构构件的强度安全系数不应小于1.0。 6.3.3沉管法隧道还应进行抗浮稳定性计算,运营阶段的抗浮安全系数 不应小于1. 1。

1外部作业影响等级为特级、一级时; 2控制保护区内的轨道交通隧道结构存在分项安全等级评定为4级 及以上病害时。 7.2.2当外部作业影响等级为二级时DB45/T 2150-2020标准下载,宜进行外部作业全过程评估

7.2.2当外部作业影响等级为二级时,宜进行外部作业全过程

附录A隧道健康检查记录表隧道健康检查记录表隧道线路:(上行线/下行线)区间名称:隧道类型:检查依据:检查日期:病害对应照里程检查结果类型片编号总体建议与措施检测:记录:29

附录B隧道健康检查方法B.1隧道水害B.1.1根据隧道结构渗漏水的渗漏量大小,可分为湿迹、渗水、滴漏、涌水。根据渗漏水浑浊程度可分为漏泥沙、翻浆冒泥等。具体的定义和物理检测方法见表B.1.1。表B.1.1渗漏水病害物理划分及检测方法渗漏水定义物理检测方法隧道内表面呈现明显色泽目测结构物表面水迹:用手触摸有湿迹变化的潮湿斑潮湿感,但无水分浸润感水渗入隧道,导致隧道表面渗水用灯光照射,结构物表面有反光;用渗水分浸润干手触摸,明显沾有水分漏水量达到一定程度,从上方目测滴漏程度;采用秒表确定滴水频滴漏大滴落率小目测涌水大小;采用量简量测涌水量,有明显的出水点,水从出水或采用容积法、投浮子法、堰法或堵涌水点涌出,形成水流塞估算法在隧道的中央排水沟或侧沟进行量测因渗水通道扩大或防水失浑漏泥效,渗水量增加,同时夹带目测渗出物成分沙浊泥沙程翻浆因渗水通道扩大或防水失度效,渗水量增加,同时夹带目测渗出物成分冒泥浆液B.1.2渗漏水pH值检测可采用直接电位法。B.1.3渗漏水的氯离子、酸根离子、镁盐离子、铵盐离子等含量化学分析应符合现行国家标准《建筑结构检测技术标准》GB/T50344的有关规定。B.1.4隧道析出物宜采用目测法进行外观病害检查。B.1.5析出物的化学成分可采用X荧光光谱半定量物质全分析法或能谱30

分析法等方法检测析出物的成分。

分析法等方法检测析出物的成分。

B.2.3混凝土碳化深度测量应符合下

1隧道掉块长度可用钢尺或卷尺量测,深度可用游标卡尺量测; 2衬砌露筋范围可采用钢尺或卷尺量测

B.3.2衬砌裂缝检测应符合下列规定:

1应采用目测法对裂缝分布、发展情况进行普查,亦可采用先进的 图像检测等手段记录裂缝数量及分布; 2隧道裂缝应选用仪器设备辅助量测。可用钢卷尺量取裂缝长度 可用裂缝插片尺或裂缝宽度观测仪量测裂缝宽度,可用超声波法测取裂 逢深度。对于较为严重区段的裂缝深度可辅以钻孔取芯法验证,并辅以 照相记录,

B.3.3钢结构焊缝缺陷检查应符合下列规定:

1外观质量检查宜采用辅以放大镜的自测: 2无损检测宜采用超声波检测,按现行行业标准《钢结构现场检测 技术标准》GB/T50621的规定执行。 B.3.4钢筋有效保护层厚度的检测应按现行国家标准《混凝土结构现场 检测技术标准》GB/T50784和行业标准《混凝土中钢筋检测技术规程》 TGJ/T152的规定执行。 B.3.5衬砌厚度不足及衬砌背后缺陷等病害宜采用地质雷达法检测,雷 达检测可按现行行业标准《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》TB10223 的规定执行。

B.4.1结构变形检查工作不得影响轨道交通的正常运营,检查方法应采 用仪器测量、现场巡查、远程视频等多种手段相结合的综合方法进行信 息采集。 B.4.2监测导线布设应遵循“先控制,后加密”的原则。 B.4.3隧道监测线路布设前,应对基准点进行检测。 B.4.4确定基准点后,按闭合水准路线进行布设线路,由一个车站基准 点复核下一车站基准点,各监测点的监测也采用闭合水准路线的方法, 按现行国家标准《工程测量规范》GB5006三等水准测量要求进行精密 水准观测。 B.4.5监测点的布置应在监测对象变形和内力的关键特征点上,具体的 布置位置和监测仪器如表B.4.5所示

表B.4.5监测点的布置位置及仪器精度要

3.4.6竖向位移、水平位移测量应符合现行国家测量技术规范的规定, 其他监测项目及变形监测网基准点、工作基点的布设除执行本标准外 尚应符合国家现行有关强制性标准及有关规定

1为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的 用词说明如下: 1)表示很严格,非这样做不可的: 正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”; 2)表示严格,在正常情况下均应这样做的: 正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”; 3)表示充许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的: 止面词采用“宜”,反面词采用“不宜”; 4)表示有选择,在一定条件下可这样做的,采用“可”。 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合·的 规定”或“应按……执行”

轨道交通运营隧道结构安全评估技术规范

目次1总则.392术语403基本规定.413.1一般规定....3.2安全等级评定...434健康检查444.1一般规定..444.2隧道水害.....444.3材质劣化...454.4结构缺损.464.5结构变形..485安全评定...505.1一般规定...505.2隧道水害评定.505.3材质劣化评定....515.4结构缺损评定.....525.5结构变形评定...545.6分项安全等级评定....555.7总体安全等级评定......566安全复核计算....626.1一般规定,..626.2计算模型...626.3计算复核....647保护评估....657.1一般规定...657.2保护要求..6538

1.0.1随着既有轨道交通工程运营时间增加,隧道结构疲劳老化和受周 围环境影响使其出现病害的儿率将增大,一系列的运营安全问题也将随 之出现。而轨道交通作为城市公共交通的骨干,一旦发生安全事故,将 会造成大量的财产损失甚至人员伤亡。 为确保轨道交通既有结构的安全运营,规范化轨道交通运营安全评 估工作,有必要对隧道结构的使用状态进行量化分析,建立一个合理可 行的安全评估体系,为既有轨道交通隧道结构的养护维修提供依据,以 有效降低轨道交通工程的运营风险,从而保障隧道结构的正常使用,保 障人民群众的生命财产安全。 1.0.2本规范内容主要针对广东省的工程地质水文特征,制定适合于广 东地区(软土地区)的轨道交通隧道工程,不含地下车站结构、车站附 禹结构、隧道风井结构的安全评估。根据隧道结构的不同施工方法划分, 遂道结构目前主要有明挖法隧道、矿山法隧道、盾构法(管法)隧道 和沉管法隧道。随着科学技术的日新月异发展,更安全科学的施工技术 也将出现,其他施工方法的轨道交通隧道可参照本标准进行安全评估。 1.0.3本条明确了本规范与其他相关和类似标准的关系。虽然目前,我 国轨道交通行业既有隧道安全评估,除了结构保护评估相关规范外,还 存在标准空白,但各个地区都有相关的轨道交通管理规定等法律法规, 且随着轨道交通隧道的发展,相关的标准也将完善。因此,广东地区的 遂道结构安全评估除应遵守本规范外,尚应符合国家和广东省现行相关 法律法规、强制性标准的规定

本节主要列入了本标准与轨道交通隧道安全评估相关的术语。轨道 交通明挖法隧道、暗挖法隧道、盾构法(管法)隧道、沉管法隧道和 外部作业等主要参考了相关国家及行业标准进行了定义,而其他术语在 参考了相关资料后,仅从本标准的角度赋予其涵义,不一定是术语的定 义。同时,本节分别给出了相应的推荐性英文术语,仅供参考,

对于综合评估,当隧道结构的某一病害分项安全等级评定为3级及 以上时,应根据检测结果对该病害所在位置的隧道结构横断面或级纵断面 的承载能力、安全系数进行安全复核计算。 对于保护评估,外部作业影响预评估应进行隧道结构外部作业影响 评估的安全复核计算,结构现状评估、外部作业实施过程评估、外部作 业影响后评估宜进行隧道结构外部作业影响评估的安全复核计算。 3.1.3在安全评估中,包括对历史资料和当前检测、监测状况的分析 其中,隧道的工程地质勘察报告,隧道结构设计资料,施工与验收资料 主要用于隧道结构安全复核计算,以及对修建后的隧道结构与当前结构 进行比对;隧道控制保护区外部作业资料主要用于分析外部作业对隧道 结构的影响;隧道日常检查记录,养护维修记录,隧道历史检测、监测 及安全评估资料等历史运营资料收集,主要是为了了解隧道修建后的病 害发展、养护维修和评估情况。 3.1.4由于轨道交通隧道的特殊性,对运营隧道的检查通常是在列车运 营时间结束之后进行,一般只有23个小时左右的时间。因此,在隧道 检测与监测工作进场前,对隧道结构病害和周边环境进行调查与观测 以制定合理的检测方案和监测方案,从而安全、有效、快速实施现场检 测和监测工作。 3.1.5隧道健康检查主要是对隧道结构的健康况进行检查,掌握隧道

结构的详细病害情况。

3.2.1隧道结构分项安全状况等级评定指对某一病害类型的技术状况 等级进行评定。隧道结构的总体安全等级在分项安全等级评定后综合各 种病害类型评定。 3.2.2表3.2.2为隧道结构分项安全等级和总体安全等级评定标准及其 应对措施。轨道交通运营隧道结构分项安全等级分为1级、2级、3级、 4级和5级,分别对应隧道各分项病害无、轻微、中等、较严重、严重 5个等级。轨道交通运营隧道结构总体安全等级分为1级、2级、3级、 4级和5级,分别对应隧道结构优、良、中、次和差5个等级。 当隧道结构分项或总体安全等级为3级时,表明隧道结构病害中等 若病害存在发展,应启动安全复核计算,根据安全复核结果启动分项或 总体维修工作。 当隧道结构分项或总体安全等级为5级时,表明隧道结构病害严重 存在塌隐惠,已威胁到列车安全运营,应立即采取限制使用,同时加 强分项或总体安全监测、维修加固等安全应急措施。

4.1.2健康检查主要依靠自测法初步确定病害类型,而对于病害特征的 量化,一般通过一定检查方法加以分析判断。其次,可采用信息化手段 警如视频监控、传感器自动化监测等手段辅助健康检查。 遂道病害类型确认后,再对病害特征进行量化,最后记录检查结果 并拍摄登记影像资料。原则上所有病害现象均应拍摄照片留存,个别情 况下,当病害具有明显动态特征,照片不能完整反映时,应拍摄录像 如果病害现象存在连续多处相似的情况,比如钢筋锈蚀,可不重复拍照 取典型照片即可。而对于一些轻微的病害,照片较难展示的现象,可不 拍照。 遂道健康检查工作不应影响隧道的日常运营工作,如果有地震、洪 灾、火灾等突发状况,以及隧道外部作业影响到隧道运营安全或运营监 则数据异常等特殊情况时,列车应立即停止运营和进行临时全封闭,并 立即委托有资质的单位对隧道结构进行检查和修复,在确保隧道结构安 全后再恢复运营。

4.2.1隧道渗漏水是指围岩的地下水或地表水通过衬砌的薄弱环节进 入隧道内所形成的病害。隧道析出物是围岩地下水与混凝土结构相互作 用的产物。渗漏水和析出物的检测均包括物理检测和化学成分分析。其

中,化学分析即侵蚀性分析,是对采样样品的侵蚀性及化学成分进行分 析等。 4.2.2不同结构类型隧道的渗漏水的位置主要见表4.2.2。渗漏水浑浊 程度主要是水样是否夹带泥沙,是否有翻浆冒泥等。

表4.2.2渗漏水位置

.2.3隧道渗漏水的侵蚀性能分析主要参照现行《岩土工程勘察规范》 (GB50021)的要求进行成分分析和评判

4.4.1结构缺损主要考虑结构是否有升裂、掉块或剥落等外观病害和结 构内部是否有脱空、不密实等内部缺陷。 衬砌背后缺陷包括衬砌背后空洞和不密实病害,道床缺陷包括道床 脱空和不密实病害。 4.4.3衬砌裂缝根据裂缝走向及其和隧道长度方向的相互关系,分为纫 向裂缝、环向裂缝和斜向裂缝三种。环向工作缝裂纹,一般对于衬砌结 构正常承载影响不大。纵向及斜向裂纹,破坏结构的整体性,危害较大 纵向裂缝平行于隧道轴线,其危害性最大,发展可引起隧道掉拱、 边墙断裂甚至整个隧道塌方。纵向裂缝分布具有拱腰比拱顶多的特点, 双线隧道的纵向裂缝主要产生在拱腰。从受力分析来看,拱顶混凝土衬 彻一般是内缘受压形成内侧挤压衬砌开裂,拱腰部位主要是混凝衬砌 为缘受拉张开;拱脚部位裂缝则会产生衬砌错动,导致掉拱可能;边墙 裂缝常因混凝土衬砌内缘受拉张开而错位,会使整个隧道失稳。 环向裂纹主要由纵向不均匀荷载、围岩地质变化、沉降缝等处理不 当所引起。

4.4.6钢筋锈蚀处应对钢筋有效保护层厚度进行检测。混凝土碳化将导

致混凝土的碱度降低,同时将增加混凝土孔溶液中氢离子数量,使混凝 土对钢筋的保护作用减弱。为确保混凝土有效保护钢筋,钢筋锈蚀处应 对混凝土碳化深度进行检测。在同一测区,应在锈蚀电位和电阻率测量 后,进行碳化深度检测,且测区应布置均匀,测区数应不少于3个。 4.4.7衬砌厚度检测主要针对采用明挖法、矿山法的现浇隧道。为确保 检测精度,衬砌厚度不足检测可选用高频电磁波,衬砌背后缺陷检测可 选用低频电磁波。 遂道纵向测线可采用拱顶(顶板)、左右拱腰(侧墙)各布置1条 测线或者拱顶、左右拱肩、左右拱腰各布置1条测线的方式。

5.1.1隧道安全等级评定先对隧道各分项病害类型,包括隧道水害、材 劣化、结构缺损、结构变形等,按照划分区段进行分项安全等级评定 后,再进行总体安全等级评定,以便系统、全面地掌握隧道结构的整体 功能状态,

5.1.2沉管法隧道的管段含管段结构和沉管连接构件

对存在外部作业情况时,可对控制保护区内的隧道结构按同一结构 类型划分区段;也可对某一需掌握安全技术状况或加固维修的区域按同 结构类型划分区段,

5.3.4钢板劣化主要丛钢板是否锈蚀、断裂失效上作定性评判

5.6分项安全等级评定

5.6.2目前,隧道结构安全评估方法主要有专家评估法、层次分析法、 模糊综合评判法、故障树分析法等来确定各分项病害权重值。常用乘积 标度法来计算各病害权重,并用模糊综合评判法来计算结构的安全状 态。

5.7总体安全等级评定

5.7.1除隧道水害外,材质劣化、结构缺损和结构变形都将直接影响隧 道结构的安全性,对结构安全造成较大的危害,而结构缺损对隧道衬砌 的实际承载能力影响最大,因此对结构造成的危害也最大。 根据南昌航空大学硕士论文:运营隧道结构安全评估研究D.许蓓 南昌航空大学.2010(06)中所采用的标度法可知,隧道水害、材质劣化、 结构缺损和结构变形的安全评价因素权重为1:1.354:2.071:1.354,进 行归一化后,隧道结构病害各分项权重为0.15:0.25:0.35:0.25。 根据同济大学硕士论文:地铁结构安全评估指标体系及标准的研究 D」.同济大学中采用的乘积标度法可知,隧道渗漏水、纵向沉降、横 向变形、材质劣化和裂缝的权重为0.228:0.309:0.169:0.125:0.169。 根据西南交通大学硕士论文:公路运营隧道结构安全评估体系及评 价方法的研究LD].王勇.西南交通大学.2009(05)中采用层次分析法将 评估模型划分为三级综合评估模型。其中,一级评估模型为衬砌材质劣 化、衬砌结构破损和衬砌渗漏水,分级权重为0.4845:0.3861:0.1294; 二级评估模型中的衬砌材质劣化包括衬砌强度降低、衬砌厚度变化和衬 砌碳化深度,衬砌结构破损包括衬砌变形速率、衬砌劣损程度和衬砌背

6.1.1本条对需进行安全复核计算的部位进行了规定。对于总体安全等 级评定为1级、2级的,可不进行安全复核计算。对于总体安全等级评 定为3级,且裂缝病害有发展时,应对发展裂缝所在部位的衬砌结构进 行安全复核计算;对于总体安全等级评定为4级和5级的,应进行安全 复核计算。 6.1.2本条对需进行安全复核验算的结构进行了规定。不同施工类型的 遂道结构的着重点不同,具体如下: 明挖法隧道:预制/现浇衬砌+施工缝: 暗挖法隧道:现浇衬砌+施工缝;

6.2.1结构安全复核是对检测和监测评估工作的深化和补充,是建立在 现场检测和监测评估上的计算分析,复核计算结果是隧道结构安全的重 要依据之一。因此应根据实际情况对存在典型病害的隧道横向断面、级 可断面或整体结构开展计算工作,特别是对最不利断面的进行安全性验 算。 6.2.2本条文对隧道安全复核的理论计算参数选取和数值建模计算参 数的选取进行了规定。不管采用解析方法计算还是数值建模方法计算

DB34/T 2027-2013 河港磷矿装卸作业技术规程6.2.2本条文对隧道安全复核的理论计算参数选取和数值建模计算参 数的选取进行了规定。不管采用解析方法计算还是数值建模方法计算

6.2.4混凝土结构的穷化是混凝主耐久性失效的宏观反应,将影响 衬砌结构的强度、刚度和稳定性。一般来说,若混凝土结构存在整个 能的劣化,则折减整体弹性模量或刚度;若存在部分劣化,则仅对 劣化处的弹性模量或刚度进行折减

6.2.5采用现场浇筑的隧道衬砌容易出现隧道衬砌厚度不足的情况,

DB31/T 1054-2017标准下载6.2.6计算分析时根据隧道结构变形拟合的曲线进行建模。具体方法详 见附录B.4。

6.3.1轨道交通隧道结构安全复核的不同荷载组合按相关设计规范选 取。

7.2.17.2.2本条对启动全过程保护评估的要求进行了细化,要求在进 行保护评估前,对外部作业影响等级和隧道结构安全状态进行评定,根 据评定结果启动外部作业评估要求。 7.2.47.2.5外部作业施工过程中和完成后,隧道结构出现发展病害或 严重病害时,应开展综合评估,以确保隧道结构运营安全,

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