涵洞检测方法及病害特征研究
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涵洞工程专项检查方案一、检查目的和依据1. 检查目的为了保障涵洞工程的安全性和可靠性,保障人民群众生命财产安全,提高公路交通运输安全和效率,依法进行涵洞工程专项检查。
2. 检查依据《公路涵洞工程设计规范》《公路桥涵工程质量检验验收规范》《公路桥梁和涵洞工程施工及质量检验验收规范》《公路桥梁和涵洞工程质量监督管理办法》《涵洞工程设计审查规程》《涵洞工程施工图审查评审标准》《涵洞工程施工图审查办法》《涵洞工程工程质量检验标准与工法》二、检查内容和方法1. 检查内容(1)设计文件审查:审查工程设计文件是否符合相关规范要求,包括设计图纸、施工图、设计说明等。
(2)原材料检验:检查涵洞工程所使用的原材料,包括钢筋、混凝土、砂石料等,是否符合质量要求。
(3)施工工艺检查:检查施工单位的施工工艺是否符合规范要求,包括地基处理、施工工法等。
(4)施工质量检验:检查涵洞工程施工质量验收记录,包括工程质量验收报告、检验记录等。
(5)安全生产检查:检查施工现场的安全生产情况,包括施工工地的安全设施、作业人员的安全防护等。
2. 检查方法(1)查阅资料:查阅涵洞工程的设计文件、施工记录、验收报告等相关资料。
(2)现场检查:对涵洞工程的施工现场进行现场检查,包括施工质量、安全生产情况等。
(3)抽样检验:对涵洞工程所使用的原材料进行抽样检验,包括原材料的抽样检测等。
(4)询问访谈:与设计单位、施工单位、监理单位等进行询问访谈,了解涵洞工程的设计、施工、验收情况。
三、检查程序和要求1. 检查程序(1)组织检查人员:确定涵洞工程的检查人员,包括设计单位、施工单位、监理单位、交通管理部门等相关人员。
(2)制定检查计划:制定涵洞工程的专项检查计划,包括检查内容、检查方法、检查时间等。
(3)实施检查:按照专项检查计划,对涵洞工程的设计、施工、验收情况进行系统、全面的检查。
(4)编制检查报告:根据检查情况,编制涵洞工程的专项检查报告,提出检查意见和建议。
高速公路涵洞病害与防治高速公路涵洞病害与防治摘要:随着经济建设的飞速发展,高速公路的兴建已是必然。
本文通过对高速公路涵洞出现病害的原因进行分析,分别从设计、材料、施工、养护、运营、环境等方面来进行分析,针对性地提出相应的预防措施等技术建议,以期借鉴和重视。
关键词:高速公路;涵洞;病害;防治Abstract: with the rapid development of economic construction, highway construction is inevitable. In this article, through analysis of the causes of defect arise from highway culverts, from design, materials, construction, maintenance, operation, environment and so on to carries on the analysis, puts forward corresponding preventive measures such as technical advice, in order to reference and attention.Key words: the highway; Culvert; Disease; The prevention and control.中图分类号:[TU279.7+2文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)1.引言由于长期受超载车辆的重复作用,地质资料或施工原因等,公路或铁路涵洞结构出现一些病害,受到不同程度的破损,涵洞的病害会进一步导致路面的病害,为保证其处于完好的工作状态,保障车辆安全通行,对涵洞的类型和原因进行分析,对于防治涵洞病害有着重要的意义。
2.涵洞的结构特点(1)足够的洪水宣泄能力。
混凝土圆管涵的病害分析及预防(一)摘要:根据对黑龙江省内三级及以下公路圆管涵的调查,发现在交付使用后的不长时间内,就程度不同发生了多种病害,从设计、施工、养护等三个方面分析了病害产生的原因,并提出了相应的预防措施和建议。
关键词:混凝土管涵预防1涵洞的重要性、结构特征和技术要求1.1涵洞的重要作用涵洞是公路工程中的重要组成部分之一,无论是在工程造价上还是在工程数量上,在公路工程中都占有相当的比重,任何一条公路总要跨越大小不同的水流沟渠,为了使路基连续、水流畅通,必须修建尺寸不同的排水构照物,其中小桥涵数量据统计:平原区1~3道/KM、山区3~5道/KM,其造价可达工程全部造价的5~15%。
在小桥涵中,涵洞又占绝大多数,在平原地区,混凝土圆管涵占80%以上,有的几乎达到100%,因此,可以说,涵洞在公路中是不可缺少的。
1.2涵洞的结构特点涵洞是用于排泄公路两侧水流的人工构造物,属于上部受压,两侧受挤,端部外露,中间流水的半地下工程。
1.3涵洞的使用要求由于涵洞是处于大自然环境和行车荷载反复、长期作用的条件中,因此要求涵洞必须具备以下特点:足够的洪水宣泄能力;坚固的整体强度和具有一定的刚度;较高的可靠性和耐久性。
2混凝土圆管涵常见的病害形成和特点根据对我省的公路的观测、调查和了解,多数混凝土圆管涵在使用后都出现程度不同的各种病害,涵洞的破坏情况,不论是绝对数量还是相对数量方面都大大高于桥梁,在洪水期间是公路水毁的首发之处和重点部位。
病害表现形式:混凝土管节贯通性(径向、纵向、裂纹或断裂、边缘破损、缺口);管节一端或整体沉陷、错口、分裂;管节缝隙的沥青麻絮脱落;涵洞上面路基沉陷、出孔洞、涵顶跳车;由裂缝、沉陷等原因造成水从管节接口渗漏,形成洞外排水;端墙、翼墙向外倾斜、断裂;洞口铺砌层碎裂、下流。
3病害产生的原因分析3.1洞身部分的一体性强度、刚度弱,在纵向没有管节间相互连接的结构,只依靠节下的垫层来保持,当有不均匀沉降时,就会造成管节接头的上部或下部分离,错缝,水就会从缝隙中渗漏出去。
浅谈高速铁路涵洞冻融病害成因及相应防治措施新时期我国高速铁路里程不断增长,线网不断增多,随着高速铁路服役年限不断增加,涵洞病害日趋显著,并已严重危及到行车安全。
高速铁路涵洞除受结构荷载、地形与地基、施工质量等影响导致病害外,还受到特殊地域条件的影响,如處于东北等严寒地带的铁路涵洞将受到冻融环境的影响,并且由于冻融病害具有反复发生、不易修整等性质,施工过程中应提高防范意识,及时消除隐患。
下面就新建敦化至白河铁路工程DBSG-2标段涵洞工程做冻融病害原因及防治措施分析研究,为以后的设计施工提供借鉴与参考。
1 线路概况新建敦化至白河铁路工程DBSG-2标段隶属敦白铁路客运专线,位于吉林省东部的延边朝鲜族自治州境内,地处严寒地区,沿线地下水类型主要有第四系孔隙潜水及基岩裂隙水、裂隙岩溶水三种类型。
在冰冻季节,土中水分受大气负低温影响冻结,使土冻结成冻土。
通过查阅相关资料得知延边地区土壤最大冻结深度为1.98m,属季节性冻土。
2 涵洞冻融病害特征标段全线涵洞采用钢筋混凝土框架结构形式,当涵洞基础埋深较浅时,冬季各节涵身在冻胀力的作用下产生不均匀隆起,涵身产生变形、裂隙;在消融期,冻胀力消失,涵洞产生不均匀沉降。
3 涵洞冻融病害原因涵洞冻融病害主要由于涵洞基底中水分在冬季负温影响下发生冻结,产生冻胀力,导致基底隆起及在春融期间冻结融化,冻胀力消失,导致基底下沉。
由此可知,除严寒等天气因素外导致涵洞发生冻融病害的最主要的因素为涵洞基底中存在的水分,水分存在越多冻胀量越大,反之冻胀量较小。
涵洞冻害表现的大小与涵洞基底存在的水量大小有关外也与地下水位的高低有关,当地下水位距基底较近时,则冻胀量大,反之冻胀量较小。
如果地下水位在冻期中下降不多,其本身冻胀很大,当水位又处在水分迁移的距离内,则冻害在冬期末也还能向上冻胀。
所以,在设计及施工过程中做好对水的防控措施,是确保涵洞质量保持长久的关键。
4 涵洞病害防治措施4.1 涵洞地基的勘察与设计地质勘察过程中,应根据不同的地质条件制定不同的勘察方案和方法,探明地下水存在的高程、平面位置及附近是否有洪水冲刷涵身基础的情况,为建设提供真实数据。
涵洞回弹评定涵洞回弹评定是一种无损检测混凝土结构性能的方法,通过对混凝土表面进行回弹试验,评估混凝土的强度、碳化程度和耐久性。
回弹评定在工程实践中具有广泛的应用,有助于确保结构安全、提高工程质量。
一、涵洞回弹评定概述涵洞回弹评定是一种快速、简便的检测方法,主要由回弹仪、百分表、测量尺等仪器组成。
通过对混凝土表面进行回弹试验,根据回弹值与混凝土强度之间的关系,评估混凝土的性能。
二、涵洞回弹评定方法1.回弹仪的选用与校准:选用合适的回弹仪,根据工程需求选择不同直径的回弹头。
在使用前,对回弹仪进行校准,确保测量精度。
2.测量步骤与数据处理:首先清理混凝土表面,使其干燥、平整。
然后按照回弹试验标准方法进行测量,记录回弹值。
数据处理时,计算平均回弹值,并与回弹值修正系数相结合,得到混凝土的强度值。
三、影响涵洞回弹值的因素1.混凝土强度:回弹值与混凝土强度呈正相关关系,强度越高,回弹值越大。
2.混凝土碳化程度:碳化程度越严重,混凝土强度降低,回弹值减小。
3.混凝土表面粗糙度:表面粗糙度越大,回弹值越大。
4.温度与湿度:温度和湿度对混凝土回弹值有一定影响,过高或过低的温度以及湿度会影响回弹试验的准确性。
四、涵洞回弹评定结果的分析与应用1.评定混凝土强度:根据回弹值,结合回弹修正系数,计算混凝土强度。
2.评定混凝土碳化程度:通过回弹值的变化,判断混凝土碳化程度及其对结构性能的影响。
3.评定混凝土耐久性:结合回弹值、混凝土强度及碳化程度,评估混凝土的耐久性。
五、提高涵洞回弹评定的准确性措施1.精细化测量方法:采用准确的测量步骤和仪器,确保测量数据的可靠性。
2.加强回弹仪的操作培训:提高操作人员的技能水平,减少误操作对测量结果的影响。
3.优化数据处理与分析方法:采用科学的数据处理方法,提高回弹评定的准确性。
总之,涵洞回弹评定是一种重要的混凝土结构性能检测方法。
通过对回弹试验结果的分析与应用,有助于确保工程结构的安全与质量。
水利部公益性行业科研专项经费项目项目编号:Gq410001淮河流域涵洞病害特征与检测复核计算方法淮河流域涵闸工程安全评估关健技术研究专题报告之二南京水利科学研究院二○一三年三月成果编号:材 密 级:内 部项目名称:淮河流域涵闸工程安全评估关健技术研究项目性质:水利部公益性行业科研专项经费项目任务书编号:201101013项目编号:S411004项目来源:水利部国际合作与科技司中水淮河规划设计研究有限公司项目负责人:陈灿明黄卫兰项目参加人:黄卫兰陈灿明金初阳李弘王宏徐银凤贾宁一陈健邓昌李建吴乔张淼李森林陆道彪赖艳燕报告编写人:黄卫兰陈灿明金初阳李弘报告评审人:唐崇钊(教授级高工)、丁伟农(高级工程师)报告审查人:胡少伟(教授级高工、所长)报告审批人:胡少伟(教授级高工、所长)目录1. 前言 (4)2涵闸的结构与病害特征分析 (5)2.1涵闸的结构特征 (5)2.2涵闸的主要病害与特征 (10)3 涵洞病害与特征参数检测方法 (15)3.1涵闸主体结构材料特征参数 (15)3.2涵闸主体主要施工缺陷 (17)3.3涵闸的老化病害 (18)3.4涵闸运行损伤 (24)3.5其它 (26)4 涵洞特征参数安全复核计算方法 (26)4.1防洪能力复核 (26)4.2过流能力复核 (28)4.3抗渗稳定复核 (31)4.4消能防冲复核 (31)4.5洞身结构强度复核 (35)4.5.1 洞顶垂直土压力计算 (35)4.5.2 侧向水平土压力计算 (37)4.5.3 水压力计算 (38)4.5.4 汽车车辆荷载计算 (41)4.5.5 自重力计算 (42)4.5.6 涵洞的结构计算 (42)5 小型涵洞现场检查与核查方法 (48)6 结论与建议 (52)涵洞检测方法及病害特征研究1. 前言淮河流域穿堤涵洞众多,也是历年防汛的重点。
但由于工程规模小,管理较为薄弱,目前涵洞的安全鉴定并没有专门的规定,在进行除险加固时也往往仅做简单的检测,有的检测都没有,给堤防工程的安全运行造成很大的影响。
因此,针对淮河流域水利工程中水闸和穿堤涵洞众多的特点,开展淮河流域涵闸工程安全评估关键技术研究,建立适合流域特点的涵闸工程安全评估体系,为主管部门提供决策依据、为已建工程管理和工程除险加固提供技术支撑是十分必要的。
为此,针对淮河流域水利工程中水闸和穿堤涵洞众多的特点,2011年度水利部设立公益性行业科研专项资金项目《淮河流域涵闸工程安全评估关键技术研究》,通过淮河流域涵闸工程安全评估关键技术研究,提出淮河流域涵闸工程的安全评估方法,建立淮河流域涵闸工程安全评估体系,对流域涵闸工程的安全状态做出符合实际的评价分级,为即将开展的淮河流域大中型病险水闸除险加固提供技术支持,加快流域涵闸工程除险加固的进程。
另外该成果也可对流域内现有涵闸运行风险作出评估,为防洪减灾提供技术支撑,减少由于涵闸工程失事所造成的损失。
根据项目分工,本课题主要承担淮河流域病险水闸的资料收集、补充检测、资料分析和病害特征的研究工作。
本报告主要分析研究了涵洞的结构与病害特征,对涵洞的检测方法和病害特征进行研究。
2涵闸的结构与病害特征分析2.1涵闸的结构特征在水利工程各种建筑物中,涵洞工程的规模相对较小,结构型式也比较简单,但数量却是较多的。
涵洞一般由进口建筑物(段)、洞身(段)、出口建筑物(段)三大部分组成。
涵洞洞身结构型式主要有箱涵、盖板涵洞、拱涵及圆管涵等。
进口、出口的建筑物常用的有八字式洞口、端墙(一字墙)式洞口、扭曲面式洞口及跌水式洞口等。
(1)按涵洞功能分类根据涵洞的功能可分为输水涵洞及排(引)水涵洞两大类。
1)输水涵洞输水涵洞一般位于输水渠道上,与上下游渠道相连,输送渠水。
当输水渠道与公路、铁路、河沟或另一渠道交叉时需要设置输水涵洞。
2)排(引)水涵洞排水涵洞是取水输水工程中最多的一种涵洞类型,其作用是排泄洪水或涝水。
平原地区河道两侧低洼地带在汛期常因降雨形成内涝积水,多修建排涝涵洞排水。
在这种情况下,需在涵洞进口设闸门控制,在河水位较高时,关闭闸门以防河水倒灌,当河水位较低时再开闸排涝。
排水渠系中的各级排水沟与道路或渠道相交时,需在道路或渠下设置排水涵洞,这类排水涵洞规模多较小,一般多为预制钢筋混凝土管。
(2)按洞身结构布置型式分类涵洞按洞身结构布置型式主要分为箱涵、盖板涵洞、拱涵及圆管涵等。
1)箱涵箱涵为矩形断面现浇整体式钢筋混凝土结构,其优点为结构承载能力高。
流量及洞径较大或内水压力较大的涵洞多采用箱涵,如南水北调中线总干渠上的排水涵洞及渠涵(暗渠)均采用箱涵,其排水涵洞的孔宽一般为3m左右,孔数为1~3孔;渠涵(暗渠)每孔的宽度为6m左右,2孔或3孔一联。
2)盖板涵洞盖板涵洞的盖板一般为预制钢筋混凝土结构,侧墙及底板根据洞径及荷载大小,可分别采用浆砌石、素混凝土或钢筋混凝土结构。
盖板涵洞的优点是施工简单,但因盖板为简支结构,因此其承载能力相对较低,且防渗条件差,因此多用于中等规模及洞顶填土高度不大的无压涵洞。
一般从居民区附近经过的输水暗渠多采用盖板涵洞的结构型式。
3)拱涵拱涵多为浆砌石结构,也有采用预制素混凝土及钢筋混凝土拱圈的。
拱涵的优点是拱圈承载能力较大,能就地取材,当地基较好时,拱涵顶部的填土高度可超过20m。
20世纪70年代前后修建的灌区工程,其渠系上的涵洞多采用拱涵。
4)圆管涵圆管涵为管壁较薄的钢筋混凝土管,主要用于小流量的排水涵洞。
由于圆形模板的施工难于平面模板,因此一般很少采用现场浇筑混凝土施工,而是采用水泥制品厂的预制混凝土管定型产品,同时受预制定型管孔径的限制,且涵洞如为无压流时,圆形管可利用的有效过水断面相对较小,因此孔径较大的涵洞,多采用其他断面型式。
预制混凝土管圆管涵的优点是受力条件好,承载能力大,设计施工简单,一般不需要进行结构设计,可直接根据涵洞的设计荷载条件,参照预制混凝土管定型产品的性能指标,选用相应规格的涵管即可。
(3)按洞身建筑材料分类涵洞按洞身建筑材料可分为钢筋混凝土结构涵洞、浆砌石结构涵洞及混合材料涵洞等。
箱涵及圆管涵为钢筋混凝土结构,盖板涵洞也有全部采用钢筋混凝土结构的;全部采用浆砌石结构的有拱涵.在石料丰富及有砌石经验的地区多采用浆砌石拱涵。
除箱涵及圆管涵外,盖板涵及拱涵的不同部位也常采用不同的建筑材料。
(4)按水流流态分类涵洞中的水流流态,一般分为有压流、无压流和半有压流三种。
(2)涵洞级别的划分根据GB 50288-99《灌溉与排水工程设计规范》的规定,水闸、渡槽、倒虹吸、涵洞、隧洞、跌水与陡坡等灌排建筑物的级别,根据过水流量大小,由表2-1确定。
在防洪堤上修建的引水、提水工程及其它灌排建筑物,或在挡潮堤上修建的排水工程,其级别不得低于防洪堤或挡潮堤的级别。
当涵洞、倒虹吸等灌排建筑物穿公路及铁路时,其级别不得低于公路或铁路的级别。
蓄水、引水和提水枢纽工程中位置特别重要、失事后将造成重大灾害,或采用新型结构、实践经验较少的2~5级主要建筑物;2~5级的高填方灌排渠沟、大跨度或高排架渡槽、高水头或大落差水闸、倒虹吸、涵洞等灌排建筑物,其级别经论证后可提高一级。
(3)涵洞检测与鉴定规范与涵洞检测与鉴定相关的规范主要有:水闸设计规范SL 265-2001水工建筑物荷载设计规范DL 5077-1997水工挡土墙设计规范SL379-2007水工混凝土结构设计规范SL 191-2008水工建筑物抗震设计规范SL203-97灌溉与排水工程设计规范GB 50288-99防洪标准GB 50201-1994泵站设计规范GB 50265-2010堤防工程设计规范GB 50286-1998水工隧洞设计规范SL 279-2002水利水电工程钢闸门设计规范SL 74-95公路工程技术标准JTGB 01-2003公路桥涵设计通用规范JTGD 60-2004公路桥涵地基与基础设计规范JTJ024-85水工混凝土试验规程SL 352-2006水工金属结构防腐蚀规范SL 105-1995混凝土结构试验方法标淮GB 50152-2012混凝土质量控制标准GB 50164-2011钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB/T 11345-1989普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T 50081-2002混凝土强度检验评定标准GB/T 50107-2010土工试验方法标准GB/T 50123-1999砌体工程现场检测技术标准GB/T 50315-2011泵站现场测试与安全检测规程SL 0548-2012水利水电工程启闭机制造安装及验收规范SL 381-2007堤防隐患探测规程SL 436-2008水工钢闸和启闭机安全检测技术规程SL 101-1994水工金属结构防腐蚀规范SL 105-2007水闸安全鉴定规定SL 214-1998水利水电工程金属结构报废标淮SL 226-1998水利水电工程等级划分及洪水标准SL 252-2000水闸施工规范SL 27-1991水工混凝土试验规程SL 352-2006水工建筑物抗震设计规范DL 5073-2000水工建筑物荷载设计规范DL 5077-1997水电枢纽工程等级划分及设计安全标准DL 5180-2003水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程DL/T 835-2003水工混凝土建筑物缺陷检测和评估技术规程DL/T 5251-2010水工混凝土施工规范DL/T 5144-2001超声回弹综合法检测混凝土抗压强度技术规程CECS 02-2005钻芯法检测混凝土强度技术规程CECS 03:2007超声法检测混凝土缺陷技术规程CECS 21:2000混凝土结构耐久性评定标准 CECS 220:2007贯入法检测砌筑砂浆拉压强度技术规程JGJ/T 136-2001雷达法检测建设工程质量技术规程DGJ 32/TJ79-2009无损检测焊缝磁粉检测JB/T 6061-2007无损检测焊缝渗透检测JB/T 6062-2007(3)涵洞的受力特征作用于涵洞的主要荷载有:土压力、水压力、车辆荷载及洞身自重力等。
土压力包括洞顶垂直土压力及侧向水平土压力,水压力包括内水压力及外水压力,车辆荷载主要为汽车荷载。
涵洞一般为规模较小的地下水工建筑物,其建筑物级别多小于3级。
国内外震灾调查资料表明,地下结构的震害比地面结构小得多,埋深愈大,震害愈轻,因此根据《水工建筑物抗震设计规范》SL 203-97规定,只对设计烈度为9度的地下结构或设计烈度为8度的1级地下结构(主要为隧洞)验算抗震强度及稳定性。
按此规定,涵洞一般可不进行抗震计算及考虑地震荷载。
同样,由于涵洞的规模及孔径相对较小,且埋设于地下,温度变化及混凝土收缩对结构应力的影响也较小,一般在结构计算中也不考虑温度应力及混凝土收缩的作用。