碳纤维筋加固隧道衬砌效果模拟及施工工艺探讨

为了更好地分析碳纤维筋对隧道衬砌的加固效果,以南瓦隧道工程为依托,借助有限元软件ANSYS对衬砌不同病害部位及不同裂缝深度的加固方案进行数值模拟,并给出相应的施工工艺及建议措施;结合现场检测数据,分析了该隧道病害产生的原因,提出碳纤维筋补强加固修复技术。分析发现:隧道仅拱顶存在不同深度裂缝(方案1)或拱顶及边墙均存在不同深度裂缝(方案2)时,使用碳纤维筋加固前,随着裂缝深度的增加,衬砌变形量明显增大,方案1最大位移位于仰拱中心,为5.81 mm,最大应力位于拱脚处,为18.80 MPa;使用碳纤维筋加固后衬砌变形减小较大,拱顶最为明显,方案1最大位移由5.81 mm减小至3.36 mm,减小了42.2%,方案2最大位移由6.17 mm减小至3.64 mm,减小了41.0%。结果表明碳纤维筋加固工艺对南瓦隧道具有良好的加固效果。