基于层次分析法的鸡鸣驿隧道治理评价体系

基于层次分析法的鸡鸣驿隧道治理评价体系

路宜驰

内蒙古工业大学 内蒙古呼和浩特 010000

摘要：本文采用层次分析法对大准铁路鸡鸣驿隧道治理措施进行了评价，通过分析隧道治理措施，构建了评价指标体系，计算出各层指标权重值，进行层次总排序。将最终计算结果与实际情况对比，得出评价结果合理可行，为隧道治理评价提供了参考。

关键词：隧道治理、评价体系、层次分析法

一、工程背景

鸡鸣驿隧道位于大准铁路鸡鸣驿至大红城站间，于1993年10月竣工，1994年投入运营，由1号和2号两个隧道组成，全长1593m，为曲线隧道。在长时间运行过程中，隧道内边墙、拱顶出现不同程度的渗水、漏水现象，排水沟排水不畅，水沟内经常结冰，由于结冰冻胀，导致水沟局部开裂，使水渗入路基内部，导致局部路基涌水和路基基床破碎。此外，在K170+480-K170+500段二衬混凝土局部出现脱落掉块，于洞顶出现空洞，K170+180-K170+205段衬砌混凝土出现开裂，威胁行车安全。

二、原因分析

衬砌空洞病害成因主要是由于隧道附近地质构造较为发育，岩体破碎，节理裂隙发育，容易形成在衬砌背后空洞，其次是由于隧道施工中超挖后回填混凝土不密实，使衬砌后遗留空洞。

隧道渗漏水主要是由于隧址区地下水补给面积较大，地下水下渗形成基岩裂隙水，其次是由于隧道附近地质构造较为发育，节理裂隙发育，为地下水的良好渗漏通道。

三、治理措施

1.拱顶注浆

采用Φ42 钢花管进行拱顶注浆堵漏处理，注浆深度 3m，注浆孔间距 1.0×1.0m，梅花型布置，采 用水泥－水玻璃混合浆液，浆液水泥－水玻璃体积比 1：0.6，水灰比 1：1，水玻璃浓度 35°Be',模数2.4，注浆压力控制在 0.4～0.6Mpa，注浆方式为孔口一次性注浆。 在压浆区及其周围的原有衬砌表面涂刷“优止水”，要求涂刷均匀。

2.边墙埋引水管

对渗漏水严重段落的隧道衬砌边墙施工缝处采用凿槽埋管引排水措施治理，在边墙施工缝处施作宽 20cm、深 15cm 的引排水暗槽，并在距轨面标高1m和4m 处向围岩内打入长 3m 的Φ30波纹管引水，引 水管仰角为 5°，在槽底部安设Φ90mm 半圆型聚氯乙烯防腐塑料管排水管，排水管倒扣在槽底，并用BW遇水膨胀橡胶条嵌缝将排水管边缘密封,胶条尺寸为 20mm×20mm，然后用 U 型卡固定排水管，外侧 铺设硬质聚氨酯类树脂发泡固结保温材料，最后采用 C30 微膨胀细石混凝土对施工槽进行表面封堵。边墙排水管纵向间距为 3m，当水量较大或漏水较严重的地段适当加密。

边墙 PVC 排水管外侧铺设自控温伴热电缆，电热带总功率约 5kw，于1号隧道外侧 300 米处变压器 处接入电源,接入电缆长度共计 2000m, 电缆沿墙敷设。

3.基底注浆

对于隧道 K170+500～600 段道床基底涌水及 K170+850～870 段基底破碎病害采用注浆加固，注浆采用Φ42 钢花管进行注浆，注浆管长 4m，注浆孔采用钻孔埋设，钻孔直径 43mm，钻孔深度 4.4m，注浆孔横向至水沟外侧 0.25m，纵向间距 0.6m，采用直立式和倾斜式交替布置，倾斜式注浆孔俯角 60°，浆液采用水泥砂浆，压浆压力控制在 0.4～0.6Mpa。

4.排水沟改造

对于隧道排水沟改造采用清淤、修复和增设保温层等措施进行综合处理：首先要彻底清除隧道两侧整段排水沟内的淤泥、垃圾等杂物，同时详细检查水沟破裂漏水情况； 对 K170+400～K170+950 段隧道左侧排水沟破损漏水地段进行拆除修复处理，排水沟采用 C30 抗渗砼预制成型后与洞内进行拼装修复。对整段水沟内部增加一层盖板，两层盖板之间辅设两层 10cm 厚的 EPS 聚苯板保温层，保温板错缝搭接。

四、构建隧道治理评价体系

本文邀请了五位行业内专家对隧道内部进行现场踏勘，根据现场查看情况和分析隧道治理措施，提出并建立了评价指标体系，将鸡鸣驿隧道治理评价指标分为三个层次：目标层，即基于层次分析法的鸡鸣驿隧道治理评价体系U；准则层，包括拱顶注浆评价指标U₁，边墙埋引水管评价指标U₂，改造排水评价指标U₃，基底注浆评价指标U₄；指标层，则是在评价指标体系中的具体指标项，包括注浆深度u₁、注浆材料u₂、防水保护层u₃、引水管高度u₄、保温措施等评价指标u₁-u_n。

按照各个层次的评价指标，综合分析各项指标的重要性，对每层的评价指标采用1-9“标度法”进行两两比较，建立各层评价指标对应的判断矩阵，并对判断矩阵进行归一化矩阵运算，可实现将判断分析的结果进行量化，从而得到各层次评价指的权重值。

根据方根法将矩阵A进行归一化处理，求得A的特征向量W：

_{对判断矩阵的一致性进行检验，，再计算检验系数，其中n=4，λmax=4.197，RI=0.9，CR=0.07<0.1，满足该矩阵的一致性要求。同理，可计算出第三层其它指标的权重值，并进行层次总排序，见下表：}

_结束语

_{本文通过层次分析法对隧道病害的治理措施进行了综合评价，构建出一套完整的隧道治理评价体系，为后期采用综合模糊评价，进一步确定隧道治理效果奠定了基础。}

_参考文献

_{[1].吴丽萍.模糊综合评价方法及其应用研究[D].太原：太原理工大学硕士学位论文，2006}

_{[2].李旻.大准铁路桥隧重点部位安全评价方法研究与应用[D].兰州：兰州交通大学硕士学位论文，2016}

_{[3].董文瑞.大准铁路高达边坡安全隐患调查与机理分析研究[D].兰州：兰州交通大学硕士学位论文，2016}

_{[4].赵博剑 孔德琨 谭忠盛. 基于层次分析理论的宜万铁路隧道病害评价体系[J].土木工程学报.2017.12：243-248}

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