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既有地铁隧道变形检测及安全评估实例探讨
翟永亮
（郑州一建集团有限公司，450046，郑州）
摘 要：针对郑州地铁 1号线某运营区间隧道变形管片安全性进行评估探讨。通过三维激光扫描对管片
收敛值较大的管环进行全面检测，查明病害情况。通过模拟计算和分析评价管片的承载能力和耐久性，并提
出了针对本区间变形管片的评估建议。 关键词：地铁；既有隧道；收敛变形；安全评估
中图分类号：TU 74 文献标志码：A 文章编号：1000-4726(2023)17-2157-03
dIscUssIon on defoRmatIon detectIon and safety assessment
of exIstIng sUbW ay tUnnels
ZHAI Yong-liang
(Zhengzhou No.1 Construction Group Co., Ltd., 450046, Zhengzhou, China)
abstract: This paper discusses the safety assessment of tunnel deformation segment in an operation
section of Zhengzhou metro line 1.Through 3D laser scanning, the pipe ring with large segment
convergence value is comprehensively detected to find out the disease. Through simulation calculation
and analysis, the bearing capacity and durability of the segments are evaluated, and the evaluation
suggestions for the deformed segments in this section are put forward. Keywords: subway; existing shield; convergent deformation; safety assessment
随着城市化进程的加快和不断完善，城市轨道交
通系统也得到了快速的发展，截至 2022年年底，我
国共有 55个城市开通了城市轨道交通项目，运营总
里程达到 10 291.95 km，其中地铁 8 012.85 km，占比
77.85 %。地铁隧道经过长时间的服役，受环境腐蚀，
材料老化，在荷载的长期效应、疲劳效应与突变效应
等灾害因素的耦合作用，不可避免地导致结构产生损
害，甚至在极端情况下导致结构失效。 为保证列车的安全运行和乘客的人身安全，隧道
结构的健康度评价也越来越受到大家的重视。周耀
[1]
首次提出地铁车站结构健康监测设计方法，并结合北
京地铁号线国贸站建立国贸站健康监测系统；苏涛
[2]
结合工程实例在施工前采用三维建模的计算方法进行
安全评估，再结合施工过程中的监测数据，实时分
析地铁隧道结构及轨道道床等变形情况，有效地指
导工程施工；杜亚楠
[3]结合北京地铁多个区间隧道
衬砌结构的运营现状及运营隧道区间检测与监测资
料，在已有隧道健康评估研究的基础上，考虑地铁
隧道不同施工方法的特点，建立基于云模型的综合
评价方法，并完成隧道二次衬砌健康诊断系统的开 发；朱杭琦等
[4]运用地质雷达与三维激光扫描技术
结合的方式，对该隧道结构进行了详细检测，并通过
MIDAS 软件建模计算极限承载力，最后对结构安全
性做出评估。郑州地区地铁隧道在“ 7·20”特大暴雨
自然灾害后全部进行了三维断面扫描，并对隧道结构严
重的病害进行安全评估和加固处理。 针对郑州市地铁 1号线某区间运营隧道收敛值大
于 70 mm 的环片进行裂缝、错台、渗漏等问题检测，
在对工程设计、施工与验收资料的收集和检查与现状检
测的基础上，采用数值计算的方法，根据三维激光扫描
结果，反算隧道单环结构的内力，判断管片承载能力和
耐久性是否满足设计要求，并根据现场病害检测数据对
管片使用性进行进一步评估。
1 工程概况
郑州地铁 1号线某盾构区间盾构法施工，线路右
线全长 2 212.110 m，设 2条平曲线，曲线半径分别为
450 m、350 m。区间隧道埋深 16~28 m，主要穿越土
层为第四纪全新统、上更新统的粘质粉土、粉质粘土、
粉砂和细砂层，地下水位在地面以下 1.0~5.8 m。
盾构法施工区间隧道采用外径 6.0 m、厚度0.3 m
的平板单层预制钢筋混凝土管片衬砌，预制钢筋混凝
土管片强度等级为 C50，连接螺栓强度等级为 M27
收稿日期：2023–07–18
作者简介：翟永亮（1983—），男，河南封丘人，高级工程师，
e-mail: 277576863@qq.com.
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Vol.54 No.17 Sep. 2023
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Architecture Technology
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级管片宽度1.5 m，每环管片采用 3个标准块 A，2
个邻接块 B、1个封顶块 K。管片断面采用平面式，
环、纵缝接触面皆不设榫槽，仅设置密封垫处留有沟
槽。衬砌纵缝、环缝采用弯螺栓连接，其中每环纵缝
采用 12根5.8 级M27 螺栓，每个环缝采用 16根5.8
级 M27 螺栓。管片环与环之间采用错缝拼装。区间
标准衬砌环构造如图 1所示。
B1T B2T
A3T
A2T
A1T
图
1 区间标准衬砌环构造示意
2 隧道变形及检测情况
本区间在 2021年“7·20”特大暴雨灾害后对整
条隧道进行了三维激光扫描，重点对隧道收敛值大于
70 mm 的管片（共 18环）进行了健康检测和评估，
主要检测项目包含管片病害（破损、渗水、裂缝）检
测、断面扫描检测、纵缝、环缝错台检测、纵缝、环
缝张开检测、混凝土强度检测，详细调查隧道管片破
损、渗漏水、裂缝分布情况，统计分析隧道病害数量
既有地铁隧道变形检测及安全评估实例探讨（论文）.pdf
