浅谈隧道衬砌裂缝原因分析及防治措施

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浅谈隧道衬砌裂缝产生原因及整治措施

浅谈隧道衬砌裂缝产生原因及整治措施

浅谈隧道衬砌裂缝产生原因及整治措施摘要:随着我国交通工程建设的飞速发展,隧道工程施工技术日趋成熟,而隧道施工二次衬砌受昼夜温差大、温度应力等外界环境的影响,产生不同程度的裂缝,随着时间的增长及外界环境的不断变化,有的甚至由裂缝逐步变化为错台、裂损剥落、渗水等病害,严重危及隧道安全。

本文通过对部分高原高寒地区已完工隧道进行调查统计,对隧道二次衬砌裂缝产生的原因进行了分析整理,并制定出相应的整治措施以减少裂缝的危害。

关键词:衬砌裂缝;产生的原因;整治措施1、引言裂缝是隧道衬砌最常见的病害之一,一直以来都是隧道工程领域内技术攻关的难题,整治难度也相对较大。

衬砌裂缝往往是多种因素共同作用的结果,其对衬砌的危害程度也不一,严重的裂缝不仅危害衬砌的整体性和稳定性还会引起其它病害的发生如渗漏水、冻融等。

这些病害与裂缝形成恶性循环对衬砌的美观性及耐久性都会产生影响。

2、衬砌裂缝产生的原因分析(1)温差裂缝。

混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。

温差裂缝的主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。

特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。

大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑,浇筑后,水泥因水化引起水化热,由于混凝土体积大,聚集在内部的水泥水化热不容易散发,混凝土内部温度将显著升高,而混凝土表面土则散热较快,形成了较大的温度差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,此时,混凝龄期短,抗拉强度很低。

当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度,则会在混凝土的表面产生裂缝。

而尤其在高原高寒地区温度差异较大,此类裂缝产生的几率大大提高。

(2)收缩裂缝。

在高寒地区,混凝土浇筑成型后,因夜间温度低,不能采用洒水的方式进行养护,白天气温较高时,混凝土表面水分散失快,体积收缩大,而内部湿度变化很小,收缩也小,因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束,出现拉应力,引起混凝土表面开裂,而出现收缩裂缝。

(3)仰拱收缩变形使二衬出现裂纹。

公路隧道衬砌裂缝成因与处治技术分析

公路隧道衬砌裂缝成因与处治技术分析

公路隧道衬砌裂缝成因与处治技术分析发布时间:2022-09-30T07:27:39.055Z 来源:《工程管理前沿》2022年第11期作者:王桂睿[导读] 混凝土结构产生开裂是难以避免的王桂睿中国华冶科工集团有限公司四川分公司,四川成都 641400摘要:混凝土结构产生开裂是难以避免的,宏观的来看,混凝土结构出现裂缝是一种可以接受的材料特征,只要采用科学有效的手段将裂缝控制在允许范围内,对隧道工程现场来讲就具有较大的现实意义及经济技术意义。

关键词:公路隧道;衬砌裂缝;成因分析;处治技术1.衬砌裂损原因1.1环境因素造成隧道衬砌裂损的环境因素有很多,例如温度、湿度等。

温度主要指在反复冻融循环作用下,位于寒区的隧道围岩的物理特性发会发生较大变化,低温形成的冻胀圈,会对衬砌产生冻胀压力,围岩冻胀会形成较大的冻胀附加应力,这会进一步加剧衬砌的收缩、膨胀和破裂现象。

高地温隧道产生的附加温度应力也会引起隧道初期支护及衬砌开裂,影响隧道结构的安全和耐久性。

湿度引起的干缩应力对隧道衬砌的影响同样不容忽视。

长期处于高水压状态下的隧道,在突水与渗透变形的正反馈机制下由于层间充填介质透水性差,致使混凝土性能劣化,最终导致衬砌产生开裂、突水等病害。

另外,地下水的存在会加剧衬砌的裂损,致使衬砌产生渗漏水。

在有侵蚀性地下水的隧道中,地下水的侵蚀将造成衬砌疏松、剥落、开裂加剧等现象。

季节性降水造成的围岩淹水也会影响衬砌的受力状态,导致衬砌开裂。

1.2设计因素隧道在进行设计前准备时,由于种种原因无法进行深入勘察,无法准确确定隧道围岩等级,隧道的支护结构和整体线位布置设计依据不充分。

此外,限于个别设计单位缺乏相关经验及自身专业水平欠佳,导致设计过程极不规范,常任意改变或推翻原有设计。

这些现象都是隧道产生病害的关键因素。

1.3施工因素隧道的施工要求较高,良好的施工技术是隧道质量的基本保障。

混凝土水灰比不当、钢筋配筋率不当、骨料品种选择不合理、外加剂种类选用及用量不当都会导致隧道干热地段衬砌产生开裂。

隧道衬砌混凝土裂缝分析与防治措施

隧道衬砌混凝土裂缝分析与防治措施

隧道 衬砌 混 凝 土 裂 缝 分 析 与 防治 措 施
郭 金 海
摘 要: 结合工程 实践 , 隧道 施工 中影响较大 的温度裂缝和 收缩裂缝 的产生原 因进行 了分析 , 就 并提 出 了一些主要 的预 防措施深入探讨 了裂缝 的控制标准 , 从而提高混凝土工程 的施工质量。 关键词 : 隧道 , 裂缝 , 因, 原 防治措施 中图分类号 : U7 5 7 T 5 . 文献标识码 : A
明 , 混 凝 土 工程 中 裂 缝 问题 是 不 可 避 免 的 , 一 定 的 范 围 内 也 力 超 过 混 凝 土 的抗 拉 强 度 极 限 时 , 凝 土 表 面 就 会 产 生 裂 缝 , 在 在 混 这
是可 以接受 的 , 只是要采取有效 的措施 将其 危害程度 控制在 一定 种 裂 缝 多 发 生 在 混 凝 土 施 工 中后 期 。 的范 围之 内 。
1 隧道 裂缝 的产 生原 因
11 温 度裂缝 .
1 1 1 产 生 原 因 . .
温度 裂缝 多发生在 大体 积混凝 土 表混凝 土之间几乎不能承受抗拉强度 。
. 的混凝 土结构 中。混凝 土浇筑 后 , 在硬化 过程 中 , 泥水 化产 生 1 2 沉 降收 缩 裂缝 水 . . 大量 的水化热 ( 当水 泥用 量在 3 0k / 3 5 g m , 立方米 1 2 1 产 生 原 因 5 g l ~5 0k / 3 每 m
涂有 隔离剂 的底模 上 满铺 一 层 塑料 薄膜 , 防止 钢 绞线 粘 上油 以
力 用 的塑 料 管 。下 料 完 毕 可 进 行 张 拉 , 张 拉 程 序 为 :一 初 应 力 其 0
我们 预制厂 的预 应力采用砂 筒放松 , 待混凝土 养护达到设计 在张拉之 前 , 牛腿 和横梁之间各放 置一个 砂筒 。张拉 时筒 内

论隧道衬砌裂缝的原因及处理措施

论隧道衬砌裂缝的原因及处理措施

论隧道衬砌裂缝的原因及处理措施摘要:本文结合工程实例,针对省道301线K159+170处寿庆隧道隧道部分衬砌开裂的产生原因进行了分析。

并对其病害提出了一些有效的相应处理措施。

供同行参考。

关建词:衬砌裂缝;原因分析;处理措施1、工程概况寿庆隧道位于省道301线公路改建工程内,里程桩号为K159+170,隧道单洞双向行车,长750米,采用新奥法施工。

该隧道于2007年7月正式开工,于2008年7月竣工。

2、病害现状及原因分析根据福建金通建设工程检测有限公司的隧道检测报告可以看出:裂缝类型主要包括侧墙横向裂缝和拱顶纵向裂缝,其中拱项裂8条,侧墙裂缝5条,最宽约1.55厘米。

衬砌裂缝的成因比较复杂,涉及到地质状况、衬砌施工时机、围岩应力分布、衬砌混凝土强度、衬砌厚度、衬砌脱空等多重因素,判断哪个因素占据主导地位常常依靠经验。

将根据现有资料,对该遂道衬砌裂缝产生的机理进行简单分析。

2.1根据钻孔取芯结果,隧道侧墙有三条竖向裂缝处的衬砌厚度不足,而衬砌混凝土浇注时会产生水化热,水灰比过大也会增加水化热的程度,衬砌由于内外温差产生温度内应力,温度应力可能在个别衬砌厚度不足的地方超过了混凝土抗拉强度,从而造成开裂;另一方面,衬砌每一节段浇注长度为8米;混凝土纵向收缩也可能产生裂缝。

2.2该隧道衬砌裂缝主要表现为拱顶纵向水平裂缝,根据地质雷达检测结果,拱顶局部位置存在衬背脱空或衬砌混凝土欠密实的缺陷,从而使衬砌承受的围岩压力不均衡,严重时由于两侧围岩的挤压效应在拱顶产生较大的拉应力,从而使拱顶或拱腰位置出现拉裂型裂缝。

拱顶纵向水平裂缝还可能与拆模过早和泵送混凝土有一定关系。

检测过程中未见裂缝处渗漏水,说明防水卷材基本完好,拱顶不利拉应力尚未充分发展。

需要说明的是,该隧道衬背脱空处未必产生裂缝,有些脱空处由于混凝土胶结性能较好并未出现裂缝,但如果不进行处理,可能会随着混凝土材料性能的劣化而出现新裂缝。

2.3昼夜温差和四季温差以及运营期间的环境条件变化也可能会加剧裂缝的扩展。

关于隧道衬砌产生裂缝的原因及防治

关于隧道衬砌产生裂缝的原因及防治

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。

浅析隧道衬砌混凝土裂缝成因和防治

浅析隧道衬砌混凝土裂缝成因和防治

照;塑:丝凰.浅析隧道衬砌混凝土裂缝成因和防治方彩虹叶长征(浙江金顺路桥建设有限公司,浙江东阳322100):’c}i%要]在隧道施工中,村砌混凝±出现裂缝具有普遍性。

本文针对混凝土裂缝产生的原因,提出裂缝的预防和治理方法.对提高混凝土一4衬砌施工水平有借鉴意义。

+p揪】村砌混凝士;裂痕成因;防治‘,,随着近年来经济的发展,我国修建了大量的公路隧道。

随着隧道的数量和里程的迅速增长,隧道二次衬砌施工普遍采用整体式钢模板台车、泵送混凝土的施工工艺,但隧道二次衬砌砼出现裂缝也成为一种比较普遍的现象。

由于二衬砼裂缝会对隧道结构的受力、防排水、外观等产生不良影响,如果处理不及时,则可能引起二衬渗i漏)水、钢筋锈蚀,并造成结构受力重分布,引起裂缝扩展,形成恶性循环。

严重时可能引起=衬局部掉落,甚至造成结构的整体性破坏,从而缩短隧道的维护周期和使用寿命;因此我们也必须重视裂缝对隧道的影响。

1裂缝的类型隧道二衬裂缝类型主要有:温度裂缝、干缩裂缝、施工缝处裂缝、外力荷载作用裂缝等。

L1温度梨缝混凝土施工中,水泥水化过程中产生大量的热量,在混凝土内部及其表面形成温度梯度,内外张力超过混凝土内外约束力时就会产生温度裂缝。

裂缝宽度、深度冬季较明显,夏季较窄;施工中产生温度裂缝主要与衬砌混凝±厚度及水泥品种、用量有关。

12干缩磊L缝二衬砼在硬化过程中水分慢慢蒸发故失,而水泥石中凝结胶体干燥收缩产生变形,受到二衬台车整体钢模及围岩的约束,产生徐变应力,当应力值超过混疑土的抗拉强度时,就会出现表面裂缝,其走向没有明显规律。

影晌因素主要为:水泥种类用量以及水灰比,砂石料粗细、级配的合理性,外加剂品种和掺量多少。

13施工缝伪矧在二衬砼施工过程中,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凝结时间,或超过混凝土的正常连续作业时间。

因而产生明显裂缝。

隧道整体=衬前—般先在隧道两边浇注矮边墙(高80cm左右),矮边墙混凝表面应进行凿毛处理,再用水泥砂浆垫层,如直接在原混凝土E进行衬砌,以致新旧混疑接茬间出现裂!逢o 1.4外力荷栽作用裂缝仰拱或边墙基础未清理干净,混凝浇注后,基底产生不均匀的沉降,而使整体钢模台车定位不牢固以及脱模过早,或在脱模时混凝土受到较大外力撞击等都容易产生变形裂缝。

浅谈隧道衬砌裂缝原因分析及防治措施

浅谈隧道衬砌裂缝原因分析及防治措施

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。

隧道衬砌裂缝的成因及防治措施

隧道衬砌裂缝的成因及防治措施

隧道衬砌裂缝的成因及防治措施摘要隧道工程的重点在于衬砌质量的把握,而开裂又是隧道衬砌最常见的病害。

本文从设计、施工、力学等方面分析衬砌裂缝的成因并针对性的提出防治措施,在实际工程中,具有一定的借鉴意义。

关键字衬砌裂缝成因防治措施0 引言随着国民经济的发展,全国各地涉及隧道工程的项目越来越多。

隧道衬砌施工普遍采用粗喷砼后整体式钢模板台车、泵送混凝土施作二衬,但在混凝土施工过程中或者衬砌完成后产生的裂缝不仅影响了美观,还给工程质量留下了隐患。

在隧道工程项目中,因衬砌裂缝造成的隧道工程渗漏、坍塌等危害越来越受到各单位的重视。

1 衬砌裂缝的成因衬砌裂缝的形成是多种因素的结果,但不同部位不同类型的裂缝还是有其形成的主要诱因。

接下来我们对其主要成因做出分析并探索出防治措施。

1.1勘察设计原因隧道工程因其隐蔽性的特点,在工程施工之前,勘察设计单位无法深入地开展地质勘探工作,带有一定的盲目性,只能采用代表性的抽检来判断围岩地质等状况,对隧道围岩类别评价及支护结构设计缺乏科学依据。

如杭州803地下粮库工程,在设计初期,勘察单位判断地质围岩以Ⅲ级、强Ⅳ级围岩为主,造成最初的设计支护强度不够。

在实际施工过程中,发现围岩情况复杂,变化很大,以弱Ⅳ级、Ⅴ级围岩为主。

在施工初期阶段,较弱的设计标准使得初期支护的喷射混凝土出现了裂缝。

1.2施工因素及其造成的力学影响施工因素在整个隧道的建设过程中是最不确定的一个因素。

也是造成隧道衬砌裂缝的重要原因。

常见的主要施工因素有:1.2.1隧道开挖成型差,衬砌混凝土厚度严重不均匀;欠挖或初期支护侵入衬砌限界,造成衬砌混凝土厚度不足。

这些因素导致局部断面应力过大,隧道偏压,受力不均匀,造成局部开裂。

1.2.2混凝土生产时原材料计量误差大,尤其外加剂的掺加随意性大,没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水量,造成混凝土水灰比增大,从而产生裂缝。

1.2.3采用整体式钢模板台车施工,混凝土浇筑时不振捣或漏振,混凝土均质性差。

隧道衬砌常见质量问题及防治措施

隧道衬砌常见质量问题及防治措施

隧道衬砌常见质量问题及防治措施公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-隧道衬砌常见质量问题及防治措施隧道衬砌施工是隧道工程的重点施工内容,关系到施工质量及施工安全。

中交路桥科技有限公司总结了一下常见的质量问题及现象如下:衬砌背后存在空洞;衬砌错台明显、漏浆、流沙严重,外观质量差;衬砌的厚度不满足设计要求;衬砌渗漏水;衬砌混凝土开裂;水沟电缆槽外观质量差;排水沟排水不畅。

接下来中交路桥科技为您一一分析上述病因,并提出防止的措施。

一、衬砌背后存在空洞病因分析:1.对超挖未按规范进行施工回填;2.衬砌时拱顶灌注混凝土不饱满,振捣不够;3.泵送混凝土在输送管远端由于压力损失,坡度等原因造成空洞;4.防水板挂设松弛度控制不到位。

防治措施:1.隧道开挖面难免出现凹凸不平,对于小范围内因超挖等造成的陷坑,施工时一般采用衬砌混凝土回填,注意挂设防水板要紧贴岩面,松紧度适合;对于因塌方造成的深陷坑,在二衬施工前采用坍方处理措施回填平顺;2.一般衬砌模板台车在拱顶部位前后各一个泵送砼预留孔,如果模板台车较长,可在中部再增加预留孔,防止隧道纵坡较大时浇筑砼不到位,衬砌施工后进行回填注浆;3.新式衬砌模板台车在边墙、拱腰部位均安装有附着式振捣器,同时在砼浇筑时台车两侧各配两台插入式振捣器,从台车预留窗口进行分层振捣,这些可有效解决振捣问题。

二、衬砌表观质量差病因分析:1.衬砌台车刚度不够,模板整修不到位;2.衬砌混凝土和易性不好,泌水严重;3.两侧未进行对称浇注;4.浇注速度过快,台车上浮;5.模板涂油太多,拆模后形成鱼鳞云;6.局部模板未清理干净,拆模后形成“扒皮”掉块现象。

防治措施:1.衬砌台车都是由正规厂家加工出来的,加工前都经过强度、刚度检算的,购买时要检查检算资料;2.衬砌施工时如果衬砌模板台车搭接不超过,一般不会出现错台,因此衬砌施工前要规划好台车就位里程段落,避免出现较长的搭接。

高速公路隧道衬砌裂缝病害的原因分析及其整治措施探讨

高速公路隧道衬砌裂缝病害的原因分析及其整治措施探讨

高速公路隧道衬砌裂缝病害的原因分析及其整治措施探讨1. 建设和设计不合理在隧道的建设和设计过程中,如果没有充分考虑地质条件、水文条件和交通运输负荷等因素,可能会导致隧道衬砌的不稳定和裂缝的产生。

而且,一些设计规范和标准可能并不够完善,导致了隧道结构在实际工程中出现了问题。

2. 地质和水文条件地质和水文条件是导致高速公路隧道衬砌裂缝病害的主要因素之一。

在复杂的地质构造和多变的水文地质条件下,地下水的渗漏和水压的变化会对隧道结构产生不利影响,导致衬砌的变形和裂缝的产生。

3. 交通运输负荷随着社会经济的不断发展,交通运输负荷不断增加,隧道所受到的压力也在不断增加。

由于高速公路隧道的结构和材料限制,隧道衬砌很容易因为超载而产生裂缝和变形。

4. 材料和施工质量隧道衬砌的材料和施工质量直接影响着隧道结构的稳定性和耐久性。

如果材料质量不合格或者施工工艺不规范,就容易导致衬砌的裂缝和病害。

在设计和建设隧道的过程中,应该充分考虑地质和水文条件,合理选择材料和施工工艺,采取科学的技术措施,提高隧道衬砌的稳定性和耐久性。

2. 定期检测和维护对于已经建成的高速公路隧道,应该定期进行结构安全检测和维护保养工作,及时发现和处理隧道衬砌的裂缝和病害,保障隧道的安全运营。

3. 优化管理机制建立健全的隧道管理机制,落实隧道使用和维护责任,加强对隧道使用过程中的过载和超限等行为的监管和执法,有效减少隧道衬砌裂缝病害的发生。

4. 加强科研创新加强高速公路隧道衬砌裂缝病害的科研创新工作,推动隧道结构和材料的优化和更新换代,提高隧道的抗震抗裂性能和耐久性能。

5. 加强国际合作借鉴国外先进的管理经验和技术成果,加强国际合作和交流,推进高速公路隧道衬砌裂缝病害整治工作,提高我国高速公路隧道的安全性和可靠性。

高速公路隧道衬砌裂缝病害是一个复杂的工程问题,要想有效解决这个问题,就需要政府部门、科研机构、设计单位、施工企业和运营管理者等各方面的共同努力,采取综合性的措施,不断完善管理制度,提高技术水平,保障隧道的安全运营。

隧道衬砌裂缝产生原因分析及预防和治理措施

隧道衬砌裂缝产生原因分析及预防和治理措施

兰州交通大学继续教育学院毕业设计(论文)专业(班级):12级土木工程指导教师:刘永孝学生姓名:王建龙学号:120003625设计题目:隧道衬砌裂缝产生原因分析及预防和治理措施毕业设计成绩评议表有无错误等。

毕业设计(论文)任务书班级:土木工程12级学生姓名:王建龙指导老师:刘永孝开题报告班级:12级土木工程专升本学生姓名:王建龙指导老师:刘永孝几中期报告班级:12级土木工程专升本学生姓名:王建龙指导老师:刘永孝结题验收班级:12级土木工程专升本学生姓名:王建龙摘要随着国民经济的迅速发展,我国交通运输事业得到了蓬勃发展。

隧道作为公路工程建设中的一个重要结构物,也迎来了规模空前的建设热潮。

因其在改善路线线形、缩短里程和行车时间、提高运营效益以及减少占地面积等方面发挥的重要作用,必将得到更为广泛的推广和发展。

但是,我国地域自然条件差异较大,隧道穿越的山体地质及水文等条件复杂多变。

由于对局部软弱围岩、膨胀性围岩以及对衬砌有侵蚀性的环境水等调查不足;未能采用加强衬砌结构或防治措施不当;部分地段隧道衬砌施工质量缺陷等,造成了许多运营隧道出现衬砌裂缝。

如衬砌裂缝处治不当就会出现渗漏水,不但不易修缮而且影响隧道正常运营,造成隧道衬砌和通风、照明及消防设备的腐蚀损坏,造成路面积水使行车环境恶化,从而降低行车速度和安全性能。

因此对隧道衬砌裂缝进行相关研究是十分必要的。

本文从隧道衬砌裂缝的类型入手,从施工角度分析了隧道衬砌裂缝产生的原因,再现衬砌裂缝特征及破坏形式,得出隧道衬砌裂缝产生及发展规律,从而对隧道设计、施工以及衬砌裂缝病害的防治提出一些粗浅见解。

关键词:隧道;衬砌;裂缝;产生原因;预防;治理AbstractWith the rapid development of national economy, transport undertakings have developed vigorously in our country. Tunnel as a highway (railway) is a very important part in engineering construction structure,also ushered in the unprecedented building boom.Tunnel in the improvement of the route, shorten the distance and travel time, improve the operating efficiency and reduce the area played an important role,will get more extensive promotion and development.However, the regional differences in natural conditions in our country, tunnel through the mountain complex geological and hydrological conditions, the local weak surrounding rock and swelling rock and transform Qi You corrosive environment such as water survey, failed to use improper measures, strengthening prevention and control of lining structure or sections of tunnel lining construction quality defects, such as tunnel in tunnel lining crack caused many operation. Such as lining crack treatment inappropriate lining will appear, not only is not easy to repair and affect the normal operation of tunnel, tunnel lining and all kinds of ventilation, lighting and fire fighting equipment corrosion damage,worsen water surface driving environment, thereby reducing driving speed and safety performance. So the relevant study on the tunnel lining crack is very necessary.From the type of tunnel lining crack, this paper analyzed from the points of view of the construction of tunnel lining crack reason, represent the lining crack characteristics and damage forms, draw a tunnel lining crack and the law of development, thus the design and construction of the tunnel and tunnel lining crack disease prevention and control of some shallow opinions are put forward.Key Words: Tunnel Lining Crack;The cause of prouduct;Prevent Administer目录第一章目前国内隧道衬砌裂缝研究方法及现状 (1)一、现场原位试验 (1)二、室内模型试验 (1)三、理论与数值分析 (1)第二章隧道衬彻裂损变形的现状和主要危害 (2)一、现场原位试验 (2)二、隧道衬砌裂缝的主要危害 (2)第三章隧道衬砌开裂的类型 (3)一、按裂缝与隧道轴向相互关系分类 (3)二、按照衬砌受力变形形态和裂口特征分类 (4)第四章隧道衬砌裂缝观测方法 (6)一、纸条测标观测 (6)二、钢钉测标观测 (6)三、标记测标观测 (7)第五章隧道施工对衬砌裂缝的预控 (8)第六章衬砌开裂原因分析 (10)一、设计方面的原因 (10)二、施工方面的原因 (10)第七章隧道衬砌裂缝的预防和治理措施 (12)一、预防 (12)二、治理 (12)(一)围岩加固 (12)(二)二次衬砌表面补强 (21)(三)套衬补强 (22)(四)换拱换衬 (23)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (31)第一章目前国内隧道衬砌裂缝研究方法及现状与发达国家相比,我国隧道建设起步较晚,针对运营中隧道呈现出越来越多的裂缝状况,国内学者对裂缝形成机理及处治方案进行了一系列的研究,其采用的研究方法主要有:一、现场原位试验现场原位试验是地下工程研究最直接的研究方法,现场试验的研究数据不仅可以为科研提供重要的数据,更重要的是通过现场量测数据分析可以直接指导实际工程的建设,同时与数值模拟分析的结果进行对比分析,以验证其计算的正确性。

浅谈隧道二次衬砌混凝土裂缝成因及防治对策

浅谈隧道二次衬砌混凝土裂缝成因及防治对策

浅谈隧道二次衬砌混凝土裂缝成因及防治对策隧道是公路、铁路等交通建设中必不可少的一部分,而隧道二次衬砌混凝土作为其重要组成部分,其质量直接影响着隧道的安全和使用寿命。

然而,在使用过程中,隧道二次衬砌混凝土不可避免地会出现裂缝问题,对此,实际上我们可以采取一些防治措施,减少裂缝的发生,延长混凝土的使用寿命。

1.施工质量不合格,材料配比不均匀、工艺不到位,从而导致混凝土的质量低下。

2.混凝土硬化过程中,由于温度差异,引起混凝土内部的热应力不均匀,从而导致裂缝的发生。

3.地基沉降或地震等外力因素的作用,导致混凝土产生重大应力集中,从而引起裂缝。

4.渗透性差的混凝土,由于混凝土的容重高,水泥石的耐久性差,因此混凝土容易收缩,从而导致裂缝的发生。

二、防治措施1.加强施工质量在施工过程中,要加强质量管理,严格控制混凝土的材料配比,确保水泥、石灰石、沙子和水等混合的比例均衡,保证混凝土的质量。

2.控制温度3.改善地基条件例如施工前进行地基加固,改善地基条件,提高隧道二次衬砌混凝土的受力稳定性。

4.采用合适的混凝土技术根据隧道的具体情况,选择相应的混凝土工艺,如使用高流动性混凝土,提高混凝土的抗渗、抗震性能,从而减少裂缝的出现。

5.加强养护和维修及时发现混凝土裂缝问题,采取合理的养护和维修措施,以保证隧道二次衬砌混凝土的安全使用。

三、结论隧道二次衬砌混凝土裂缝的出现是由多种因素引起的,只有针对性地加强质量管理、控制温度、改善地基条件、采用合适的混凝土技术以及加强养护和维修才能够有效地减少裂缝的发生,延长混凝土的使用寿命,提高隧道的安全性。

隧道衬砌常见质量问题及防治措施

隧道衬砌常见质量问题及防治措施

隧道衬砌常见质量问题及防治措施隧道衬砌施工是隧道工程的重点施工内容,关系到施工质量及施工安全。

中交路桥科技有限公司总结了一下常见的质量问题及现象如下:衬砌背后存在空洞;衬砌错台明显、漏浆、流沙严重,外观质量差;衬砌的厚度不满足设计要求;衬砌渗漏水;衬砌混凝土开裂;水沟电缆槽外观质量差;排水沟排水不畅。

接下来中交路桥科技为您一一分析上述病因,并提出防止的措施。

一、衬砌背后存在空洞病因分析:1.对超挖未按规范进行施工回填;2.衬砌时拱顶灌注混凝土不饱满,振捣不够;3.泵送混凝土在输送管远端由于压力损失,坡度等原因造成空洞;4.防水板挂设松弛度控制不到位。

防治措施:1.隧道开挖面难免出现凹凸不平,对于小范围内因超挖等造成的陷坑,施工时一般采用衬砌混凝土回填,注意挂设防水板要紧贴岩面,松紧度适合;对于因塌方造成的深陷坑,在二衬施工前采用坍方处理措施回填平顺;2.一般衬砌模板台车在拱顶部位前后各一个泵送砼预留孔,如果模板台车较长,可在中部再增加预留孔,防止隧道纵坡较大时浇筑砼不到位,衬砌施工后进行回填注浆;3.新式衬砌模板台车在边墙、拱腰部位均安装有附着式振捣器,同时在砼浇筑时台车两侧各配两台插入式振捣器,从台车预留窗口进行分层振捣,这些可有效解决振捣问题。

二、衬砌表观质量差病因分析:1.衬砌台车刚度不够,模板整修不到位;2.衬砌混凝土和易性不好,泌水严重;3.两侧未进行对称浇注;4.浇注速度过快,台车上浮;5.模板涂油太多,拆模后形成鱼鳞云;6.局部模板未清理干净,拆模后形成“扒皮”掉块现象。

防治措施:1.衬砌台车都是由正规厂家加工出来的,加工前都经过强度、刚度检算的,购买时要检查检算资料;2.衬砌施工时如果衬砌模板台车搭接不超过0.5m,一般不会出现错台,因此衬砌施工前要规划好台车就位里程段落,避免出现较长的搭接。

同时测量人员要有一定的施工经验,衬砌中线、高程控制好,模板台车两侧支距控制合适,防止出现过大、过小影响下一组台车就位;3.衬砌砼严格按设计的配合比施工,设计配合比时要考虑泵送砼和易性要求,同时模板台车要涂脱模剂,脱模剂最好采用专用脱模剂,涂抹均匀,用量适中,可提高衬砌表面质量;4.衬砌浇筑时要两侧分层对称浇筑,且混凝土自落高度控制在2m以内,防止离析;5.如果模板台车上粘有部分混凝土,下次浇筑前清除干净,再涂抹脱模剂,否则影响影响下一组衬砌表面光洁度;6.衬砌模板台车由于边墙脚现浇砼压力会上浮、端头压力会纵向移动等问题,因此衬砌施工前模板台车加固牢固,同时衬砌砼浇筑到圆心高度及拱腰时将台车所有丝杠再重新加固一次,防止台车因上浮部分丝杠松动,造成移位。

隧道衬砌裂缝成因分析及处理措施

隧道衬砌裂缝成因分析及处理措施

隧道衬砌裂缝成因分析及处理措施作者:胡忠瑞来源:《建筑工程技术与设计》2014年第10期摘要:隧道混凝土衬砌时隧道施工中的重要环节,如果施工过程中采用措施不当,衬砌面就会产生裂缝,这些裂缝多存在素混凝土中,如果产生开裂、扩大、劣化,呈三维状态时,就有可能造成剥落、掉块,不仅影响隧道的结构稳定,还会因裂缝渗水影响隧洞的运行安全,不管何种原因,都要采取对策,来减少或控制开裂的发生。

关键词:混凝土、裂缝、成因、控制0引言一般说,隧道衬砌是由拱或环形构造为主体的承压构件构成的,因此,预计不是因荷载而产生的开裂,在设计阶段一般都不采取防止开裂的对策。

但是,即使在没有外力的作用下,衬砌施工滞后于初期支护之后,二期衬砌因全周的外缘与喷混凝土接触,变形受到约束,约束了混凝土的温度收缩和干燥收缩,产生伸缩裂缝;隧道内空间狭小,造成振捣和灌注作业操作受限,砼未能够密实,引起开裂等。

本人参与金丽温输气管道工程金华—武义试验段隧道工程混凝土二期衬砌施工,混凝土的大体积浇筑面临的一大问题就是出现裂缝,裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题,本文对试验段隧道混凝土施工工程中实际产生的裂缝问题进行了探讨分析,并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。

1 工程概况金丽温输气管道工程金华—武义试验段隧道工程共有七座隧道,四条隧道已完成管道安装,隧道断面为3.0m×3.0m城门型硐室。

隧道IV级围岩段为素混凝土二期衬砌,墙拱混凝土厚度为25cm,底板混凝土厚度为20cm;V级围岩段为钢筋混凝土二期衬砌,墙拱钢筋混凝土厚度为25cm,底板钢筋混凝土厚度为20cm,V级洞口加强段为钢筋混凝土二期衬砌,墙拱钢筋混凝土厚度为30cm,底板钢筋混凝土厚度为20cm。

本工程隧道其中前三座均在2013年4月份完成混凝土衬砌施工,混凝土全部采用商品混凝土。

第四座隧道于2013年7月份完成混凝土衬砌施工,由于地理交通等客观条件限制,采用自拌混凝土。

隧道衬砌混凝土裂缝产生原因分析及预防措施

隧道衬砌混凝土裂缝产生原因分析及预防措施

高速铁路隧道衬砌混凝土裂缝产生原因分析及预防措施近年来我国高速铁路发展迅速,作为支撑高速铁路重点基础设施的高速铁路隧道也得到了快速发展。

隧道衬砌混凝土裂缝问题是一个普遍存在而又难以根本解决的实际性质量问题,文章针对混凝土裂缝产生的原因,提出预防措施并进行了简要的探讨。

XX高铁是技术标准为客运专线,速度目标值为350公里/小时。

该工程地处山岭重丘区,隧道工程占比大。

目前隧道衬砌普遍采用液压整体式钢模板衬砌台车,泵送混凝土施工工艺进行浇注。

由于裂缝的存在和发展通常会使混凝土内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重将威胁到人们的生命财产安全。

在施工中必须采取有效的工艺措施和养护措施来减少混凝土裂缝的产生,本文结合XX铁路隧道二衬混凝土施工过程,分析了隧道衬砌混凝土裂缝产生的原因和预防措施。

1、XX隧道工程概况工程简介XX隧道隧道轨上净空高度9.5m,净宽13.4m。

除Ⅱ级围岩衬砌按曲墙底板和仰拱两种衬砌,其余均采用曲墙带仰拱结构形式。

2、混凝土裂缝情况描述隧道衬砌裂缝多集中在每组衬砌中间部位,高度位于矮边墙顶至其上方2m范围。

经过现场取芯判断为非贯穿性裂纹,宽度约0.2mm,经过一定时间观测,裂缝长度与宽度均未继续发展。

发生裂纹段设计为Ⅳ级围岩,采用Ⅳb型复合式衬砌断面。

泥岩夹砂岩,岩层产状主要为NN31°~90°W/20°~44°N,与线路夹角一般<45°,倾向线路右侧,隧道埋深为97m~111m,地下水不发育。

初期支护采用全环I18型钢钢架,间距1m/榀,C25喷射混凝土厚度25cm,拱部采用φ22组合中空锚杆,边墙采用φ22普通砂浆锚杆,锚杆长3.5m。

衬砌拱墙C40钢筋混凝土厚45cm,C40仰拱钢筋混凝土厚55cm,C20填充混凝土最大厚度1.27m。

围岩监控量测稳定后进行衬砌施工,拱顶最大累计沉降量为15mm,周边最大累计位移值为18mm。

隧道衬砌裂缝产生的原因分析及预防措施

隧道衬砌裂缝产生的原因分析及预防措施

隧道衬砌裂缝产生的原因分析及预防措施隧道衬砌裂缝产生的原因分析及预防措施摘要:随着我国社会经济的快速发展,国内多山地区以前的盘山公路到现在的隧道,我国公路建设事业不但缩短了公路里程、提高了公路等级,也取得翻天覆地的变化,加速了我国经济的发展。

隧道工程使我国公路建设事业中重要且难度大的一项工程项目,因为隧道工程很难准确预测它的地质条件,不易察觉隐蔽的内部应力变化情况,运营过程中很难管理或维修。

隧道工程最常见的问题就是隧道衬砌裂缝,造成工程运营的安全隐患,给企业带来人、财、物等各方面的损失,对企业的健康发展有严重的影响。

因此,本文从隧道衬砌裂缝的概述入手,主要探讨衬砌裂缝产生的原因及预防措施。

关键词:隧道衬砌裂缝;产生原因;预防措施中图分类号:TV543文献标识码: A一、衬砌裂缝的概述隧道衬砌裂缝是隧道工程最大的病害之一,其产生的时间各有差异,隧道贯通的早起或者修建过程中最常见,也有可能产生在运营后几十年内。

隧道围岩压力是隧道外部荷载的主要原因,然而隧道承载抵抗力主要依赖于隧道周边围岩和初期喷锚支护结构组成的综合结构层,其体现出弧形拱力。

根据《公路隧道设计规范》的规定,隧道的二衬砌受到的应力超过其承受的应力,导致二次衬砌表面将会出现竖向、斜向及水平等不同方向的裂缝。

根据以上隧道衬砌裂缝的受力状况分析,我们可以知道隧道衬砌裂缝的产生原因不仅仅是内部原因,还有外部原因引起衬砌裂缝,造成隧道酿成安全隐患,导致安全事故的发生。

二、隧道衬砌裂缝产生的几大原因(一)混凝土本身引起的隧道衬砌裂缝。

隧道衬砌裂缝产生的原因有隧道原材料引起的两种裂缝类型,施工不当引起的隧道衬砌裂缝、施工管理不到位及质量低下等原因。

下面我们详细探析隧道衬砌裂缝产生的几大原因:1.干缩裂缝。

隧道衬砌干缩裂缝产生的原因众多,其产生原因有原材料没有过关,采购人员没有选择优质水泥,施工人员没有配置好水泥用量,不重视骨料的级配与大小等。

隧道工程使用劣质的水泥是干缩裂缝产生的主要原因。

隧道衬砌开裂的分析与整治

隧道衬砌开裂的分析与整治

隧道衬砌开裂的分析与整治发表时间:2018-10-01T15:02:42.510Z 来源:《基层建设》2018年第23期作者:孙肸[导读] 摘要:在国内基础建设持续性加快的背景,道路工程得到了极为迅猛的发展,就隧道工程来看来,其在建设完成后,有可能会产生隧道衬砌开裂的问题,不光会影响整个工程的质量,还会带来一定的安全隐患,为此加强隧道撑起开裂的分析与整治非常有必要。

成都华川公路建设集团有限公司摘要:在国内基础建设持续性加快的背景,道路工程得到了极为迅猛的发展,就隧道工程来看来,其在建设完成后,有可能会产生隧道衬砌开裂的问题,不光会影响整个工程的质量,还会带来一定的安全隐患,为此加强隧道撑起开裂的分析与整治非常有必要。

对此,笔者在参考相关文献资料的基础之上,从随带撑起开裂的原因入手,制定出几点整治衬砌开裂病害的具体措施,以供参考。

关键词:隧道;衬砌;开裂;原因;整治措施在隧道工程建设过程中,很容易遇到软弱围岩,而受到该类不良地质条件及施工因素的影响,在后期施工完成后,混凝土衬砌很有可能会出现开裂问题,虽然目前在实际工程选线的过程中尽可能会避开软弱地带,但受勘测、地质条件以及成本等多方面因素的影响,仍然不可避免的回遇到软弱层,后期由于围岩剥落等因素影响,很容易导致衬砌开裂病害,将严重影响工程质量,对此有必要针对其开裂的具体原因,加强后期治理工程,最终在保障衬砌结构稳定性的同时,提高工程质量。

一、隧道神奇开裂原因分析(一)设计衬砌断面不合理目前隧道勘测过程中,大多数随带地质钻孔数量并不多,而设计方向施工方所提供的地质剖面图基本上是结合钻孔勘测结果所推测出来的,但由于地质构造情况本身就比较复杂,所以在勘测设计深度与点位数量达不到要求的情况下,很难较为清晰的完成对整体工程地质情况的充分掌握,很有可能会出现设计三类围岩而实际一类围岩的问题,在这一情况下,设计单位在衬砌类型的过程中,由于没有精准的地质资料作为参考,大多数数据为按照工程经验推测出来的,故所设计的衬砌断面往往难以达到设计要求,后期由于衬砌结构问题也就容易出现开裂病害。

隧道衬砌开裂总结汇报材料

隧道衬砌开裂总结汇报材料

隧道衬砌开裂总结汇报材料隧道衬砌开裂是指隧道内部使用的衬砌材料发生裂缝或破损的现象。

这种问题可能由于多种原因引起,包括地质条件、施工工艺和材料质量等。

为了解决衬砌开裂问题,必须深入分析这些原因,并采取相应的措施。

一、地质条件影响地质条件是影响隧道衬砌开裂的主要因素之一。

如果地质条件复杂,例如岩层不稳定、存在活动断层或地下水位较高,都会增加衬砌开裂的风险。

此外,如果地质构造有变形的趋势,比如构造层、褶皱和断层等,也容易导致衬砌开裂。

因此,在设计和施工过程中,必须充分考虑地质条件,采取相应的防护措施。

二、施工工艺问题施工工艺是导致隧道衬砌开裂的另一个重要原因。

如果施工工艺不合理,例如采用不适当的精确度控制、振动过大或振动频率过高,都可能对衬砌材料造成伤害,导致裂缝的形成。

而且,在衬砌砼的浇注过程中,如果振捣不均匀或得不到及时的养护,也会影响衬砌的质量,增加开裂的概率。

施工工艺的不足必须通过加强管理和培训来解决。

三、材料质量问题衬砌材料的质量也是导致开裂问题的一个重要原因。

如果材料的强度不够,或者掺有过多的杂质,都会影响衬砌的整体性能,导致开裂的发生。

此外,如果衬砌材料的收缩性能不合理,也会使得开裂的风险增加。

因此,在选择衬砌材料时,必须严格把关其质量,并确保符合相关的标准。

针对以上问题,我们可以采取一些措施来减少隧道衬砌开裂的风险:一、加强勘察研究:在设计之前,必须进行充分的地质勘察和技术研究,以便了解地质条件及潜在的问题,为设计和施工提供合理的依据。

二、合理设计和施工:根据地质条件,合理选择衬砌类型和材料。

在施工过程中,加强质量控制,确保施工工艺的合理性,提高工艺操作的准确性和精度。

三、加强材料质量控制:对衬砌材料进行严格的质量检查和控制,确保其强度、掺杂物含量和收缩性能等符合相关标准。

四、合理的养护措施:在衬砌施工完成后,对衬砌进行合理的养护,确保其养护质量。

特别是对于早期收缩性能较差的材料,要采取相应的养护措施,避免裂缝的发生。

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浅谈隧道衬砌裂缝原因分析及防治措施
作者:胡文为
来源:《中国房地产业·上半月》2015年第10期
【摘要】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。

【关键词】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。

3.2开挖结束隧道洞顶应变
隧道纵向埋深差异大,意味着洞内围岩在纵向存在偏压,冲沟是纵向偏压存在最常见之处。

开挖结束可引起隧道周边围岩发生较大的塑性应变,较大的塑性应变代表隧道开挖后围岩将发生较大不可恢复的变形,隧道结构支护不足容易引起结构出现裂缝甚至失稳。

因此,隧道地质条件差、隧道纵向埋深差异大是引起裂缝的主要原因之一。

3.3钢筋保护层厚度偏大
据现场调查,试验室人员对二衬保护层厚度进行检查,分别在拱顶、拱腰和边墙三个部位测定钢筋保护层厚度。

检测得出除个别位置满足设计要求以外,大部分检测位置钢筋保护层厚度大于设计值。

虽然从耐久性和锚固的角度来讲,保护层厚度是越大越好,但是从受力角度看则恰好相反。

因此在保证耐久性、锚固和符合设计规范的前提条件下,混泥土保护层的厚度应尽量取小值。

现场二衬大部分位置钢筋保护层厚度过大,这不利于二衬抗弯,容易引发裂缝。

3.4二衬厚度及空洞情况
前期采用地质雷达扫描拱顶、拱腰和边墙二衬,发现部分位置二衬厚度不足,二衬厚度不足的位置与裂缝位置有很好的对应关系。

二衬厚度差异与初支平顺度直接相关,二衬混凝土的受力状况及内部收缩变形自由度受初期支护平顺度的直接影响。

初期支护的平顺度能在一定程度上影响二衬混凝土的外部应力分布,同时能直接影响到二衬混凝土厚度的均匀性,假如二衬混凝土的厚度均匀性较差,则厚度薄弱部位很容易在在外应力作用下出现裂缝。

因此,裂缝的出现与隧道厚度分布不均匀和部分二衬厚度不足有关。

3.5二衬模板台车(二衬混凝土施工质量不佳,包括钢筋保护层厚度偏大、二衬厚度和混凝土强度不均匀等影响结构受力,进而产生环向裂缝)
现隧道施工采用的二衬模板台车长度为9-12m。

二衬属于较大体积的混凝土,承受自身收缩应力较大。

二衬厚度基本在45-60cm、承受温差大,则产生裂缝的几率就有可能。

显然12m 一模的二衬混凝土很难抵抗自身收缩应力而不产生拉裂缝。

二衬台车长度越大,对应的二衬混凝土出现裂缝的概率越大。

此外,在施工过程中,二衬台车模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等都可能导致混凝土结构裂缝的产生。

3.6温度应力
隧道仰拱施工缝与拱墙施工缝不贯通,温度应力增大,则在纵向变形得不到满足时产生裂缝,假如设置贯通缝让隧道的变形得到一定程度的满足,则可大大减小温度应力,从而减少隧道的裂缝出现。

3.7荷载变形裂缝
隧道边墙基础和仰拱的虚碴未清理干净,在混凝土浇筑后,基底会产生不均匀的沉降;台车模板或者堵头板没有固定牢固,过早脱模或脱模时二衬混凝土受到较大的外力撞击等都易产生变形裂缝。

3.8施工缝
在隧道施工的过程中由于停电、机械故障等原因导致混凝土的浇筑中断时间超过了初凝时间,等再继续浇筑时,原来的混凝土基础表面未进行凿毛处理,或凿毛后未用水冲洗干净,也未铺水泥砂浆垫层,就直接在原混凝土表面浇筑混凝土,就会导致新旧混凝土接茬之间出现裂缝。

4.裂纹病害整治
经过长期的观察,发现裂纹变形稳定以后,再对裂纹采用灌浆技术进行处理,对该隧道二衬混凝土裂缝灌注环氧树脂进行病害整治。

4.1施工顺序
⑴仔细的测量裂缝宽度和长度。

将以裂缝为中心10 cm宽度范围内的隧道衬砌混凝土表面的灰尘和油污等清理干净;
⑵根据裂纹宽度,确定好注浆孔的位置,在需要留注入口的位置用胶带贴上做标志;
⑶安设灌浆的底座:把预留注入口上的胶带揭去,将底座用封缝胶粘于注浆口上;
⑷沿裂缝表面用专用快干型封缝胶均匀涂刮,封缝胶的涂刮宽度以能把裂缝封闭为宜;
⑸把装有灌浆树脂的注浆器旋紧于底座上,进行注浆;
⑹注入完毕,可拆除注浆器。

待树脂固化后敲掉底座,用角磨器磨掉密封胶,最后将基层原状恢复。

4.2注浆的效果检验
注浆完成后可对注浆的效果进行针对性的破检,对裂缝处混凝土可采用取芯机进行取芯以验证注浆的效果。

5.裂缝的防治措施
5.1针对隧道二衬混凝土收缩产生机理进行整治
应从可改善的干燥收缩入手,在浇筑混凝土时应尽量选择温度底、湿度大的时间和地方进行。

对于隧道二衬来说,因时间和地点无法选择,就必须加强洒水养生。

特别是在混凝土初凝之前,洒水养生可有效提高混凝土强度和减少干燥收缩。

随着隧道进口掘进深度逐渐加大,洞内温度和湿度相对恒定,可有效减少二衬裂缝的自然产生,但也不可放松混凝土养生工作。

5.2加强仰拱施工缝抗拉强度
仰拱施工时,应严格按照规范、验标和设计要求,做好界面凿毛处理,并规范设置接茬钢筋,以加强施工缝抗拉强度。

5.3加强仰拱质量控制
仰拱混凝土浇筑前,认真进行清底工作,尽可能将虚渣和积泥清除干净。

6.裂缝的防治建议
⑴在与拱墙二衬结合处的仰拱(小边墙)施工缝中增加钢筋网片,网片可采用φ6钢筋制作,网格20cm*10cm,网片大小建议采用100*40cm,也可根据使用效果现场调整。

网片安装时可与接茬钢筋进行绑扎固定,在确保保护层厚度的前提下尽量接近纵向施工缝。

⑵调整仰拱施工缝与二衬施工缝距离,使仰拱施工缝错开最大应力值范围。

建议仰拱施工距离根据二衬台车长度进行调整,可为二衬台车长度的1/2,二衬施工时台车刚好跨两轮仰拱,使二衬施工缝与仰拱施工缝位于同一断面。

⑶二衬混凝土浇筑过程中至初凝之前,应尽量调整作业工序,减少重车在该段的通行。

混凝土浇筑完成后,不要过早拆模,应严格按照规范要求,强度至少达到8MPa后方可松开台车。

7.结束语
通过对该隧道混凝土的衬砌裂缝进行了细致认真的环氧树脂浆液修补,并用取芯法对注浆的效果进行了检验,隧道衬砌裂缝的修补质量和补强效果都符合要求,最终取得了比较理想的效果。

参考文献
[1] 王铁梦.工程结构裂缝控制.北京:中国建筑工业出版社,1997.
[2] 富文权,韩素芳.混凝土工程裂缝预防与控制.北京:中国铁道出版社,2007,5.
[3] 洪景尧.混凝土结构裂缝类型、产生原因和防治技术.上海:同济大学出版社,2004.。

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