公路隧道病害类型产生原因及处治技术
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公路隧道病害成因分析与治理措施1.大路隧道病害成因分析1.1大路隧道渗漏水近年来,随着我国大路隧道施工技术的飞速进展,在隧道建设方面取得了优异的成果,但绝大部分隧道仍有不同程度的渗漏,有些隧道的渗漏状况相当严峻。
隧道渗漏水是由于修筑隧道损害了山体原始的水系统均衡,隧道成为所穿越山体四周地下水集聚的通道。
在工程勘测设计中对其工程地质及水文地质状况了解得不够认真,对衬砌四周地下水源、水量、流向及水质勘察不全;有时还缺乏反映防水材料性能的室内试验数据和对结构抗渗、抗腐蚀的详细要求。
1.2衬砌裂损衬砌裂损变形的主要危害有:(1)降低衬砌结构对围岩的承载力量;(2)使隧道净空变小,侵入建筑限界,影响车辆平安通过;(3)拱部衬砌掉块,影响行车和人身平安;(4)裂缝漏水,造成洞内设施锈蚀,寒冷和寒冷地区产生冻害;(5)在运营条件下对裂损衬砌进行大修整治,施工与运输相互干扰,费用增大。
1.3衬砌腐蚀病害复合性侵蚀包含了上述两种侵蚀的特性。
隧道衬砌的物理性腐蚀:包括冻融交替冻胀性裂损干湿交替盐类结晶性胀裂损坏。
受强侵蚀部位,表现为隧道拱部、边墙、侧沟等渗水(干湿交替)硫酸盐结晶腐蚀处所,沿裂缝呈条带状、或分散的渗水点呈蜂窝地窖状,析出芒硝、石膏结晶,结构进一步疏松、溃散、露石、脱落。
2.大路隧道病害治理措施2.1大路隧道防排水技术大路隧道的防排水体系设计具有圈层构造,可用“一堵两排两防”来概括:既一圈围岩注浆堵水。
喷射混凝土与防水层间、防水层与衬砌间两圈排水,防水层与衬砌混凝土两层防水。
2.2围岩注桨堵水围岩注浆堵水既可在隧道开挖前从地表钻孔实施,也可在隧道开挖后通过径向或超前向围岩钻孔注浆来完成。
隧道围岩注浆施工工艺包括四个方面的内容:注浆材料的选择、注浆浆液、注浆参数、注浆施工。
选择注浆材料时,要考虑下列各点:浆液在受压的岩层中具有良好的渗入性。
即在肯定的压力下,能渗到肯定宽度的裂缝或空洞中。
浆液凝聚成结石后,应具有肯定强度和粘结力。
某高速公路隧道病害检测及成因分析隧道是连接不同地区的重要交通通道,高速公路隧道在运营过程中可能会出现各种病害问题,影响通行安全。
对高速公路隧道的病害进行及时检测和成因分析是非常重要的。
一、常见高速公路隧道病害1. 渗漏问题:隧道地下水位上升、不良排水处理等原因会导致隧道渗漏,引发地表沉降、路面破损等问题。
2. 裂缝:由于地质条件、施工工艺不合理等原因,隧道结构会产生裂缝,严重影响隧道的承载力和抗震能力。
3. 墙皮脱落:由于隧道使用年限较长或墙体材料质量不过关,隧道墙皮会发生脱落现象,严重影响隧道的美观和使用寿命。
4. 隧道煤尘爆炸:隧道内聚集的煤尘可能引发爆炸,造成严重的人员伤亡和财产损失。
5. 照明设施故障:隧道内的照明设施如果发生故障,会影响驾驶员视线,增加事故的风险。
二、病害检测方法针对高速公路隧道的病害检测,可以采用以下几种方法:1. 目测法:通过人眼直接观察隧道内部和外部有无病害问题,如渗漏、裂缝、脱落等。
2. 物理检测法:利用物理仪器设备进行隧道结构的检测,如地震仪、渗漏检测仪、测厚仪等。
3. 声波检测法:利用声波仪器检测隧道结构的声音反射,判断结构是否存在问题。
5. 遥感检测法:利用遥感技术对隧道进行扫描和监测,判断结构是否存在异常问题。
三、病害成因分析高速公路隧道病害的成因分析是解决问题的关键,通过找出问题的原因才能采取有效的措施进行修复和预防。
1. 渗漏问题:隧道渗漏的原因可能有地下水位上升、排水系统堵塞、地基下沉等。
解决方法包括修复排水系统、加固地基等。
2. 裂缝问题:隧道结构裂缝的成因可能有地质因素、施工工艺不合理等。
解决方法包括加固结构、采用合适的施工工艺等。
3. 墙皮脱落问题:隧道墙皮脱落可能与墙体材料质量不过关、隧道使用年限较长等因素有关。
解决方法包括修复墙皮、更换材料等。
4. 煤尘爆炸问题:隧道内的煤尘爆炸可能与通风系统不完善、管理不善等有关。
解决方法包括改善通风系统、严格管理等。
隧道常见病害及处理措施3、2主要病害成因分析1、梁底板有纵、横向裂缝并伴随渗水结晶该桥主要问题是梁底板有纵、横向裂缝并伴随渗水结晶,裂缝主要是由于汽车动载长期通过桥面系传递动荷载给梁体,当荷载累积量超过其所能承受的疲劳次数时,承重部件会从底部开始产生横向裂缝。
裂缝的出现暂时不会对桥梁造成危害,但随着混凝土裂缝的增大,水和空气的侵入,将会导致钢筋的锈蚀,大大缩短钢筋混凝土结构的使用年限;同时,由于裂缝的增大,必将显著地降低构件的刚度,导致结构物变形的增大。
因此,应及时采取有效措施减小裂缝的发展扩大。
保保护层厚度不够、温度变化以及收缩不均匀都会导致梁底横向裂缝的产生。
由于混凝土表面收缩大,而内部收缩小,致使收缩不均匀,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力。
当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,沿箍筋方向会出现垂直于道路前进方向的裂缝。
2、T梁腹板裂缝裂缝的产生的位置主要是在T梁处。
斜向裂缝是受到纵向力以及剪切应力而至。
台帽错位,荷载作用以及受力不均匀都会产生梁片的受力变形,最后导致产生裂缝。
此桥由于通车时间较长,所受的重复荷载作用已经超过其所设计的疲劳强度,对于混凝土强度的要求一定较高;同时墩台帽梁与支座在荷载的长期振动下已经移位,这样此时梁片所受的由于不平整造成的剪切力明显增加,在跨中或者1、4处,振动的破坏明显增强,于是,超过混凝土的设计荷载;在振动方面由于频率是固定的,而振幅是由两边向跨中逐渐增大的,由于横隔板的作用,在跨中以横隔板中间处,振幅达到最大,于是先产生了裂缝,并且此裂缝会随着时间的推移裂缝会很快的延伸,尺寸由窄变宽,深度由表层到内部。
在梁片的其它部位,也会逐渐的产生裂缝。
3、钢筋混凝土空心板底出现裂缝钢筋混凝土空心板梁底出现的裂缝主要是由于长期在车辆荷载作用下产生的受力裂缝。
如果在规定限制范围内是正常的,如果超出规范限值范围则必须进行处理。
尤其是预应力混凝土梁板如果出现横向裂缝则必须进行处理。
公路隧道常见病害及处理措施随着我国国民经济持续增长,隧道作为公路的咽喉,尤其是在偏远地山区公路建设中,由于客观地形条件,在保证汽车行驶需要的根本上,修建隧道进而缩短公路里程的路线设计方案一直被广泛的应用。
但隧道的建设和营运过程中出现了很多的弊端,建设中出现的弊端极易发生安全事故,而营运时发现的弊端也极大的减少了隧道的使用寿命。
文章对公路隧道常见的病害以及处理的措施进行分析,以期能保障国民经济财产与人身安全。
标签:公路隧道;常见病害;治理1 公路隧道常见病害及形成的因素1.1 公路隧道水害隧道常见的病害中,水害是隧道结构中最常见的损坏现象。
其形成的原因多由挖掘隧道时改变了土质层中原有岩层的受力情况以及水的流向。
再有就是衬砌施工时质量不达标,导致表面的裂缝和孔隙增多,或者是结构的受力不匀,以及隧道建设施工时对伸缩缝以及施工缝并没有做完善的防水處理,这些都是施工时造成的病因。
而随着时间的流逝,排水设施老旧、堵塞也会使得水害发生。
水害发生会使得周围的水流向隧道内部,其主要表现为拱顶以及拱脚和墙两侧局部渗水,再有就是路面积水和翻浆等,使得整个隧道被地下水包围。
而在严寒的冬天甚至会将水害发展成冻害,表面土体膨胀以及剥落等,最终导致隧道衬砌的承载力不足,导致使用功能下降。
1.2 公路隧道路面病害公路隧道路面的病害,例如开裂、翻浆以及沉降等问题,通常都是由于施工时质量不到表所导致的。
隧道路面病害不单单降低了路面的使用功能,还对行车的安全产生严重的影响。
仰拱作为影响路面的直接因素,在施工时,如若强度不达标,就会导致路面开裂以及翻浆和沉降等问题;再有砼板预留的施工缝与衬砌的施工缝无法完美衔接,都容易引发路面病害的发生,在地下水的作用下,甚至会导致路面开裂以及翻浆等问题,会严重的阻碍交通的运输。
1.3 公路隧道衬砌病害公路隧道的衬砌工程,可以说是其工程最重要的一部分,其主要的作用体现在承载公路隧道周围的土质层压力,防治围岩的坍塌。
运营隧道常见病害处治及监测技术分析一、运营隧道常见病害及原因分析1.渗水渗水是隧道中常见的病害之一,其主要原因包括隧道施工过程中未能充分保护隧道衬砌,以及地下水位较高等。
渗水对隧道的结构和运行安全造成了严重的影响,因此对渗水问题必须及时处置。
2.裂缝隧道中出现裂缝的原因可能是由于地震震动、地下水位变化或者施工质量问题所致。
裂缝的出现将影响隧道结构的稳定性和安全性,需要及时进行修复。
3.沉降隧道的地表沉降通常是由于隧道施工或者隧道下方地质条件变化所引起的,较大的地表沉降将会影响到地表建筑物和地下管线的安全,需要及时处理。
4.结构破坏隧道结构的破坏可能是由于材料老化、外部环境变化等原因导致的,需要及时进行维护和修复,以保证隧道的安全运行。
二、隧道病害监测技术分析1.渗水监测技术隧道渗水监测技术主要包括地下水位监测、渗流监测等。
地下水位监测可通过埋设水位计等设备对地下水位进行定期监测,及时获取隧道周边地下水位的变化情况,从而预警隧道渗水问题。
渗流监测则可通过埋设压力传感器等设备对隧道内的水压进行监测,及时发现隧道渗水问题。
3.沉降监测技术隧道沉降监测技术主要包括地面沉降监测、建筑物沉降监测等。
地面沉降监测可通过安装测量点等设备对地表沉降情况进行实时监测,及时发现隧道地表沉降问题。
建筑物沉降监测则可通过安装测量仪器等设备对建筑物的沉降情况进行监测,及时预警地下隧道对地表建筑物的影响。
1.渗水处治技术隧道渗水问题通常采用注浆、灌浆、封堵等技术进行处治。
注浆技术是通过注入水泥浆或者树脂浆等材料封堵隧道内的渗水裂缝,达到隔水的目的。
灌浆技术是将灌浆泵输送灌浆材料到渗水部位,以填充破损部位,达到隔水的目的。
封堵技术则是通过封堵材料封堵渗水部位,达到隔水的目的。
3.沉降处治技术隧道沉降问题通常采用地基处理、加固补偿等技术进行处治。
地基处理技术是通过地基加固、改良等手段提高隧道地基的承载能力,以抵抗隧道地基沉降。
加固补偿技术则是通过加固建筑物、进行补偿等方式抵御隧道地基沉降带来的影响。
高速公路隧道常见病害的成因与防治摘要:介绍和分析了高速公路隧道病害的种类和成因,探讨了隧道病害的治理技术。
关键词:高速公路隧道病害整治技术1 前言随着我国国民经济的快速稳定发展,对交通运输的需求量和等级要求越来越高,高等级公路、铁路的建设蓬勃发展,修建的隧道数量越来越多。
但是由于设计、施工、地质等各方面的原因,导致一些隧道产生结构变形、开裂、错台、渗漏水等病害,大大降低了线路的级别,并威胁到安全运营,情况严重的使隧道失去使用价值,给国民经济带来巨大损失。
2 我国高速公路隧道病害种类和成因分析据有关资料统计,目前高速公路隧道病害主要表现在:严重渗漏水、结构衬砌的腐蚀裂损、仰拱或铺底的变形损坏导致路面的破坏。
几乎所有的隧道病害都与渗漏水有着直接或间接的关系,隧道结构的缺陷给隧道渗漏水提供了通道,隧道渗漏水的长期作用又会加剧隧道侵蚀破坏,特别是在围岩有地下水并具有侵蚀性的情况下,对衬砌和隧道设备的腐蚀更加严重。
在运营期间,地下水常通过混凝土衬砌变形缝、施工缝、裂缝甚至混凝土孔隙等通道渗漏进隧道中,造成洞内通信、供电、照明等设备处于潮湿环境而发生锈蚀、霉烂、变质、失效,若使路面积水,就会改变路面反光条件,引起眩光,造成车辆打滑,危及行车安全。
2.1 隧道渗漏水成因分析a.隧道开挖对地下水的影响①隧道开挖引起围岩应力的释放和重分布,改变围岩的力学特性和水的泾流路线,使周围的水向隧道内汇集和积聚,隧道处于地下水的包围中,给隧道渗漏水创造了条件;②隧道周围地下水渗流场的改变,进一步引起应力场的不断调整,可能引起的局部应力集中、地层不均匀沉降或滑移面活动都将对隧道结构造成破坏,使得衬砌结构出现裂缝等,形成渗漏水通道,使隧道产生渗漏水;③隧道开挖可能引起的古滑坡复活或新滑坡、或矿产采空区失稳、或大的塌方、或大量失水后的地面沉陷以及地震或人为诱发地震等都会破坏隧道衬砌结构,引起隧道渗漏水病害。
b.混凝土施工中产生的渗漏水通道①混凝土浇筑时水灰比过大,形成开放性毛细泌水管路;②混凝土拌合物和易性不佳、混凝土质地不够均匀、水泥浆未能与骨料表面很好粘结、未能很好灌满捣实产生疏松层或留下各种形状的缝隙与孔洞,形成透水缝隙;③衬砌混凝土材料中有杂物,腐烂后形成缝隙或孔洞。
公路隧道病害类型产生原因及处治技术
发表时间:2019-04-04T11:16:35.873Z 来源:《防护工程》2018年第35期作者:熊朋朋潘建浩[导读] 对公路隧道结构的安全性及其病害的研究,并探寻有效的整治措施意义重大,以改善公路隧道现状,进而为人们的安全出行提供强有力保障。
浙江公路水运工程监理有限公司浙江省 310000 摘要:在进行公路隧道施工的过程中,由于受到很多因素的影响,经常出现公路隧道结构发生病害。
因为公路隧道结构病害的发生,导致已建成通车的公路隧道大面积维修处理,严重的个别隧道出现道路暂时中断,对人们正常的行车造成严重影响及不必要的经济损失,因此,对公路隧道病害类型及产生原因进行分析,并探寻有效的整治措施意义重大。
关键词:公路隧道;病害类型;产生原因;处治技术
引言
在进行公路隧道施工的过程中,由于受到很多因素的影响,经常出现公路隧道结构发生病害。
因为公路隧道结构病害的发生,导致已建成通车的公路隧道大面积维修处理,严重的个别隧道出现道路暂时中断,对人们正常的行车造成严重影响及不必要的经济损失,因此,对公路隧道结构的安全性及其病害的研究,并探寻有效的整治措施意义重大,以改善公路隧道现状,进而为人们的安全出行提供强有力保障。
1公路隧道衬砌结构病害及其原因分析公路隧道病害中常见的类型就是衬砌结构病害,它通常分为两种类型:表面病害和非表面病害,两种病害各有特点,但对于公路隧道质量的影响都非常严重。
1.1衬砌结构表面病害表面病害指的是发生于衬砌表面的病害,主要包括衬砌开裂、严重错台及渗漏水等问题。
一般来说,衬砌结构表面病害主要是由于各种不可预料的外力所造成的。
1.2衬砌结构非表面病害非表面病害出现的原因主要是:首先,若施工人员不能按照相关规定进行施工,则会直接造成衬砌混凝土的厚度不够;其次,若砂石料不合格或粗细骨料配比不合理,便会使得衬砌混凝土的强度不达标;最后,导致衬砌结构背后空洞问题的原因主要为超挖回填或未回填,同时一些外界因素所导致的塌方过于严重同样也会造成衬砌背后空洞。
1.3冻害
公路隧道渗漏的地下水沿着衬砌结构裂缝逐渐渗漏,在低温环境中,渗水点的出口位置形成挂冰,隧道边墙形成冰柱,特别是在施工缝位置,会出现很多的渗水点,发生明显的结冰现象,如果不及时清理,挂冰体积会越来越大,严重危机行车安全。
另外,公路隧道中的水沟也经常因为结冰堵塞,导致排水设施难以正常运行,水沟槽和水沟管被冻裂。
路隧道冻融交替是由于自然环境气温的变化,在公路隧道的规划设计过程中,如果没有充分考虑到冻胀性土的特性,公路隧道的排水设施如果被埋在冻结圈中,在寒冷的冬季,这些排水设施很容易发生冰塞,从而导致公路隧道冻害。
1.4水害
公路隧道水害是指隧道中的地表水或者围岩地下水,以涌出或者渗漏的方式进入公路隧道,对公路隧道的运营造成的损害。
(1)涌水和漏水。
公路隧道涌水和漏水会严重损害机电系统设备,锈蚀照明设备,影响公路隧道的正常通行,降低机电设备的使用寿命。
同时渗漏水还导致混凝土衬砌发生剥落和风化,从而损坏衬砌结构,并且软化围岩,导致围岩发生变形。
还有一些公路隧道的地下水中含有很多腐蚀物质,会侵蚀路面,造成路基混凝土碱化。
另外,公路隧道的渗漏水很容易造成公路路面翻浆,严重影响车辆的安全通行,甚至会造成隧道基础发生不均匀沉降,破坏地面建筑物,公路隧道含水层和地表水的大量流失,会破坏周围自然生态环境的平衡。
(2)衬砌积水。
公路隧道中地下水和地表水逐渐向隧道渗流汇集,随着水压力的增大,经常出现拱脚下沉和衬砌破裂,隧道围岩结构泥化或者软化,并且在寒冷地区容易形成围岩冻胀和冰胀,随着时间的推移,隧道衬砌附件的地表水离析土层,造成衬砌空洞。
公路隧道水害最根本的原因在于公路隧道施工过程中破坏了山体内部水系统的平衡状态,使公路隧道成为地下水集聚的区域。
一些施工单位在施工之前,没有根据公路隧道的设计要求,全面了解施工现场的水文地质情况,对衬砌周围地下水的水质、流向和水量勘察不够细致。
并且,在公路隧道施工过程中,监理不到位,一些施工单位使用了质量不合格的防水材料。
2公路隧道病害的有效防治措施2.1衬砌侵蚀的防治措施公路隧道发生衬砌侵蚀病害主要是由于地下水具有活动性、地下水中存在腐蚀物质和土壤中含有腐蚀介质。
为了进一步提高公路隧道的使用寿命,针对衬砌侵蚀病害的产生条件和发生原因,采取有效的防治措施。
首先,公路隧道施工尽量使用和地下水不发生化学反应的石料来砌筑隧道衬砌结构,采用不和混凝土发生化学反应的密实材料,在衬砌的外表面设置隔离防水层;其次,在公路隧道施工过程中,使用防腐蚀性能较好的混凝土,并且使衬砌结构压注防腐蚀浆液。
再次,使用耐侵蚀水泥,提高衬砌的完整性和混凝土的密实性;最后,做好公路隧道衬砌的排水措施,确保排水设施的畅通运行。
2.2衬砌裂损的防治措施由于公路隧道衬砌裂损病害原因比较复杂,对于已出现的衬砌裂损问题,要及时进行修补,加固或者更换裂损严重的衬砌结构,可采用更换衬砌、套拱加固、喷锚加固、嵌补加固、压降加固等方法,避免裂损进一步扩大。
同时,公路隧道衬砌裂损防治,应重点考虑稳固围岩,采取加固衬砌和稳固岩体相结合的处理方法,如通过换填和换填、向衬砌空洞压降处理、加固岩体支挡、加固岩体注浆、加固岩体锚杆、加固岩体治水等措施,提高岩体的稳定性。
2.3冻害的防治措施
公路隧道冻害主要是由于围岩地下水发生冻结,如果能够使地下水远离冻结圈,这样就可以有效防治公路隧道冻害。
针对公路隧道自身的特性,要积极采用综合治理的方式来防治冻害,可采用以下几种防治措施:其一,加强公路隧道的结构设置,防止融塌,在容易发生冻害的区域增加保温材料,换填土壤;其二,针对严寒地区的公路隧道,可设置中心深埋的泄水池,及时排出隧道积水;其三,维护泄水池和排水设施,确保其在任何环境下都不发生冻结;其四,用砂浆将衬砌空隙回填密实;其五,对公路隧道中发生冻害的区域,确保其周围的排水系统畅通,避免在衬砌背后出现积水,防止地下水外渗;其六,加强接缝防水和结构层抗冻性,消除衬砌裂缝。
2.4水害的防治措施
对于公路隧道水害,应根据公路隧道实际的地质条件,因地制宜,积极采用截、堵、排、防相结合的防治措施,形成一个系统的公路隧道水害防治和处理体系。
根据公路隧道现场的具体情况,在地质不利和垭口等位置,采用引排或者截留的方式,使积水远离公路隧道,完善地下截水设施。
在公路隧道的衬砌内层设置防水层;在漏水的衬砌位置设置引水渡槽、泻水管和引水管等排水设施,并且采用套拱加固的方式处理严重漏水的区域;在公路隧道的变形缝和施工缝位置,采用遇水膨胀橡胶、止水带等优质方式材料,做好衬砌注浆施工,定期维护公路隧道的排水系统,使其畅通运行。
结束语
在公路隧道施工中,隧道病害的出现会给隧道施工带来不小的危害,它能够对公路隧道的运营造成不好的影响,严重是甚至威胁出行人群的行车安全。
在对公路隧道病害的维修与加固过程中,要时刻监视隧道运营状态,能够做到防患于未然,为了避免公路隧道病害的发生,我们应该对隧道及时检查,更要有重点的检查,做到特别和限界检查。
在检查过程中发现的隧道病害要及时维修与加固,从而保障国民出行的隧道行车安全。
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