隧道衬砌裂损及防治
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混凝土隧道衬砌施工中的常见问题及解决方法随着城市化进程的不断推进,越来越多的城市需要建设地下交通系统,而混凝土隧道是地下交通系统中最常见的建筑形式之一。
混凝土隧道的施工涉及到很多专业知识和技术,因此在施工过程中常常会遇到各种问题。
本文将针对混凝土隧道衬砌施工中的常见问题进行分析,并提出相应的解决方法。
一、混凝土隧道衬砌施工中常见问题1.衬砌混凝土开裂在混凝土隧道衬砌施工过程中,由于混凝土的自身收缩、温度变化等因素的影响,衬砌混凝土很容易出现开裂现象。
这种情况不仅影响隧道的美观度,还会导致隧道内部的水泄漏和结构破坏。
2.衬砌混凝土出现鼓包另一种常见的问题是,衬砌混凝土在施工过程中出现鼓包现象。
这种情况通常是由于混凝土的浇筑不均匀或者振捣不到位等原因引起的。
3.衬砌混凝土出现渗漏在混凝土隧道衬砌施工过程中,如果灌注的混凝土不够密实,就会导致衬砌混凝土出现渗漏现象。
这种情况会严重影响隧道的使用。
4.衬砌混凝土强度不足衬砌混凝土的强度是保证隧道结构稳定性的重要因素。
如果衬砌混凝土强度不足,就会导致隧道的结构受到破坏,从而影响隧道的使用寿命。
二、混凝土隧道衬砌施工中的解决方法1.采用高性能混凝土为了避免衬砌混凝土开裂和强度不足等问题,可以采用高性能混凝土。
高性能混凝土具有抗裂、抗渗、抗压等优良性能,可以保证隧道结构的稳定性和使用寿命。
2.加强混凝土振捣为了避免衬砌混凝土出现鼓包现象,可以加强混凝土的振捣。
振捣可以使混凝土更加紧密,从而避免鼓包现象的发生。
3.加强混凝土灌注密实性为了避免衬砌混凝土出现渗漏现象,可以加强混凝土的灌注密实性。
在灌注混凝土的过程中,应该采用适当的振捣方式,使混凝土更加紧密,从而避免渗漏现象的发生。
4.加强混凝土强度调控为了避免衬砌混凝土强度不足的问题,可以加强混凝土强度调控。
在混凝土的配合比设计和浇筑过程中,应该严格控制各项参数,确保混凝土的强度符合要求。
总之,混凝土隧道衬砌施工中会遇到各种问题,但只要采取正确的解决方法,就可以保证隧道的结构稳定性和使用寿命。
关于隧道衬砌产生裂缝的原因及防治隧道中产生的裂缝一方面是由设计原因造成的,另一方面是由于施工管理不当造成的。
它是结构内部受到与设计状态不同的应力的反映,同时也与施工过程中由于人为的因素改变了洞室的受力状态有很大关系。
1、隧道衬砌混凝土裂缝类型收缩裂缝,温度裂缝、外荷载作用产生的变形裂缝、施工缝处理不当引起的接茬缝等。
1.1干缩裂缝收缩裂缝是因为混凝土收缩所引起的裂缝。
在收缩种类中,分塑性收缩和缩水收缩是发生混凝土体积变形的主要原因。
混凝土在硬化过程中水分逐渐蒸发散失,使水泥石中的凝结胶体干燥收缩产生变形,由于受到围岩和模板的约束,变形产生应力,当应力值超过混凝土的抗拉强度时,就会出现干缩裂缝。
干缩裂缝多为表面性的,走向没有规律。
影响混凝土干缩裂缝的因素主要有:水泥品种、用量及水灰比,骨料的大小和级配,外加剂品种和掺量。
1.2温度裂缝温度裂缝是因为混凝土具有热胀冷缩性。
水泥水化过程中产生大量的热量,在混凝土内部和表面间形成温度梯度而产生应力.当温度应力超过混凝土内外的约束力时,就会产生温度裂缝。
裂缝宽度冬季较宽,夏季较窄。
温度裂缝的产生与二次衬砌混凝土的厚度及水泥的品种、用量有关。
1.3荷载变形裂缝荷载变形裂缝是因为支护背后存在空间或排水不畅形成水压,基础产生不均匀沉降,模板台车没有加固好,过早脱模,混凝土受到较大的外力撞击等容易产生变形裂缝。
仰拱和边墙基础的虚碴未清理干净.混凝土浇筑后,基底产生不均匀沉降;模板台车或堵头板没有固定牢固,以及过早脱模,或脱模时混凝土受到较大的外力撞击等都容易产生变形裂缝。
荷载变形裂缝在隧道衬砌混凝土病害中占有的比例逐年增大,已经引起了广大工程技术人员的重视。
1.4施工缝(接茬缝)施工缝是施工中停电、机械故障等原因迫使混凝土中断时间超时,在继续浇筑引起的缝;再一个就是原材料不台格、配合比不合理、和易性不好、振捣不密实,钢筋保护层厚度不够等引起的混凝土裂缝。
2、形成裂缝的原因隧道裂缝产生原因分析;混凝土裂缝形成的原因非常复杂,往往是多种不利因素综合作用的结果。
隧道衬砌裂损与防治对策分析摘要:作为地下工程的代表工程,隧道工程十分复杂。
维修与管理难度大,质量问题一直是工程技术人员与科研工作者关注的重点问题,文章简要分析运营隧道衬砌裂损问题,并提出针对性的对策。
关键词:隧道;衬砌裂损;问题;对策前言随着基础设施的完善,我国隧道工程从质量到数量都发生了深刻变化,作为交通运输的咽喉,隧道结构安全状况的运行安全直接关系到人们的安全。
但是受到自然环境等因素的影响,水害、冻害等情况随时可能发生,运营隧道混凝土会出现变形、剥落、开裂等问题,降低衬砌结构的承载力,使设备的使用寿命被缩短,导致结构稳定性降低,破坏严重,影响列车的运行安全。
这就要求做好隧道的诊断工作,做好灾害与病害的预防与控制工作。
1 衬砌裂损类型目前,较为常见的隧道衬砌裂损类型包括衬砌变形、衬砌移动及衬砌开裂三种。
1.1 衬砌变形这一裂损类型可以分为横向与纵向两种,以横向变形为主,从原因来看,主要是由于围岩收敛变形等原因而导致混凝土局部受力不均的拱轴形状的改变。
1.2 衬砌的移动所谓衬砌移动就是指一部分或者整体出现移动的现象,也可以根据移动的方向将其分为横向与纵向两种。
1.3 衬砌出现开裂问题所谓开裂就是指在衬砌的表面出现裂纹、裂缝或者贯通衬砌全部厚度的裂纹,是由衬砌变形导致的。
一般可以分为张裂、压溃与错台三种开裂类型。
张裂是由于弯曲受拉与偏心受拉导致的;压溃则是由弯曲或偏心受压导致的裂损;错台则是剪切力导致的裂缝。
2 防治衬砌裂损的对策2.1 防治衬砌裂损的原则衬砌裂损病害的防治关键是要对现有的衬砌裂损的危害进行控制,避免加大。
同时要根据情况采取必要的稳固措施,稳固围岩与加固衬砌结合的对策。
2.2 强化岩体工程的稳固措施2.2.1 通过治水达到岩体稳定的目的如果围岩受到地下水的浸泡或者干扰都会削弱稳定性,因此,可以通过清除围岩水,采取相应的措施达到岩体稳固的目标。
2.2.2 采用锚杆加固达到岩体稳固的目的相对情况较好的岩体,自衬砌内侧向围岩内打入一定数量与深度的金属锚杆、砂浆锚杆,可以使一些岩体的稳定性提升,概念其粘结力,形成一定厚度的承载拱;将水平层状的岩石串联成组合梁,与衬砌共同承载外荷载。
浅谈隧道衬砌裂缝原因分析及防治措施通过对某隧道衬砌裂纹进行现场深入调查,观察裂缝与隧道轴线的走向关系,统计发现该隧道二衬裂缝以纵向裂缝、斜向裂缝和环向裂缝为主。
现场发现的环向裂缝占多,环向裂缝大部分存在施工缝、沉降缝、洞口及不良地质地带与完整岩石地层的交接处等。
本文从工程地质条件、地下水、二衬质量、二衬模板台车、温度应力、不均匀沉降等方面展开分析并提出相应的防治对策。
标签:衬砌裂缝;原因分析;防治措施1.概况该隧道地处浙南山地,属构造剥蚀山区,区内山势连绵起伏,峰峦叠嶂,植被发育。
隧道全长12030m,为单洞双线隧道。
隧道进口里程DK156+358,出口里程DK168+388。
隧道中部下穿泽雅水库上游山谷,最小埋深约为50m,最大埋深约为660m,属于长大深埋隧道,该隧道为工程全线最长隧道,也是全线关键控制性工程。
隧道Ⅱ级围岩长5582m;Ⅲ级围岩长4983m;Ⅳ级围岩长859m;V级围岩长606m。
进口洞门形式为单侧挡墙式,出口洞门形式为倒斜切式。
隧道采用无碴轨道。
隧道采用“两斜井、进出口”的施工方案。
隧道设斜井两座,长度分别为1350m和1280m。
斜井与隧道采用斜交单联式,无轨运输双车道断面。
2.裂缝现场调查隧道已经完成的衬砌中存在15条裂纹。
通过现场观察和数据统计发现:⑴裂纹一般在边墙与仰拱连接处较宽,靠近拱顶处较窄,且逐渐消失或很细微;⑵裂纹一般均为仰拱施工缝开始发展,裂纹方向均为仰拱施工缝向衬砌施工缝方向发展;⑶裂纹角度全部大于45°,为斜向上发展;⑷仰拱施工缝与衬砌同缝地段,施工缝段微小开裂或施工缝距离变大,实际上隧道衬砌每循环间施工缝充当了伸缩缝的功能;⑸混凝土拆模后,前期均未发现裂纹,裂纹均在后期产生。
3.隧道裂缝原因分析3.1工程地质条件隧道进洞段围岩以Ⅴ级为主,为弱风化砂岩,地层破碎。
隧道围岩条件较差,容易引起不均匀变形以及地基不均匀沉降;围岩条件差以及铁道部红线管理强制要求,二衬施作以后围岩变形没有完全稳定,且低强度围岩具有流变性质,二衬仍承受一定的作用力。
隧道衬砌裂缝及渗水处理方案针对目前隧道衬砌表面存在裂缝和渗水的质量缺陷,特制订本处理方案,要求施工现场参照方案内容做好衬砌裂缝及渗水的治理工作。
一、衬砌裂缝原因及处理措施1、裂缝成因分析裂缝的类型主要分为:干缩裂缝、温度裂缝、外荷载作用产生的变形裂缝及施工缝处理不当引起的接茬缝等。
(1)干裂裂缝混凝土在硬化过程中水分逐渐蒸发散失,使水泥石中的凝结胶体干燥收缩产生变形,由于受到围岩和模板的约束,变形产生应力,当应力值超过混凝土的抗拉强度时,就会出现干燥裂缝。
干燥裂缝多为表面性的,走向没有规律。
影响混凝土干燥裂缝的原因主要有:水泥品种、用量及水灰比,骨料的大小和级配,外加剂品种和掺量。
(2)温度裂缝水泥水化过程中产生大量的热量,在混凝土内部和表面间形成温度梯度面产生应力,当温度应力超过混凝土内外的约束力时,就会产生温度裂缝。
裂缝宽度冬季较宽,夏季较窄。
温度裂缝的产生与二次衬砌混凝土的厚度及水泥品种、用量有关。
(3)变形裂缝仰拱和拱墙基础的虚碴未清理干净,混凝土浇筑后,基底产生不均匀沉降;过早脱模,在外力荷载的作用下发生变形进而产生裂缝;脱模时混凝土受到较大外力撞击(大型施工机械、爆破产生的冲击波或大块石等)产生变形裂缝。
(4)接茬缝施工过程中由于停电、机械故障等原因迫使混凝土浇注中断时间超过混凝土的初凝时间,继续浇筑混凝土时,原有的混凝土基础表面没有进行凿毛处理,或者凿毛后没有用水冲洗干净,也没有铺水泥砂浆垫层,就在原混凝土表面浇筑混凝土,致使新旧混凝土接茬间出现裂缝。
2、裂缝调查及观测(1)对排查出的裂缝进行统计,根据裂缝的里程位置、长度、宽度建立观测记录,在裂缝未稳定前指派专人按一定频率进行观测,记录裂缝是否有新的发展。
(2)结合裂缝分布及工程实际情况,采用仪器检测裂缝发展的深度和宽度,同时采用定位钢筋的仪器测定裂缝段的钢筋位置并检测对应位置的钢筋保护层厚度和衬砌厚度,在此基础上判定裂缝是否穿透钢筋保护层厚度或贯穿隧道衬砌。
隧道衬砌砼开裂的成因分析及防治对策摘要:导致隧道衬砌砼开裂的原因多且较为复杂,管控不好会对隧道主体结构的承载能力、抗渗性、结构稳定性、使用年限等带来不利影响。
本文主要从现场施工及管理等方面对造成隧道衬砌砼开裂的诸多原因与相应防治对策展开探讨,以供借鉴参考。
关键词:隧道衬砌开裂原因预防结构受力注浆1隧道衬砌砼开裂的原因分析1.1地质勘察不详细设计前未进行全面的地质勘察或勘察深度不够,对围岩地质情况掌握不准确,导致衬砌支护参数选择不合理,衬砌实施后局部集中受力或衬砌受力不均匀而产生变形、开裂。
1.2设计不合理(1)洞室受力计算时没有考虑水、高地应力、偏压等不良地质对围岩受力的影响,计算模型和实际情况存在偏差,选择衬砌支护参数时针对性不强或安全系数偏低。
(2)施工中隧道围岩受力处在不断变化、调整以形成新的稳定结构的过程,建立的静态计算模型和相关计算忽略了动态的受力过程,无法保证衬砌结构在动态受力过程中有足够的承载力和安全系数,造成衬砌混凝土开裂。
1.3衬砌砼质量不达标1.水泥、粗细骨料、外加剂和水等原材料质量不达标,水泥稳定性差等因素导致混凝土质量不满足施工及规范要求。
(2)拌合站计量设备未按期校准或精度差,无法保证混凝土严格按照施工配合比拌制。
(3)没有及时测定粗细骨料含水率,并调整施工配合比。
(4)碱集料反应导致开裂。
(5)外加剂与水泥相容性不好。
(6)混凝土运输时间过长,运输过程不规范,导致混凝土泌水、离析,现场浇筑前没有再次搅拌。
(7)混凝土私自加水。
1.4施工工艺不规范1.未严格执行爆破设计,钻眼、装药随意,导致隧道开挖轮廓线型差,超欠挖明显且不处理,造成衬砌混凝土厚度偏差大,产生应力集中而变形或开裂。
(2)初支变形还未稳定或因进度需要,提前施做衬砌,衬砌结构受力超过设计荷载。
(3)对基面上松动的喷砼,岩块未清理,形成的软弱夹层不但影响二衬混凝土均匀受力,还降低了围岩对衬砌的约束力,导致衬砌砼开裂。
浅谈铁路隧道衬砌施工中裂缝成因分析与防治摘要:本文从铁路隧道衬砌混凝土施工的特点出发,对隧道内经常出现的裂缝进行原因分析与探讨,并提出相应的预防措施及处理办法。
关键词:混凝土裂缝防治中图分类号: u455.911 引言铁路隧道衬砌在施工中或施工后会因各种原因产生一系列裂缝,对这些裂缝若不进行控制或及时防治,会在以后运营中发生渗水、腐蚀、掉块等病害,增加运营支出,还会影响隧道衬砌结构的耐久性,大大缩短整个隧道结构物的使用寿命,给铁路运输生产造成不必要的经济损失。
本文通过对铁路隧道衬砌混凝土施工裂缝成因分析,有针对性提出了几点比较切合际的防治办法。
2 常见的隧道衬砌裂缝类型衬砌裂损主要有衬砌变形、衬砌移动和衬砌开裂三种类型。
2.1衬砌变形衬砌变形有横向变形和纵向变形两种。
其中横向变形是主要变形,是指衬砌受围岩应力的作用引起拱轴形状的改变,其结果是造成衬砌开裂,严重的可导致部分衬砌侵入限界,甚至引起隧道坍塌。
2.2衬砌移动衬砌移动是指衬砌的整体或其中一部分出现转动(倾斜)、平移、上抬(或下沉)等变化。
2.3衬砌开裂衬砌开裂是指衬砌表面出现裂缝。
包括张裂、压溃、错台三种形态。
根据既有病害隧道衬砌裂损情况统计,大多为衬砌开裂,即衬砌裂缝。
常见的隧道裂缝有单缝、双缝、环形缝、x形缝、树枝斜缝、龟裂等等。
按裂缝走向及其与隧道纵向的相互关系,大致可分为纵向裂缝、环向裂缝、斜向裂缝三种。
3 隧道裂缝成因分析及预防3.1受力条件不利的影响隧道衬砌开裂的因素很多,从受力的角度分析,一般有以下几种原因:3.1.1隧道的不均匀沉降由于隧道纵向穿过不同力学性质的岩层,地基承载力差异较大;由于衬砌背后回填不对称,以及不同断面的衬砌抗不均匀性变形能力的差异性等原因,都可能导致隧道纵向的不均匀沉降,引起纵向弯矩,产生裂缝,这种由隧道的不均匀沉降而产生的隧道应力,与隧道的弹性模量成正比,即弹性模量越大,由相同的不均匀沉降所引起的隧道内力越大,也越容易引起隧道衬砌的开裂。
浅谈隧道二次衬砌混凝土裂缝成因及防治对策【摘要】隧道二次衬砌混凝土裂缝是一个影响隧道安全的重要问题。
在本文中,我们分析了隧道二次衬砌混凝土裂缝的成因,并对其进行了分类。
我们提出了一些防治措施和修复方法,以及对防治技术的发展趋势进行了讨论。
通过加强隧道二次衬砌混凝土质量控制,科学有效地预防和处理裂缝,可以促进隧道工程的安全稳定发展。
这些措施将有助于提高隧道工程的质量和安全性,为隧道交通运输提供更可靠的保障。
【关键词】隧道二次衬砌混凝土裂缝、成因、分类、防治措施、修复方法、质量控制、安全稳定发展、影响、预防、处理、技术发展、重要性、关键性。
1. 引言1.1 隧道二次衬砌混凝土裂缝问题的重要性隧道二次衬砌混凝土裂缝问题的重要性在隧道工程中是一个值得重视的难题。
隧道二次衬砌混凝土作为隧道结构中的重要组成部分,其质量直接关系到隧道的使用寿命和安全性。
隧道二次衬砌混凝土裂缝问题若得不到有效解决,将会对隧道的运行和维护造成极大的影响。
隧道二次衬砌混凝土裂缝问题会影响隧道的结构稳定性和承载能力。
裂缝会导致混凝土结构的强度减弱,加速结构的老化和破坏,进而威胁隧道的安全运行。
裂缝会影响隧道的密封性和防水性能,使得隧道容易受到地下水的侵蚀和泄漏,增加了隧道维护的难度和成本。
裂缝还可能导致隧道内部环境变差,引起空气污染和细菌繁殖,影响隧道内部的通风和通行。
解决隧道二次衬砌混凝土裂缝问题对于保障隧道的安全、稳定运行具有重要意义。
必须加强对隧道二次衬砌混凝土质量的管理和控制,采取科学有效的预防和处理措施,确保隧道工程的长期安全稳定运行。
1.2 隧道二次衬砌混凝土裂缝对隧道安全的影响隧道二次衬砌混凝土裂缝可能导致隧道结构整体稳定性下降,影响隧道的承载能力和耐久性。
裂缝的存在会减弱混凝土结构的承载能力,一旦裂缝扩大或者较多,就会加剧结构的变形和破坏,从而威胁隧道工程的安全运行。
裂缝可能导致渗水渗漏,引发地下水源涌入隧道内部,增加了隧道工程的维护和修复难度。
浅谈隧道二次衬砌混凝土裂缝成因及防治对策隧道作为地下交通工程的一种重要形式,承载着承载着地下管线的作用,因此在不同的环境中存在差异。
浅谈隧道二次衬砌混凝土裂缝成因及防治对策,将有助于更好的了解隧道二次衬砌混凝土裂缝的成因,并采取相应的防治措施,确保隧道的安全与稳定。
一、成因分析隧道二次衬砌混凝土裂缝的成因有以下几点:1.设计及施工原因设计不合理,施工质量不达标是隧道二次衬砌混凝土裂缝的主要原因。
如采用不当的混凝土材料、混凝土配合比与强度、外加剂选择不当、施工作业失误等,都会导致混凝土裂缝的产生。
2.隧道变形及地下水渗透隧道存在变形或地下水渗透也会引起二次衬砌混凝土裂缝的形成。
隧道周围环境复杂,地表荷载,地下水位变化等均会对隧道结构产生影响,导致结构产生变形和应力集中,最终引起裂缝的产生。
3.施工及运营期间的振动在隧道施工及运营期间,常常伴随着大量的振动。
比如爆破、施工机械作业时的振动、车辆行驶时的振动等,都会对隧道结构产生影响,进而引起裂缝的产生。
4.温度效应隧道混凝土二次衬砌受到气候变化的影响,随着温度的升高和降低,混凝土会产生胀缩效应,从而引起裂缝的形成。
5.腐蚀作用地下水的化学成分和PH值、氯离子和硫酸盐的渗入等腐蚀作用对混凝土结构的破坏是不可忽视的。
隧道混凝土裂缝的成因是多方面的,设计、施工、地下水渗透、振动、温度效应和腐蚀等均是影响因素。
二、防治对策对于隧道混凝土二次衬砌裂缝问题,我们需要采取一些对策措施来进行防治:1.合理设计和优质施工隧道设计时应严格遵守相关规范,合理选择混凝土材料、配合比和外加剂,施工中要严格按照工艺要求和质量标准进行施工,确保混凝土二次衬砌的质量。
2.加强监测和维护对隧道进行定期的结构监测,对包括裂缝在内的各种隐患进行及时发现和处理,赋予隧道良好的维护,以保隧道的安全运行。
3.加强抗渗防腐采用防水涂料、抗渗剂、防腐剂等材料,对隧道二次衬砌进行抗渗处理,防止地下水、化学物质对混凝土的腐蚀。
浅谈隧道衬砌裂损及防治
【摘要】作为地下工程的重点项目隧道工程,由于其复杂性,难维修与难管理,质量问题一直困扰着广大工程技术人员和科研工作者。
本文先对运营隧道衬砌裂损进行相关分析,主要对隧道衬砌裂损问题阐述了作者的对策。
【关键词】衬砌裂损;隧道;防治【 abstract 】 as underground engineering projects of tunnel engineering, due to its complexity, difficult to repair and difficult management, quality have plagued the engineering technicians and researchers. this paper first to operation of tunnel lining crack damage correlation analysis, the main problems of tunnel lining crack damage the author expounded countermeasures.
【 key words 】 lining crack damage; tunnel; prevention and control
中图分类号:u45文献标识码:a文章编号:随着基础设施建设的逐步加强,中国已经成为世界上隧道工程数量最多、发展最快的国家。
作为交通运输的咽喉,运营隧道结构的安全状况影响着客货运输的效益及安全。
但是,由于水害、冻害、不良地质及衬砌材料侵蚀等原因,运营隧道的衬砌混凝土出现开裂、变形、疏松、剥落、掉块等现象,降低了衬砌结构的承载能力,缩短了使用寿命,甚至导致衬砌结构失稳、遭到破坏。
如何对运营隧道进行健康诊断、
病害与灾害的预防和控制就显得极为重要。
本文主要针对运营隧道衬砌裂损病害及其防治措施进行分析。
1 衬砌裂损的类型隧道衬砌裂损的类型主要有衬砌变形、衬砌移动、衬砌开裂3种。
1.1 衬砌变形:衬砌变形有横向变形和纵向变形两种,其中横向变形是主要变形。
横向变形是指衬砌由于受力原因而引起拱轴形状的改变。
1.2 衬砌移动:衬砌移动是指衬砌的整体或其中一部分出现转动、平移和下沉等变化,也有纵向和横向之分。
1.3 衬砌开裂:衬砌开裂是指衬砌表面出现裂纹、裂缝或贯通衬砌全部厚度的裂纹的总称,是衬砌变形的结果。
衬砌开裂包括张裂、压溃和错台3种:①张裂。
张裂是弯曲受拉和偏心受拉引起的裂损。
②压溃。
压溃是弯曲或偏心受压引起的衬砌裂损。
③错台。
错台是由剪切力引起的裂缝,裂缝宽度在表面至深处大致相同。
2 衬砌裂损的防治措施
2.1 衬砌裂损的防治原则防治衬砌裂损病害首先要消灭已有的衬砌裂损带来的对结构及运营的一切危害,并防止裂损再加大。
其次是采用以稳固围岩为主,稳固围岩与加固衬砌相结合的综合治理措施。
2.2 稳固岩体的工程措施
2.2.1 治水稳固岩体:地下水的浸泡与活动对各种围岩的稳定性削弱最大。
通过疏干围岩含水,并采取相应治水措施是稳固岩体
的根本措施之一。
2.2.2 锚杆加固岩体:对较好的岩体,自衬砌内侧向围岩内打入一定数量和深度(3m~5m)的金属锚杆、砂浆锚杆,可以把不稳定的岩块固定在稳定的岩体上,提高破损围岩的黏结力,形成一定厚度的承载拱;在水平层状的岩石中把数层岩层串联成一个组合梁,与衬砌共同承受外荷载。
对松散破损的岩体采用锚杆加固不仅可以有效地控制岩体的变形和提高其稳定性,而且可以使岩体对衬砌的压力大小和分布图形产生有利的转化。
2.2.3 注浆加固岩体:通过向破损松动的岩体压入水泥浆液和其他化学浆液(如铬木素、聚氨酯等)加固围岩,疏散地下水对围岩的浸泡与渗入衬砌,使衬砌背后形成一个1m~4m厚的人工固结圈,就能有效地稳固岩体,防止地下水的渗入,甚至使作用在衬砌上的地层压力大小和分布图形产生有利的转化,有利于衬砌结构的受力和防水。
2.2.4 支挡加固岩体:对靠山、沿河偏压隧道或滑坡地带,除治水稳固山体外,尚可采取支挡措施,包括设支挡墙、锚固沉井、锚固钻(挖)孔桩等来预防山体失稳与滑坡,这种工程措施只能用于洞外防治。
2.2.5 回填与换填:如果衬砌外周围存在着各种大小的空隙(如超挖而没有回填等),不仅使地层压力分布图形产生不利影响,而且使得衬砌结构失去周边的有利支撑条件,不能使衬砌的承载能力得到更大的发挥。
此时应采取回填措施,用砂浆或混凝土将围岩空
隙回填密实。
如果隧底存在厚度不大的软弱不稳定的岩体或有不稳定的充填物,可以采取换填办法处理。
2.3 衬砌更换与加固已裂损的衬砌一般均有相当大的支护潜力,可以充分利用,仅在没有加固条件或经济上不合理的情况下,或者根据长远技术改造规划的要求才采用更换衬砌的办法。
加固工程的主要方法如下。
2.3.1 压浆加固:①圬工体内压浆。
衬砌裂损发展非常缓慢或者已呈稳定时,可以进行圬工体内压浆,一般以压环氧树脂浆为主,并选择在无水季节施工。
②衬砌背后压浆加固。
主要是针对衬砌的外鼓和整体侧移。
在拱后压浆增加拱的约束可以提高衬砌刚度和稳定性。
一般可以局部应用,主要在发生外鼓变形的部位使用。
如果衬砌同时存在外鼓与内鼓部位,首先采取临时措施控制内鼓继续变形,然后在外鼓变形的部位压浆加固之后再对内鼓采取加固措施,最好再对全断面进行整体加固。
2.3.2 嵌补加固:对已呈稳定、暂不发展的裂隙,如果不能采取压浆加固者可以采取嵌补,即将裂缝修凿剔深,在缝口处用水泥浆、环氧树脂砂浆或环氧树脂混凝土进行嵌补。
对发展较快的裂损,为确保安全,可以采取钢拱架临时加固,只加固拱部时用上部拱架加固,拱架脚可以嵌入墙顶或支撑于埋在墙顶的牛腿上,并加纵向连接。
如果要全断面加固则可用长腿钢拱架。
为了增加纵向抗弯能力,支撑纵向应加强连接,如果隧道内部净空条件不足,钢拱架可以部分或全部嵌入被加固的圬工体内,并在钢拱架之间再加纵向连
接,然后灌注混凝土,做成薄套拱形。
此法在衬砌厚度太薄或衬砌严重破损碎裂时不能采用。
2.3.3 喷锚加固:裂损衬砌的所有内鼓变形和内向移动的裂损部位,采用(预应力)锚杆加固岩体是有效的,此时锚杆既可沿内缘张裂纹的走向两边布置,做局部加固,也可做全断面加固,将衬砌与岩体嵌固在一起,形成一个均匀压缩带,以增强围岩的稳定性,提高支护结构的承载能力。
采用此法时应检查衬砌厚度、背后超挖回填及围岩整体性情况。
锚杆的设置应在衬砌的背后压浆后两个星期进行。
锚杆的锚固段应设在稳定围岩中。
对于衬砌上的裂纹及时嵌填。
喷混凝土可以使所有已裂损的圬工块体紧密结合,阻止这些块体的松动,同时在喷射压力作用下嵌入裂缝内一定深度,使裂缝重新闭合,增强裂损衬砌的整体性,较大幅度的提供裂损衬砌的承载能力,达到加固的目的。
必要时也可以在喷层中加入钢筋网,用于防止收缩裂纹,提高加固结构的整体性和抗震、抗冲切能力。
喷锚加固是较为常用的加固衬砌裂损的措施。
2.3.4 套拱加固:果混凝土质量差,厚度不够,或受机车煤烟侵蚀,掉块剥落严重,并且拱顶净空有富余时,可对衬砌拱部加筑套拱或全断面加筑套拱。
如果隧道内净空条件不足,可以采用落道套拱的办法。
套拱与原衬砌间用ф16mm~18mm的钢筋钎钉锚接,钎钉埋入原拱20cm左右作为钢筋的生根处。
套拱中的主筋也可用钢拱架、格栅来代替,其间距为50cm~80cm,纵向用拉杆焊接。
套拱用强度等级不低于c20的混凝土灌注,其厚度为20cm~30cm。
套拱
拆模后要进行压浆,以填充其背后空隙,使新旧拱圈连成整体。
当拱部灌注混凝土难度较大时,可以采用喷混凝土、网喷混凝土和喷钢纤维混凝土进行加固。
事实上,套拱加固已日益被喷锚加固所代替。
2.3.5 更换衬砌。
拱部衬砌破坏严重,已丧失承载能力,用其他防治补强手段难以保证结构稳定,或者衬砌严重侵入限界,采用其他防治措施有困难时,可采用全拱更换,彻底根除病害。
3 结束语隧道病害的防治对隧道的使用及行车运营安全必将产生影响。
本文重点分析了运营隧道裂损衬砌病害的防治措施,旨在加深读者对隧道病害的认识,不仅对既有隧道病害的整治具有指导作用,而且对正在施工的隧道也能起到很好的预防效果。
参考文献
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