在役隧道结构安全、健康监测与评估

衬砌变形 纵向沉降
隧道病害
裂缝
其他病害
冻害、震害、火灾
裂缝
衬砌裂缝的原因： 分结构非受力裂缝和 受力裂缝。非受力裂 损是由混凝土收缩或 施工质量等自身原因。 受力裂缝裂缝是由外 力造成（地震力、地 层压力和岩石的膨胀 力等）。
渗漏水
“十隧九漏”反 映了水害频繁。破坏 了原始围岩体的水系 平衡，隧道与含水层 连通，加之衬砌防水 与排水设施、方法不 完善或老化, 隧道水 害就必然发生了。
变形、沉降
断面变形、错台 错缝、边墙下沉等， 主要是由外力引起。
横向变形：封顶 块与邻接块接缝张开、 勾缝脱落。
纵向沉降：整体 沉降、局部沉降、沉 降速率。
衬砌变形、纵向沉降 某隧道历年纵向累计沉降
其他病害
役
案例三
隧
2010年6月9日13时许，重庆巴南麻柳嘴镇与涪陵交界
道
处的天池隧道内发生透水事故，泥石流喷涌而出，事故已造 成4人死亡、4人受伤。
透
水
事
故
在
役
案例四
隧 道
2016年韩国灾难电影《隧道》讲的是男主角深陷垮塌的 隧道，最终逃出生天的故事。
灾
害
事
故来自百度文库
一
、
隧道建设的发展历程大致分三个阶段：第一阶段为
维修 管理 营运
施工
设计
维修管理的必要性
结构物劣化曲线
隧道结构安全监测及健康评价体系
运营隧道结构健康监测系统框图
一
、 国
隧道的病害分为 两部分，其一是先天
内 性造成，另外是在运
外 相
营使用的过程，老化 产生。对于运营隧道 工程的结构监测，国
关 研 究
内外学者作了大量的 研究。已有研究大致 可分为两类：（1） 运营隧道结构安全监
国家 中国
发展概况
集中在隧道建设阶段的自身安全设计，和对隧道的 1 施工安全、施工方法等方面做出安全评价，很少涉及到
对运营隧道的结构进行健康安全评价。
2
有关隧道的消防、通风以及照明等单个方面，隧道 运营时期的安全状况综合评判欠缺；
3
缺乏隧道结构安全监控较成熟的监控标准和规范。
提出安全检测与监测技术，建立安全评价体系，科学合理的管理运 营隧道，进行及时养护维修，对保证隧道的结构安全，延长隧道的寿命， 提高隧道的服务功能，意义重大。
背
大规模新建，第二阶段为新建与维修改造并重，第三阶 段重点转向既有隧道维修改造。目前我国建成的隧道总
景 长度和总数量均居世界第一。由于地质条件、设计、施
介 绍
工及造价、运营、维修管理等方面的原因，隧道病害问 题日益突出。这些损伤如果不能及时得到检测和维修， 轻则影响行车安全和缩短隧道的使用寿命，重则导致隧
德国
德国《无损伤检测隧道内壳的规范》给出了检测隧道内 壳的合适测量法，此规范只对评判检测结果的方法进行了说 明，未给出如何通过检测结果定量评判隧道的安全。
国家
发展概况
隧道检查
2015的《公路隧道养护技术规范》(JTG H122015)，对隧道等土建结构的检查工作分为四类： 经常检查、定期检查、应急检查和专项检查。
道突然破坏和坍塌。一旦发生安全事故，会造成很大的
舆论压力和社会压力，后果非常严重。
有必要建立运营期间的实时监测及评价体系。通过
对结构健康状况的实时监控，对结构的安全性状况进行
评估，得出结构的安全度用以指导营运，及时高效保证
隧道营运期间结构的安全。
运营隧道病害情况
隧道安全监测及 健康度评价体系：隧 道典型位置处设置长 期监控量测元件，对 隧道支护系统的受力、 变形等特征进行实时、 长期监控，对主体结 构的力学行为进行分 析，结合隧道结构安 全评价系统，对隧道 整体的安全性状况进 行评估，保证隧道工 程营运期间的安全。
隧
生原因被认为是由于有数十块天花板坍
道
塌导致。 笹子隧道在发生坍塌事故前，定期
塌
检查中，被认为“没有发生任何异常”。
方
事 故
案例二
2012 年 1 月 11 日 凌 晨 1 时 许 ， 宁 夏
312国道六盘山隧道泾源至隆德方向洞 内900米处，拱顶衬砌混凝土塌方，隧 道交通中断。未造成人员伤亡。
在
国家 英国
发展概况
通过对工作人员和乘客可能产生的伤害的各种危险因素 进行预测与分析，划定风险因素的伤害等级，有针对性进行 改进。
美国
由美国运管部和交通部综合安全评定，先找出所有影响 因素，然后明确影响范围，进行安全认证，提交报告，生成 SSC（Safely and Security Certification）报告，制定安 全标准，不断优化。
2017 第四届全国桥梁 隧道养护技术研讨会
在役隧道结构安全、健 康监测与评估
谢永利 教授 院长 长安大学-公路学院
4/27/2017
1、背景介绍/国内外发展
目
2、运营隧道主要结构病害介绍
3、运营隧道结构安全监测技术
4、运营隧道健康评价体系
录 5、评估、整治实例分析
6、结语/展望
在
案例一
役
日本高速公路隧道（笹子隧道）坍 塌事故，致9人死亡，2人受伤。事故发
中国
隧道检测
2004年《铁路隧道衬砌质量无损检验规程》 说明了铁路隧道衬砌质量无损检验的技术要求， 同时，介绍了检测衬砌混凝土强度、厚度及背后 回填状况的方法。此规程也为公路隧道的衬砌质 量检验提供了借鉴。
运营隧道健康评价研究
国内外研究现状
国外运营隧道健康安全评价起源较早，综合评价方法也较为领先。在 欧美等国家，建有为定量评价提供足够数据支持的数据库，为定量评价提 供足够充足的数据。同时，在评估中也提出了最优化的风险预防方案。
二
《规范》（JTG H12-2015）规定检查内容：洞口、
、 洞门、衬砌、路面、检修道、排水系统病害等。隧道病
运 营
害包括衬砌混凝土病害、基底病害、洞口病害等几大类 别。其中，衬砌混凝土开裂、漏水、腐蚀、疏松、表面 脱落或者掉块等衬砌混凝土病害，是影响健康运营主要
隧 的病害群。
道
主
要
结
构
病
害
介
绍
渗漏水
隧道健康 评价
测；（2）运营隧道
健康评价。
隧道结构 安全监测
运营隧道 维护管理
运营隧道结构安全监测研究
国内外研究现状
国家
发展概况
日本
日本《铁路隧道维修技术标准》，包括检查和诊断的工 作方法及流程、病害的科学技术检测、病害等级划分、养护 技术、诊断专家系统、以及网络无缝对接技术等方面。
美国
美国《高速公路和铁路交通隧道检测手册》是在公路和 铁路隧道管理中评估隧道技术状态的重要依据。包括检测周 期、检测方法、病害等级划分以及病害等级评定依据。