国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

新七道梁隧道襯砌結構火災損毀特性及處治

2011-08-26 08:10郭毓新甘肅路橋建設集團有限公司甘肅蘭州730030
中國建材科技 2011年5期
關鍵詞:斷面圍巖火災

郭毓新(甘肅路橋建設集團有限公司,甘肅蘭州 730030)

1 引言

隨著高速公路的發(fā)展,公路隧道里程迅速增長,而且規(guī)模越來越大。由于公路隧道空間結構上的特殊性,其發(fā)生火災的潛在可能性普遍存在。近年來,世界各地隧道火災事故頻發(fā),1996年的英吉利海峽隧道火災、1999年的奧地利勃朗峰隧道火災、2008年京珠高速大寶山隧道火災等等事故,都造成了巨大的人員傷亡和財產損失,同時導致隧道結構和設施嚴重受損。隧道火災的危害引起了各國對隧道消防安全問題的高度重視。

2011年4 月8 日,G75 蘭 海 高 速 公 路甘肅段新七道梁隧道上行線發(fā)生火災,造成四人死亡、三輛車燒毀,導致隧道上行線K18+530-K19+090 段560m 襯砌結構、路面、交通機電設施、內裝修受損嚴重。本文通過對受損后隧道斷面尺寸、二襯砼強度檢測,分析了襯砌結構損傷特性,對火災損傷等級進行判定;結合揭露后防水板取樣檢測情況、圍巖情況,受損后結構穩(wěn)定性監(jiān)測結果,制定了合理的處治方案,安全高效的完成了隧道襯砌損毀處治。

2 新七道梁隧道火災概況

2.1 隧道概況

新七道梁隧道為上、下行分離式,上行線長4003m、縱坡為+2.05%,下行線長4070m、縱坡+2.11%,屬石質特長隧道;采用豎井+射流風機通風;隧道行車道中心線間距45m,共布設5 處緊急停車帶和5 處車行橫洞;隧道襯砌表面進行了裝修,未涂裝防火材料。該隧道于2004年12 月建成通車。

2.2 火災概述

2011年4 月8 日凌晨3 時30 分許,G75 蘭海高速公路甘肅段新七道梁隧道上行線由于兩輛油罐車追尾,導致罐內近40 噸190 號溶劑油泄露著火并引燃前方150m 處緊急停車帶內??康囊惠v半掛車,火災持續(xù)約2h。兩輛油罐車追尾的主著火點位于K18+665-K18+700 段,距進口1225m。由于為上坡隧道,且前方有豎井,在風力作用下導致著火點向出口方向火災損毀嚴重。

2.3 損傷段原襯砌情況

火災損毀段落圍巖主要為紫紅色中~厚層狀礫巖,含砂礫巖、砂巖夾泥巖。K18+530~K18+775 段圍巖屬Ⅲ類,原設計支護采用WTD25 注漿錨桿、間距15×15cm 鋼筋網片、12cm 厚C20 噴射混凝土,PVC 復合土工防水板,50cm 厚C25 混凝土襯砌、40cm 厚混凝土仰拱;K18+775~K19+090 段圍巖屬Ⅳ類,原設計支護采用局部WTD25 注漿錨桿、8cm 厚C20 噴射混凝土,PVC 復合土工防水板,45cm 厚C25 混凝土襯砌。

3 火災對襯砌結構的損傷

3.1 燃燒溫度估計

受燃燒高溫影響,襯砌混凝土內產生不均勻復雜應力,致使襯砌混凝土大面積爆裂剝落,隧道內路面上形成了大量的混凝土碎渣堆積物。根據(jù)剝落襯砌混凝土顏色呈灰白色至淺黃色和現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的鋁材的熔塊,對照《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS252:2009),判斷火災現(xiàn)場的溫度應在600 攝氏度以上,主著火區(qū)內隧道拱頂部位二襯混凝土表面溫度在1000 攝氏度左右。

3.2 損傷后斷面檢測

斷面尺寸檢測采用隧道專用斷面儀,根據(jù)現(xiàn)場目測的混凝土崩落量較大斷面進行測量,共計測量14個斷面,各斷面實測面積與理論面積的差值沿隧道長度方向的變化情況如圖1。

圖1 火災后隧道凈空斷面面積增加示意圖

圖2 拱頂混凝土強度沿隧道縱向分布示意圖

可以看出,斷面崩落厚度最大為35.4cm,發(fā)生在K18+680 斷面的右側拱腰,崩落厚度較大的斷面主要集中在K18+663 至K18+712 間,平均厚度為29.3cm。

3.3 損傷后二襯混凝土強度檢測

3.3.1 回彈法

對隧道受損段落采用回彈法檢測了襯砌結構混凝土強度。拱頂混凝土強度沿隧道縱向分布,見圖2。

3.3.2 鉆芯取樣法

對隧道K18+590~K19+240 段右邊墻采用鉆孔取芯法進行了混凝土強度測定。試驗結果如下:

(1)芯樣外觀正常,顏色均勻、混凝土密實、無斷裂及其它損傷,芯樣孔壁光滑,無異常。

(2) 抗壓強度最小值為22.3MPa(K18+694處1# 芯樣,火災事故點集中在K18+665~K18+690 段),其余芯樣強度均在30 MPa 以上,最大值為47.8MPa。

(3)對抗壓試件進行了編號,靠近洞壁的試件編為1#,靠近圍巖的試件編為2#,對比幾組測試數(shù)據(jù),見圖3 所示。

圖3 隧道右邊墻鉆孔取芯混凝土強度

可見,同一芯樣制取的1#試件的抗壓強度均低于2#試件的抗壓強度。說明混凝土外表受高溫影響比內部大,強度有所降低。

3.4 開挖揭露情況

3.4.1 防水板

拆除揭露后PVC 防水板表觀沒有高溫熱熔的跡象。分別從K18+800、K18+740、K18+657.5三處裁取防水板取樣檢測,性能指標如下表,表中主著火區(qū)性能指標最小,離主著火區(qū)越遠處性能指標越大,可見火災高溫導致防水板性能降低。

3.4.2 圍巖

開挖揭露,火災損毀段圍巖主要為紫紅色中~厚層狀礫巖,圍巖強度高、完整性好,未受到火災影響。

3.5 損傷等級評定

表1 幾個隧道斷面的火災影響檢測分析結果

圖4 嚴重損傷段襯砌混凝土剝落情況

依據(jù)《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS 252:2009),綜合表1 中火災影響檢測分析結果,對隧道損壞段落按損傷輕重程度進行了段落劃分及等級評定,具體結果如下:

圖5 中度損傷段襯砌混凝土剝落情況

圖6 輕度損傷段襯砌混凝土剝落情況

1)嚴重損傷段:K18+657.5~K18+776,共計118.5m。如圖4 所示,洞身二襯混凝土大面積剝落,洞身襯砌結構完全破壞,風機處二襯加強鋼拱架裸露在外,剝落深度在10~35 ㎝間,洞頂混凝土強度損失大,評定為Ⅳ級。

2) 中度損傷段:K18+620~K18+657.5、K18+776~K18+827 和K18+873~K18+923共計138.5m。如圖5 所示,該段洞身二襯混凝土大面積剝落,剝落深度在2~10 ㎝間,局部超過10cm,洞身襯砌結燈具以下部位破壞相對嚴重,洞頂混凝土強度損失較大,評定為Ⅲ級。

3)輕度損傷段:K18+530~620、K18+827~K18+873 和K18+923~K19+090,共 計303m。如圖6 所示,該段二襯混凝土表面局部剝落,剝落深度在2~6 ㎝間,洞頂混凝土強度損失較小,評定為Ⅱ級。

4 襯砌結構損傷處治

4.1 處治方案確定的依據(jù)

1)損傷后結構穩(wěn)定性監(jiān)測情況。火災后對損傷段落采用全站儀免接觸監(jiān)控量測,隧道整體穩(wěn)定性未受到火災影響。

2)圍巖情況。圍巖未受火災高溫影響,整體性好,處治時以不擾動圍巖為原則。

3)原支護結構。依據(jù)原支護結構確定處治深度。

4)襯砌結構損傷程度。依據(jù)襯砌結構損傷程度確定處治方案,嚴重損傷段襯砌混凝土強度損失嚴重,剝落深度大,防水板性能降低;中度損傷度和輕度損傷段襯砌混凝土強度損失較小、強度均大于原設計強度,剝落深度較小,防水板性能降低較小。

4.2 處治方案

針對襯砌損傷程度,結合原襯砌結構,采用以下處治方案:嚴重損傷段二次襯砌結構性能及承載能力完全喪失,將二次襯砌全部拆除更換,同時更換防排水系統(tǒng);中度損傷段和輕度損傷段火災只是表面損毀,為處治襯砌外觀及提高受損表面混凝土的耐久性,采用表面整平處理,掛網后聚合物砂漿抹平。

4.2.1 更換襯砌

嚴重損傷度圍巖屬Ⅲ類,原支護結構中二襯承受部分圍巖壓力。拆除重新施做二次襯砌采用12m 長模板臺車,由于受損二襯受力狀況不明,為防止拆除較長段落時隧道圍巖及原初襯自穩(wěn)能力不足,處治時對原初期支護重新施做加強。具體方案為:短進尺(<2m)拆除原50cm 二次襯砌和12cm 初期支護,施做22cm 厚噴射混凝土初襯(水泥藥卷錨桿、I18 工字鋼間距50cm),鋪設防水板后施做40cm 厚C25 鋼筋混凝土二襯(雙層鋼筋)。二襯鋼筋用植筋的方式加強與原襯砌下邊墻的連接,以確保結構成環(huán)、整體受力;重新施做防水板及環(huán)向排水管,以滿足隧道襯砌結構安全性及耐久性要求。

施工時根據(jù)K18+695~K18+740 段的拆除情況,由于圍巖及原初期支護整體性及自穩(wěn)能力好,對剩余嚴重損傷段處治方案進行優(yōu)化,拆除50cm 厚模筑襯砌后,原初期支護拱部增設錨桿補強,更換防水板及環(huán)向盲管,直接施做50cm厚C25 模筑混凝土二次襯砌。

4.2.2 表面修復

對該段襯砌結構,將模筑襯砌表層已燒損混凝土鑿除,清洗。燈具以下(路面以上5.6m)范圍,破壞較深>5cm 處,清除浮渣掛φ6 鋼筋網,M8×100mm 膨脹螺栓固定,聚合物砂漿整平,破壞較淺處,聚合物砂漿直接抹平;拱頂部位鑿除浮渣,掛φ1mm 鐵絲網,M6×85mm 膨脹螺栓固定,聚合物砂漿抹平。

5 結論

(1)經估計,新七道梁隧道火災持續(xù)2h,溫度達到600 攝氏度以上,主著火區(qū)混凝土表面溫度在1000 攝氏度左右。

(2)在火災高溫下,襯砌結構損傷有如下特性:火災對襯砌結構拱頂和拱腰部位損傷最為嚴重;,混凝土強度受損降低,溫度越高,混凝土強度損失越大;由于混凝土表面溫度高,致使襯砌結構靠火一側強度損失大,襯砌內部強度損失較小;混凝土為熱惰性材料,熱容大、導熱系數(shù)小,熱量在混凝土內部傳遞較緩慢,導致產生巨大的不均勻溫度應力,致使混凝土爆裂剝落,影響襯砌結構安;高溫導致襯砌背后防水材料性能降低。

(3)根據(jù)火災后襯砌損傷特性,針對對不同損傷程度,結合圍巖揭露情況和受損后結構穩(wěn)定監(jiān)控量測結果,采取了合理的處治方案,安全、高效的完成了隧道襯砌結構火災損毀處治。

[1]康曉龍,王偉,趙耀華,華高英.公路隧道火災事故調研與對策分析[J].中國安全科學學報,2007,17(5):110-116

[2]蔣樹屏.關于貓貍嶺隧道火災的調查與啟示[J].地下空間,2002,22(2):172-173

[3]CECS252:2009.火災后建筑結構鑒定標準[S].北京:中國計劃出版社

[4]JTG/TD70-2004.公路隧道設計規(guī)范[S].北京:人民交通出版社

[5]JTG/TJ22-2008.公路橋梁加固設計規(guī)范[S].北京:人民交通出版社

[6]甘肅省交通科學研究院.蘭海高速公路(G75)甘肅段新七道梁隧道4.8 火災后應急檢測及災害損毀評估報告[R].蘭州,2011

[7]甘肅省交通規(guī)劃勘察設計院.蘭海高速公路(G75)甘肅段新七道梁隧道“4.8”災害恢復處治一階段施工圖設計[R].蘭州,2011

猜你喜歡
斷面圍巖火災
??? ??? ?? ????? ? ??(斷面)
高深度大斷面中深孔一次成井技術探索與應用
軟弱圍巖鐵路隧道超前預加固適用性研究
隧道開挖圍巖穩(wěn)定性分析
掌握火災逃生知識
地面荷載及圍巖自重作用下淺埋隧道的圍巖應力解
考慮中主應力后對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響
國內首臺全斷面煤巷高效掘進機誕生并交付
天鋼Ф210mm斷面圓坯的開發(fā)與生產實踐
離奇的火災
垫江县| 赫章县| 侯马市| 河池市| 千阳县| 武义县| 邢台市| 田林县| 于田县| 安乡县| 高陵县| 阳原县| 鹤岗市| 中山市| 甘泉县| 门源| 三江| 留坝县| 红原县| 封开县| 东至县| 江山市| 太湖县| 宝坻区| 甘孜| 龙州县| 洪泽县| 秀山| 天门市| 高碑店市| 惠东县| 沭阳县| 布拖县| 晋中市| 定远县| 揭东县| 弥渡县| 宁武县| 永嘉县| 庐江县| 农安县|