高速铁路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施研究
高速公路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施
高速公路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施发表时间:2019-04-16T11:42:35.980Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第35期作者:宋斌[导读] 随着我国交通运输业的迅速发展,运营隧道的数量也越来越多,与每个人的出行都有着或多或少的联系中铁十二局集团第一工程有限公司陕西西安 710038摘要:随着我国交通运输业的迅速发展,运营隧道的数量也越来越多,与每个人的出行都有着或多或少的联系,应该得到人们的关注。
由于产生高速公路隧道衬砌裂缝问题的原因比较多,所以,对高速公路隧道衬砌裂缝处理起来比较麻烦。
修补衬砌裂缝不仅需要耗费物力和财力进行修补,还给高速公路隧道带来了一定的安全隐患。
本文针对高速公路隧道衬砌裂缝产生的原因提出相应的预防措施,希望可以促进高速公路隧道更好地发挥作用。
关键词:高速公路;隧道衬砌;裂缝;预防;措施引言我国地缘辽阔,各地地形复杂多样,特别是对于一些高山林立的地区,在修建高速公路时需要建设隧道。
目前在隧道建设中大多依靠经验进行隧道设计,同时受到隧道施工水平和隧道施工技术的限制,隧道的衬砌特别容易产生裂缝等工程灾害,对于隧道结构整体的稳定性和安全性具有十分严重的危害作用。
1工程概况十天高速公路ST07标店村隧道是双向四车道分离式隧道,左右隧道的长度分别为1925m、1728m,隧道最大埋深70m,隧道局部位于R=770m,i=4%的右转曲线上。
其地质条件为:岩性石灰岩、砂岩,泥质砂岩,穿越F1、F2二条断层,地下水发育。
施工至隧道进口200m处,右洞拱顶出现小面积坍塌,在初期支护完成后拱腰和拱顶出现早期裂缝。
下面就以上情况,对隧道裂缝原因进行分析。
2隧道裂缝成因分析2.1设计原因与其他路面工程相比,高速公路隧道工程更加复杂,其在施工、设计、工艺等方面都有着更高的要求。
就隧道设计而言,其包括整体线位布置、进出口设置、施工开挖方案等,其中任何一个设计环节有所纰漏都会影响隧道施工质量,进而导致发生衬砌裂缝病害。
铁路铁路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施研究
铁路铁路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施研究发布时间:2021-04-15T11:35:50.340Z 来源:《基层建设》2020年第32期作者:于彪[导读] 摘要:自改革开放以来,我国的经济水平不断上涨,在强劲经济的推动下,我国各行各业都焕发出崭新的面貌。
中交三航局交建分公司广东省惠州市 516000摘要:自改革开放以来,我国的经济水平不断上涨,在强劲经济的推动下,我国各行各业都焕发出崭新的面貌。
铁路作为一项民生事业,也得到了快速的发展,但是,要想提升铁路建设水平也绝非易事。
铁路铁路隧道衬砌裂缝是铁路建设中常见的一种病症,对于铁路质量有着举足轻重的影响,必须对此予以充分的重视,不断提高铁路建设水平。
因此,探讨铁路铁路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施就成为值得研究的一项课题。
本文首先分析了铁路铁路隧道衬砌裂缝病害的危害,在此基础上,本文对铁路铁路隧道衬砌裂缝病害的整治措施予以了探讨。
希望能够给相关工作者以一定的启发。
关键词:铁路隧道;衬砌裂缝病害;整治措施1、铁路铁路隧道衬砌裂缝出现的因素1.1、材料方面的因素导致铁路铁路隧道衬砌裂缝的主要是混凝土材料,第一、在生产混凝土时,原材料的计量不精细,有很大误差,各原料配合比也不够精确。
第二,堆放材料没有根据要求合理堆放,隔离不好。
第三,混凝土中的外加剂不合格或者没有经过精准计量。
第四,没有按照标准实施有效养护。
1.2、施工工艺方面的因素施工工艺方面导致铁路隧道衬砌裂缝,有下面的原因。
第一,隧道开挖时有欠挖或者开始的支护侵入了衬砌的现象,导致衬砌混凝土厚度不足。
第二,出现混凝土浇筑的漏振或不密实振捣现象。
第三,拆模过早,并且也没有实施更好潮湿养护。
第四,衬砌边墙实施分层浇筑和设置相应的矮边墙,进而导致边墙纵向增加施工缝,如果没增加连接筋,会降低边墙截面承载力。
第五,设置在边墙脚后的纵向排水盲管伸到了衬砌截面,导致衬砌结构整体厚度不够。
第六、仰拱形状的设计和规定要求不相符、浇筑时没有应用外模,仰拱和边墙连接不好,不能形成良好的传力构件。
高速铁路隧道拱墙衬砌常见质量缺陷整治措施分析
高速铁路隧道拱墙衬砌常见质量缺陷整治措施分析摘要:若高速铁路隧道拱墙衬砌出现质量缺陷,会对铁路隧道的施工安全和运营安全将会受到威胁。
文章以提高高速铁路隧道安全为研究对象,分析了高速铁路隧道施工时,衬砌裂缝、背后空洞、厚度不均等一些常见质量缺陷问题的成因,并根据质量缺陷的类型探讨了质量缺陷问题的防治措施,希望对高速铁路拱墙衬砌质量缺陷问题的防治有所帮助。
关键词:高速铁路隧道;拱墙衬砌;质量缺陷引言随着国内交通基础设备的不断完善,高速铁路建设的安全问题受到了广泛关注。
当前,在高速铁路隧道工程中,普遍采用复合式衬砌完成拱墙施工,通过外部喷锚支护和内部混凝土衬砌构成隧道的复合式衬砌结构,但施工工艺复杂且造价高,在日益复杂的隧道施工环境中也容易出现质量缺陷,威胁铁路安全。
一、高速铁路隧道拱墙衬砌常见质量缺陷的成因分析复合式衬砌需要先后施作隧道衬砌,一般情况下,在坑道开挖后先进行初期支护,即喷锚支护,允许围岩产生变形,但不允许过度变形;待围岩变形稳定后进行内层衬砌,也被称为二次支护,并在内外层之间设置防水层或是灌注防水混凝土。
在施工工程中,经常出现衬砌裂缝、背后空洞以及厚度不均等质量缺陷,经分析,这几种质量缺陷的成因有以下几点。
第一,衬砌裂缝主要是受地质条件、原材料等因素影响而产生的。
在隧道施工中,不同的地质条件对施工质量会产生不同程度的影响。
在地质条件的影响下,围岩容易过度变形,衬砌轴心压力加大或是受力出现偏差,从而产生裂缝。
若原材料的技术指标不稳定,如粉煤灰掺假、水泥中元素超标等,容易影响原材料之间的相容性,导致裂缝产生。
第二,若设置初级支护时未及时处理岩面背后空洞、喷锚支护的挖掘不合理、爆破顺序不正确等会导致背后空洞的产生,该类型属于初级支护背后空洞;若防水板和初级支护之间存在空腔、混凝土充盈不到位等也会导致背后空洞的出现,该类型属于衬砌空洞。
第三,若外层衬砌和内层衬砌的分界不明显、围岩变形的稳定性较差、受设备压力不足影响出现混凝土密实度不够、断面扫描不到位等,会导致隧道拱墙衬砌出现厚度不均的问题[1]。
高速铁路隧道衬砌质量缺陷整治及预防措施研究
高速铁路隧道衬砌质量缺陷整治及预防措施研究摘要:在高速铁路隧道施工中,会有陈琪病害的发生。
出现裂缝之后,就要结合裂缝的具体程度来分析裂缝的产生原因和分布情况,要通过有效的措施进行处理,同时要进一步的明确技术操作的各项标准和规范。
在进行治理和预防过程中,要针对施工现场加大监督和监管,做好检查,才能提高处理和预防的效果,避免日后发生裂缝会影响到整个高速铁路隧道施工的质量,降低裂缝和渗漏的情况发生,才能让日后的运行安全性得到保障。
本文将分析高速铁路隧道施工裂缝病害的具体原因,阐述具体的应用措施,提高治理的效果和效率。
关键词:高铁隧道;衬砌裂缝;整治引言通常情况下,裂缝的存在,不会直接影响到隧道的正常使用,但是会导致高速铁路的抗渗能力下降,也会造成钢筋出现腐蚀。
高速铁路隧道施工中会采用到混凝土施工项目,可提高隧道的承载能力,还能提高内部结构的耐久性。
从裂缝隧道的衬砌标准上进行分析,要加强混凝土结构的施工质量,减少病害的发生。
在进行高速铁路隧道衬砌裂缝处理期间,要加强施工质量的管控,减少日后运行埋下安全隐患,也减少日后返工的行为。
另外,在施工中,对于预防措施的应用要结合裂缝产生的具体原因,做好判断和选择,才能提高日后高速铁路隧道的施工质量,延长项目的使用寿命。
1 高铁隧道施工衬砌裂缝病害的分析1.1 隧道衬砌结构承载力不均匀通常情况下,因为高速铁路隧道衬砌结构会有不均与的情况发生,也会给围墙压力带来不同影响。
隧道穿越,此时地质就会遭到破坏,隧道的两侧衬砌结构承载力就会出现不平衡等问题,就加大了围岩的压力,同时隧道结构就会产生变化,从而出现了不同程度的裂缝。
往往裂缝的分布,主要是在断面的附近,围岩倾角和荷载大小存在变化,就会增加衬砌的变形程度。
1.2 隧道衬砌末端裂缝高速铁路隧道衬砌的背面,会有较大的空间,空洞的的位置也会有凸起的围岩,此时就会出现变形,隧道裂缝从而发生。
与此同时,裂缝的深度、数量主要是空洞的大小所决定的。
高铁隧道衬砌施工常见质量缺陷成因及对策
高铁隧道衬砌施工常见质量缺陷成因及对策高铁是现代化社会的交通工具,而隧道则是高铁建设中必不可少的一部分。
在隧道建设中,衬砌施工是一个重要且复杂的环节。
隧道衬砌的质量会直接影响高铁线路的安全性与运行速度。
因此,必须认真对待高铁隧道衬砌的施工,分析其质量缺陷成因,并采取措施来防止和解决质量问题。
一、典型质量缺陷1.衬砌接头错位高铁隧道衬砌由多节预制混凝土部件组成,通过接头连接。
在施工过程中,由于预制混凝土构件的精度、运输、吊装等因素影响,往往会造成接头错位,导致衬砌接头不平、不牢固、不密封。
2.衬砌接缝开裂高铁隧道衬砌接缝开裂是施工过程中常见的问题。
主要包括衬砌构件自身的材质原因和接缝处理不当的原因。
这会影响到衬砌的稳定性和耐久性,最终损害高铁运行的安全性和时效性。
3.衬砌表面开裂和空鼓高铁隧道衬砌表面开裂和空鼓也是常见质量问题。
造成这个问题的原因包含了衬砌构件自身材质的问题、浇筑操作不当、振动和震动的影响等多种因素。
这必须认真处理,在保证高铁运行时安全、流畅和快速的同时,也需要保证隧道衬砌表面的光洁度和平整度。
二、造成衬砌质量缺陷的成因及对策1.材料处理不当构件材料是高铁隧道衬砌的核心,材料的质量问题往往导致衬砌的质量问题。
比如说,在混凝土的原材料制备过程中,如水胶比控制不当、水泥种类选择不当等,都会影响初始和强度开发阶段的混凝土性能,最终影响整个衬砌质量。
因此,在进行衬砌施工之前,必须做好材料的质量检测和认真的材料处理。
2.施工现场环境问题施工现场环境也很容易影响到高铁隧道衬砌的质量。
比如,施工过程中受到的外部环境影响,如天气、温度、振动、湿度等因素,都可能影响衬砌的质量。
为此,必须采取切实可行的预防措施,例如组织相应的施工团队来协作建筑、设备吊装、保养等工作,以防止破损和滑动,并采取严格的操作控制手段保证质量。
3.工人操作的技能和规范问题高铁隧道衬砌施工是高度技术化的工作,对操作人员技能的要求很高。
高速公路隧道衬砌裂缝及防治措施
高速公路隧道衬砌裂缝及防治措施摘要:高速公路隧道施工建设时,衬砌施工质量关系到公路建设整体质量。
隧道衬砌裂缝要及时处理,避免影响到隧道的正常使用。
有鉴于此,文中以高速公路隧道为着眼点,分析衬砌裂缝的成因,给出相应的裂缝防治措施,延长隧道的使用寿命。
关键词:高速公路;隧道;衬砌裂缝;防治隧道二衬产生裂缝致使隧道发生渗漏,已经成为隧道最常见的病害,隧道结构体的受力状况和防水性能会因裂缝的产生遭到严重的破坏。
基于此现状,如何有效预防二次衬砌裂缝病害的发生、在裂缝产生后如何合理处置成为急需解决的技术难题。
1 高速公路隧道衬砌裂缝分析隧道开裂是由多种因素引起的,其成因可以从多种方面进行分析,本文将隧道开裂的成因分为3个阶段进行分析:开挖前、开挖时和开挖后。
1.1隧道开挖前在开挖之前,进行隧道勘察设计时,如果不对工程现场进行合理的地质调查,很容易造成施工条件较差的状况。
当开挖部位的围岩比较薄弱时,很可能会导致隧道出现较大的沉降,对隧道的施工不利。
围岩变形的影响,可能会导致衬砌结构出现大裂缝。
当隧道施工处于高应力、脆弱、破碎的围岩环境中时,隧道的衬砌也会发生开裂,从而影响工程安全。
1.2隧道开挖过程隧道开挖时,隧道出现裂缝的主要因素有以下3个方面,如表1所示。
表1 隧道开挖裂缝产生原因分析产生原因原因分析施工过程不可靠围岩与衬层的连接强度不足,致使在隧道出现大变形,同时无法充分利用围岩-衬砌的联合支撑,从而造成大范围的裂隙材料选择不当选用的混凝土强度较低,难以承受高的围岩压力,从而产生裂缝;选用高强度的混凝土,会使施工过程变得更加烦琐工艺选择不当施工技术也是造成隧道衬砌开裂的重要因素,合理的施工技术可以降低衬砌施工中出现裂缝的概率由表1可知,在隧道开挖过程中,产生裂缝的原因有多种,在隧道开挖时要时常注意这些因素,确保隧道的安全运行。
1.3隧道开挖后隧道开挖完成后影响隧道开裂的主要原因有隧道运营管理与监测、预测隧道附近山体蠕变、泥石流防治等。
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。
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是现代交通建设工程中不可或缺的重要组成部分,隧道衬砌作为隧道结构的重要组成部分,是确保隧道安全运行的关键因素之一。
在隧道衬砌运行过程中,常常出现裂缝等病害现象,影响隧道的安全性和稳定性。
对高速公路隧道衬砌裂缝病害的原因进行深入分析,并探讨相应的整治措施,具有重要的理论和实践意义。
1. 材料质量问题隧道衬砌的主要材料为混凝土和钢筋混凝土,在制作过程中如果出现水泥品种、配比、搅拌、浇筑等环节存在质量问题,就容易导致隧道衬砌材料内部结构不均匀,容易产生裂缝。
2. 强度设计不足隧道衬砌的强度设计不足会导致隧道在运行中受到车辆荷载和地质应力作用时,隧道衬砌容易发生开裂和破坏。
3. 温度变化隧道内部与外部温度的差异会导致隧道衬砌的温度变化,从而产生温度应力,加速了裂缝的产生和扩展。
4. 地质条件隧道所处的地质条件对隧道衬砌的稳定性有重要影响,如果隧道穿越的地质环境复杂,地质条件不稳定,则容易导致隧道衬砌产生裂缝和破坏。
5. 车辆振动高速公路隧道内车辆经常通过,车辆振动会传导到隧道衬砌上,长期累积下来容易导致隧道衬砌的疲劳破坏和裂缝产生。
1. 加强材料质量管理在隧道衬砌制作过程中,需要加强水泥品种的选择和质量控制、混凝土配比的优化设计、搅拌浇筑的工艺管理等方面的工作,以确保隧道衬砌的材料质量符合要求,减少裂缝的产生。
2. 合理设置隧道衬砌的强度设计在进行隧道衬砌的强度设计时,需要充分考虑到隧道所处的地质条件、车辆荷载等因素,合理设置隧道衬砌的强度设计参数,以保证隧道衬砌在运行中不易产生裂缝和破坏。
3. 采取有效的防护措施针对隧道衬砌裂缝病害,可以采取一些有效的防护措施,比如在隧道衬砌表面设置钢筋混凝土保护层、使用聚合纤维增强混凝土等方式来提高隧道衬砌的抗裂性能。
4. 地质条件加固对于隧道所处的地质条件不稳定的情况,可以采取地质条件加固的措施,比如使用锚杆加固、喷浆加固等技术手段,以加强隧道衬砌的稳定性和抗裂能力。
高铁隧道衬砌施工常见质量缺陷成因及对策
高铁隧道衬砌施工常见质量缺陷成因及对策高铁隧道衬砌施工是高铁建设中重要的环节之一,衬砌的质量直接关系到高铁线路的安全和可靠性。
在实际工程中,隧道衬砌施工常会出现一些质量缺陷,这些缺陷可能会带来潜在的安全隐患。
及时总结衬砌施工常见质量缺陷成因及对策,对于提高高铁隧道施工质量具有重要意义。
1. 衬砌开裂衬砌开裂是高铁隧道衬砌施工中比较常见的质量缺陷之一。
开裂通常是指在衬砌体内或外表面出现明显的裂缝,甚至导致衬砌体整体破裂。
衬砌开裂主要是由于原材料选用不当、施工工艺不当、砌体养护不到位等引起的。
2. 砌体空鼓砌体空鼓是指衬砌内部出现空洞或空隙现象,这些空隙会降低整体的密实性和强度,从而影响衬砌的承载能力。
砌体空鼓通常是由于砂浆拌合比例不当、施工过程中振实不到位等原因造成的。
3. 衬砌表面不平整衬砌表面不平整会导致水平、垂直度不达标,影响整体的外观美观和线路的运行安全。
表面不平整主要由于砂浆拌合比例不当、施工现场条件限制、施工人员技术不到位等原因引起。
4. 衬砌面过潮、起灰衬砌面过潮、起灰会导致衬砌表面破损、脱落,降低整体的耐久性。
这一问题通常是由于砂浆拌合比例不当、施工养护不到位等原因引起的。
1. 原材料选用不当在高铁隧道衬砌施工过程中,原材料的选用直接影响了衬砌的质量。
如果选用的水泥、砂子、骨料等原材料质量不达标,会直接导致衬砌的开裂、空鼓等质量缺陷。
2. 施工工艺不当高铁隧道衬砌施工需要严格按照规范的工艺要求进行,包括搅拌砂浆、振实砌体、养护等环节。
如果施工工艺不到位,会导致衬砌的质量不达标。
3. 施工现场条件限制在实际施工中,隧道施工现场通常受到诸多限制,如环境条件、设备设施、人员技术等方面的限制。
这些限制可能会导致施工质量不稳定。
4. 施工人员技术不到位高铁隧道衬砌施工需要熟练的操作技术和丰富的经验,如果施工人员技术不到位,容易造成衬砌施工中的质量缺陷。
1. 严格控制原材料质量在衬砌施工前,要求严格控制原材料的质量,确保水泥、砂子、骨料等原材料符合国家标准,以保证衬砌的质量。
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是连接城市之间的重要交通枢纽,隧道衬砌的质量直接关系到隧道的安全运行。
随着高速公路交通量的不断增加,隧道衬砌裂缝病害问题逐渐凸显出来,严重影响了隧道的安全运行。
分析隧道衬砌裂缝病害的原因,并探讨相应的整治措施,对于保障高速公路隧道的安全运行具有重要意义。
1. 材料质量问题隧道衬砌裂缝病害的一个重要原因是材料质量问题。
隧道衬砌所使用的材料质量直接影响着隧道的使用寿命和安全性。
如果材料质量无法达到设计要求,容易导致裂缝病害的发生。
2. 基础地质条件隧道衬砌裂缝病害的发生还与基础地质条件有关。
如果隧道地质条件复杂,如岩层变化大、构造断裂带等,可能导致隧道衬砌在地质条件变化时受到挤压和拉伸,从而产生裂缝病害。
3. 施工质量问题隧道衬砌裂缝病害的发生还与施工质量问题有着密切的关系。
包括施工工艺不当、施工设备落后、人员技术水平等问题都可能导致隧道衬砌的裂缝病害。
4. 环境因素环境因素也是导致隧道衬砌裂缝病害的一个重要原因。
隧道处于地下,湿度较大,加之车辆尾气的侵蚀,可能导致隧道衬砌材料老化加剧,从而产生裂缝病害。
1. 优质材料选择为了避免隧道衬砌裂缝病害的发生,首先要选择优质的材料。
在选材上应严格按照设计要求进行,确保材料的质量符合标准,从根本上杜绝材料质量问题带来的裂缝病害。
2. 强化基础处理针对复杂地质条件的隧道,应在设计阶段对隧道基础地质条件充分了解,加强对基础的处理,采取相应的加固措施,以减少地质条件带来的影响。
3. 提高施工质量加强对施工质量的监督,推行标准化施工,严格按照设计要求来进行施工,确保施工工艺合理、施工设备先进、人员技术水平过硬。
4. 做好隧道环境保护隧道环境的湿度对隧道衬砌裂缝病害的产生有着重要影响。
要加强隧道排水设计,确保隧道内的湿度控制在合理范围内,避免湿度过大导致隧道内材料老化。
5. 加强定期检测和维护对于已经建成的隧道,需要加强定期检测和维护工作,及时发现裂缝病害并制定相应的维修方案,尽早修复,确保隧道的安全运行。
高速铁路隧道衬砌质量缺陷整治及预防措施研究
高速铁路隧道衬砌质量缺陷整治及预防措施研究摘要:衬砌裂缝是隧道施工质量相关问题中最受关注的问题之一,不仅影响隧道的观感和质量,还对后期开通运行留下严重安全隐患,必须及时进行整治。
本文围绕高速铁路隧道衬砌裂缝成因及治理措施进行分析探讨,为高速铁路隧道施工提供参考。
关键词:高速铁路;隧道衬砌;混凝土缺陷整治引言近年来,高速铁路开通项目在运营过程中因隧道衬砌质量缺陷及病害造成的运营安全事故时有发生,给人民的生命、财产安全带来了一定的危害和损失,同时对高速铁路的发展也造成了不良影响。
国家、国铁集团以及参与高铁建设各方,均对高速铁路建设中存在的质量缺陷和病害问题给予高度重视,尤其是容易造成运营安全的高速铁路隧道二次衬砌的施工质量,已成为各单位检查及关注的焦点。
1整治原则隧道病害整治结构加固、补强措施可能改变原有的防排水体系,从而降低原结构的整体防排水性能,根据设计图纸要求虽采取了补救措施,但不能保证达到到原设计要求。
根据指导方案中的措施处理,仅适用于单一类型的病害整治,若在同一部位同时存在多种病害,则需要视具体情况进行综合整治。
此整治方案是以被整治段围岩级别符合施工图或者变更设计判定,施工期间初期支护及围岩变形稳定、二衬施作时段符合规范要求、混凝土强度满足设计要求为前提,不满足上述要求的不应采用此整治设计方案。
由于排查手段和判定技术的局限性,整治实施过程中需认真核实病害范围、类型并进行验证、评估;整治后应对段内结构变形情况、运营情况、防水效果进行一年的监控,无异常后方可结束整治工作。
2高速铁路隧道衬砌裂缝产生原因2.1施工原因导致的裂缝施工原因导致的裂缝多是由于施工不规范产生的。
(1)施工单位在衬砌施工之前,若隧底未及时清理干净,边墙基础未落到实处,仰拱与边墙未可靠连接在一起,不能有效承载压力,在混凝土施工后边墙墙脚位置可能会在围岩荷载作用下出现沉降、收敛变形情况,导致边墙部位产生裂缝;(2)若施工期间边墙混凝土浇筑过程中因故出现过长间歇时间,上层混凝土不能在下层混凝土初凝前完成浇筑,则上下层混凝土交界处会形成冷缝;(3)若隧道开挖过程中出现欠挖而施工单位未按要求处理造成初期支护侵限,导致衬砌混凝土厚度不足,衬砌的抗拉能力下降,达不到设计要求,后期在围岩荷载作用下可能发生开裂;(4)个别施工单位在隧道施工过程中以次充好,采用不合格原材料导致混凝土标号降低,衬砌在围岩荷载作用下极易发生开裂。
高速铁路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施研究
响。 同时, 混凝 土 的抗 拉 强度 和抗 压 强度 比对 高 速铁 路 的质 量影 响也 较 大 。 因 此, 提 高 混凝 土 的 拉伸 能 力 , 有效 的防 止 高 速铁 路 隧 道衬 砌 裂 缝 的 产生 和 扩 展 。进 而解 决 我 国普遍 存 在 的高 速铁 路 隧道 衬砌 裂缝 的现状 。
和 加 固衬 砌 的 目的 , 进 而确 保运 营 的安 全 。第 三 , 合 理 安 排施 工 的 进度 , 在 施
会 加 快 隧道 衬砌 结构 的破坏 。因此 , 研 究 高 速铁 路 隧道 衬 砌裂 缝 病 害及 其 整
治措 施很 有 必要 。
一
工 的 过程 中应 该尽 量 减 少对 正 常运 营 的干扰 。 第四 , 要 确保 测 量 的准 确 , 进 而 保 证 整治 后 的隧 道能 够 满足 规定 的要 求 。
三、 衬砌 开裂 的整 治措 施
针 对 以上 不 同的原 因造 成 的 高速 铁路 衬砌 开 裂 的 问题 , 应 该采 取 不 同 的 整 治措 施 。在 实际 的 运 营过程 中造成 高 速铁 路 隧道 衬砌 裂 缝 病 害 问题 , 一般
整 治 的原 则 如下 : 第一 , 加 强 观测 , 进 而掌 握 裂缝 变 形 的情 况 和 原 因 , 同时 了
拱 或换拱 整 治 衬砌 腐蚀 裂损 严 重地 段 。
3 . 2渗漏 水 裂损病 害的 整治
构是 钢筋 混 凝土 结构 , 并 且钢 筋混 凝 土结 构 裂缝 有两 种不 同的类 型 。 第一 , 南 于混 凝土 自身结 构 收缩 而 引起 的裂 缝 , 第二, 由于结 构 荷载 而 引起 的裂 缝 。 随 着我 国 的 高速 铁 路 的进 一 步 发展 ,高 速铁 路 的 质 量 问题 也 在 多 方 面显 现 出 来 。造 成 高速 铁 路 质量 问 题 的主 要 原 因是 由于 混 凝 土 的结 构 出 现 的质 量 问
高速铁路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施研究
高速铁路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施研究
文 ) 王冬冬 魏臣兵
摘要 随着社会主义市场经济的不断发展和科学技术水平的 不断提高为我国高铁行业的发展注入了全新的活力同时也帮 助高铁行业实现了快速发展的目标 在这样的基础上本文深入 的探讨了解决高铁隧道出现裂缝的原因 后果以及解决对策希 望为高铁行业的可持续发展做出一些贡献
高速铁路隧道工程衬砌裂缝病害的相关概述 病害发生的原因 在隧道建设工程实际的施工过程中可以发现隧道周围的土 层常常会出现重力分布的不均匀性这样的情况往往就会对隧道 的外壁和衬砌造成一种不均匀的压力 与此同时这种不均匀的 压力通常会在隧道施工过程中导致一些质量问题例如衬砌开裂 的问题但是从实际现场施工的角度来看衬砌开裂的程度一般 与其所承受的重力成正比例关系 在隧道衬砌的裂缝中分布面 积和裂缝深度是造成隧道变形的重要原因之一一般情况下隧道 外部的土层重力如果越大则衬砌结构变形的可能性也就随之变 大 不仅如此高速铁路隧道工程出现衬砌开裂的原因还包括一 些其他的情况例如施工现场的实际的地质情况等 特别是当隧 道施工位置接近或者经过一些较为复杂的地质环境例如地质断 层等的时候其自身的衬砌和外壁会在围岩上产生很大的载荷 对于隧道本身而言其两侧也会产生不均匀的受力情况这样的 情况下很容易在载荷较大的地方发生衬砌裂缝问题 在这种地质 环境中裂缝的位置和隧道两侧的承载力等因素是衬砌发生变形 和 裂 缝 的 一 个 直 接 原 因 !"# 产生的危害 "高 速 列 车 以 $%& '( ) * 的 行 驶 速 度 通 过 高 速 铁 路 隧 道 的 时候 由于高速列车产生的高速压缩风和隧道的振动的问题高 速列车万网很容易被山上崩落的石块砸到如果发生这种事件对 列车来说是非常严重的安全事故所以这是列车正常运行过程中 存在的巨大安全威胁 +拱壁的干裂缝湿度和酸度很容易在隧 道内壁造成混凝土裂缝这种混凝土裂缝往往会破坏混凝土工程 的整个结构这不仅会影响工程的技术特性并且还会缩短隧道 的使用寿命 甚至还会影响隧道内高速列车正常运行的安全性 $二 衬 的 表 面 出 现 钢 筋 沙 子 和 偏 析 等 问 题 当 高 速 动 车 组 以 极 高的速度通过隧道的时候一般会产生的强烈气流这些气流会 将沙子颗粒吹到隧道的内壁上这样就会在隧道内产生大量的灰 尘大大降低了隧道内的可见度并且还会严重的影响隧道内信 号灯的正常使用给列车的运行带来重大的安全风险 隧道二衬 的表面的保护不当会导致裸露的钢梁生锈开裂并破坏混凝土结 构从而导致一些安全隐患 ,错台当动车组高速通过隧道的 时候风和气流的方向相反就会形成一个漩涡这种情况下会大 大妨碍动车组的正常运行 高速铁路隧道工程衬砌裂缝病害的整治措施 隧道工程衬砌裂缝碳纤维加固法 结构表层处理 在采用碳纤维加固法的时候施工人员首先需要将破裂的衬 砌结构的表面进行平整处理清洁残留的碎屑物等确保衬砌结 构的干燥清洁这是进行碳纤维加固操作的基础是后面相关操 作顺利进行的保障
铁路隧道衬砌开裂的整治措施研究
道路桥梁建 筑 技 术 开 发·128·Roads and BridgesBuilding Technology Development第46卷第16期2019年8月在高速铁路当中,隧道衬砌开裂是较为常见的一种现象,若铁路隧道出现衬砌开裂问题,其衬砌截面承载面积就会缩小,从而影响整个结构的承载能力,且在出现开裂问题时,还会有渗水及衬砌变形等问题产生,从而产生多种危害问题,并在衬砌结构当中埋下巨大的安全隐患。
而为了确保铁路运行的安全性,就必须要对衬砌开裂问题保持高度的重视,并对各项整治措施进行有效的落实,只有如此,才能降低衬砌开裂的影响,确保铁路隧道衬砌的安全性和稳定性。
1 铁路隧道衬砌开裂问题的成因和危害1.1 隧道衬砌开裂的主要原因(1)在铁路隧道施工建设的过程中,由于隧道周围土层的重力分布不够均匀,导致隧道衬砌和外壁所承受的压力不均,而在这种压力影响下,在隧道衬砌中非常容易出现开裂问题,且在此过程中,衬砌开裂的程度受到所承重力的直接影响,在衬砌出现开裂以后,其开裂的深度和开裂的面积决定了隧道衬砌的变形情况,如果隧道外部覆土层重力较大,则衬砌结构的变形概率也会有所提升。
(2)施工现场的地质条件也是造成铁路隧道衬砌开裂的原因之一,若在隧道施工中与复杂地质环境临近或从中穿过,如地质断层区域,这会在隧道外壁和衬砌部分产生巨大的围岩荷载力,导致隧道两侧受力不均匀,而荷载相对较高的部分易出现衬砌开裂的问题,且在这种环境下,开裂程度及变形特点主要取决于隧道两侧的受力情况。
(3)出现拱墙干裂缝,隧道内部部分混凝土受到空气酸碱度以及湿度等因素的影响出现开裂,破坏混凝土结构,从而对工程的使用寿命产生了严重的影响,并威胁到列车的运行安全。
(4)二次衬砌表面存在翻砂、漏筋及离析等问题,当列车在隧道当中高速穿过的情况下,强大的气流会对隧道内壁沙粒产生吹动作用,这不仅会产生灰尘,降低隧道能见度,同时,还会对信号灯的使用造成不利影响,形成一定的安全隐患,且在隧道二次衬砌缺乏保护的情况下,容易出现钢筋裸露和锈蚀的现象,进而导致混凝土出现开裂和掉块。
高速铁路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施研究
高速铁路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施研究【摘要】该研究围绕高速铁路隧道衬砌裂缝病害展开,首先分析了其成因和危害,探讨了可能存在的原因,并提出了相应的整治方法。
在对整治措施的效果进行评价后,总结了病害整治的经验,并展望了未来的研究方向。
通过本文的研究,可以为高速铁路隧道工程的设计和施工提供参考,保障隧道安全运行,为我国高铁建设提供技术支持,具有重要的研究意义和实际应用价值。
【关键词】高速铁路、隧道、衬砌、裂缝、病害、整治措施、成因、评价、经验总结、未来研究方向、工程应用、展望、研究背景、研究意义。
1. 引言1.1 研究背景高速铁路隧道是现代铁路建设中重要的组成部分,隧道的衬砌作为保护隧道结构和增强隧道稳定性的重要构件,承担着重要的工程功能。
近年来随着高速铁路运营里程的不断增加,隧道衬砌裂缝病害问题也逐渐凸显出来,严重影响了隧道结构的安全性和持久性。
隧道衬砌裂缝病害的出现主要受到多种因素的共同作用,包括地质条件、隧道结构设计、施工质量等方面的影响。
各种因素综合作用下,衬砌裂缝病害往往引发严重的安全隐患,给高速铁路运营和维护带来诸多困扰。
对高速铁路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施进行研究和探讨具有重要的现实意义和建设意义。
旨在为高速铁路隧道的安全性和可持续性发展提供科学依据和技术支撑,为我国高速铁路建设和运营提供有效的技术保障。
1.2 研究意义高速铁路隧道是现代交通基础设施重要组成部分,其安全性和稳定性直接关系到铁路交通运行的顺畅和乘客的安全。
隧道衬砌裂缝病害作为常见的问题,严重影响了隧道的使用效果和寿命,因此对其进行研究和整治具有重要意义。
衬砌裂缝病害的存在会导致隧道结构变得不稳定,可能引发隧道坍塌等安全事故,威胁乘客和工作人员的生命安全。
衬砌裂缝病害会增加隧道维护成本,影响铁路线路的正常运行。
高速铁路作为我国重要的交通运输方式,对线路的安全性和稳定性要求极高,因此对隧道衬砌裂缝病害的研究和整治显得尤为紧迫和重要。
试谈高铁隧道衬砌裂缝病害
试谈高铁隧道衬砌裂缝病害1导言裂缝的出现不仅影响隧道的使用功能,降低隧道的抗渗能力,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低结构材料的耐久性,影响隧道的承载能力,而裂缝又是隧道衬砌混凝土结构中一种普遍存在的病害现象,高铁隧道衬砌裂缝处置不当会给后期运营安全留下极大的隐患,因此要在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证隧道结构的稳定性,及交付使用后的安全。
2高铁隧道衬砌裂缝病害的成因及分布2.1因隧道衬砌结构承受不均匀的围岩压力产生的衬砌裂缝及分布能够导致铁路隧道衬砌结构承受不均匀围岩压力的原因有很多。
如当隧道穿过靠近地质断层或破碎带的那一侧时,就会使得隧道两侧的衬砌结构承受不对称或不平衡的围岩压力,进而隧道一侧会形成结构变形而产生裂缝。
此外,裂缝的分布主要是因为靠近裂隙或者侧断层围岩主动荷载的大小和倾角的不同所导致的衬砌的变形程度而定。
2.2因隧道衬砌存在空洞而产生的裂缝及分布当铁路隧道衬砌的背后存在空洞时,因有空洞的部位会使隧道产生一种凸向围岩一侧的自由变形,隧道裂缝由此产生。
而且这种空洞的大小会影响裂缝的数量和深度。
空洞越大,衬砌结构发生形变的区域和程度就越大,所产生的裂缝数量就越多、深度也更深。
另外,值得一提的是,根据空洞所处的位置的不同,导致隧道衬砌产生裂缝的部位也就不一样。
隧道拱顶空洞除了会在裂缝的衬砌结构位置发生,还会在隧道左右两侧墙角发生。
在隧道右侧衬砌拱腰位置的空洞,在隧道右侧衬砌拱腰、隧道左侧墙角、过渡位置和隧道右侧仰拱等位置也都可能会有裂缝;而右侧边墙存在空洞的,则只有空洞的位置处会产生裂缝。
2.3因隧道的衬砌拱顶厚度不达标产生的裂缝如果铁路隧道衬砌拱顶位置厚度不达标,拱顶衬砌就会产生结构变形,进而产生裂缝。
但根据拱顶厚度的不同,产生的裂缝间距和深度就不同。
随着拱顶厚度的不断减少,裂缝的间距会缩短,深度会增加。
随着拱顶厚度的不断减少,裂缝的间距会缩短、深度会增加。
铁路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施研究
铁路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施研究发表时间:2020-11-27T07:39:09.570Z 来源:《防护工程》2020年23期作者:郭文涛[导读] 裂缝的产生还会加快隧道衬砌结构的破坏。
因此,研究普速铁路隧道村砌裂缝病害及其整治措施很有必要的。
中国铁路北京局集团有限公司承德工务段河北承德 068250摘要;在我国普速铁路已经进入了建设以及快速运营的时代,但是普速铁路对于线路的干直性要求非常高,所以在进行高选铁路建设的时候会在施工方案上花费比较太的时间以及经济成本,特别是部分地区在建设普速铁路的时候需要穿梭在山区之间,在山区之间进行铁路修建的几率比较大。
近几年,随着我国大量的公路桥梁以及快路的建设证明,在进行铁路设计、施工以及维护管理的过程中如果存在质量问题会产重影响到隧道施工的质量,对列车的运行以发人们出行的安全常来一定的影响。
关键词:普速铁路;隧道;衬砌裂缝;病害引言:目前,我国的普速铁路已经进入了建设和发展的最关键时期,但是,我国的普速铁路隧道衬砌结构开裂问题一直比较严重。
然而,随着我国大量普速铁路的施工以及投入运营,各方面的缺陷导致的隧道衬砌结构对普速铁路的质量造成了较大的隐患,进而对列车运行和行车人员的安全带来很大的安全隐患。
同时,隧道衬砌裂缝是隧道工程中最常见的危害最之一,裂缝的产生还会加快隧道衬砌结构的破坏。
因此,研究普速铁路隧道村砌裂缝病害及其整治措施很有必要的。
一、普速铁路隧道衬砌结构开裂的现状分析我国的普速铁路隧道衬砌裂缝病害的现象比较普遍。
然而,隧道衬砌结构是钢筋混凝土结构,并且钢筋混凝土结构裂缝有两种不同的类型。
第一,由于混凝上自身结构收缩而引起的裂缝,第二,由于结构荷载而引起的裂缝。
随着我国的普速铁路的进一步发展,普速铁路的质量问题也在多方面显现出来。
造成普速铁路质量问题的主要原因是由于混凝土的结构出现的质量问题,并且水泥的类型和水泥的细度都对衬砌混凝土的收缩性有非常大的影响。
基于高速铁路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施研究
基于高速铁路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施研究发布时间:2022-05-25T06:31:52.373Z 来源:《城镇建设》2022年2月3期作者:杨阳[导读] 铁路隧道分层衬砌裂缝的原因是初期施工技术不足,控制条件不完善,施工条件有限,进而导致隧道开挖完成后,许多衬砌会出现局部裂缝杨阳中铁一局集团(广州)建设工程有限公司摘要:铁路隧道分层衬砌裂缝的原因是初期施工技术不足,控制条件不完善,施工条件有限,进而导致隧道开挖完成后,许多衬砌会出现局部裂缝。
目前,我国铁路隧道衬砌裂病害防治面临着环境复杂、施工难度大、工期长等问题。
因此,本文就如何有效地解决铁路隧道衬砌开裂问题进行了探讨。
关键词:高速铁路;隧道衬砌;裂缝病害;整治措施前言在处理高铁隧道衬砌开裂过程中,存在着一定的安全风险。
因此,在工程建设中应加强对各方面的防范措施的分析,针对裂缝的发生状况,作出正确的判别和防治对策,进而加强对隧道结构稳定性的分析,做好必要的交工处理,以保证高速铁路隧道后期的使用安全。
1.高铁隧道施工衬砌裂缝病害的分析1.1隧道衬砌结构承载力不均匀由于隧道衬砌结构的不均匀性,导致了墙体的压力不均匀。
由于隧道穿过、地质断裂、隧道两侧衬砌结构的受力不对称和不平衡,会使围岩压力增大,使隧道结构发生变化,进而出现裂缝。
围岩的主动载荷和倾角不同,会使衬砌产生较大的变形。
1.2地下水产生的作用力地下水的作用力主要有地下水的压力和围岩在低温环境下的冻胀力,通常不会考虑地下水对围岩的影响,但在高渗透率和高水位的区域,由于排水不顺畅,导致围岩长期处于极限平衡,从而导致衬砌的开裂,通常会出现横向和环形裂纹。
尤其是在寒冷地区,由于地下水的结冰,导致了围岩的冻胀,这种冻胀力还在继续,而且随着时间的推移,它的变形会逐渐累积,冻胀力会导致拱顶周围地面上的应力,从而导致拱顶周围的区域出现塌陷[1]。
1.3施工工艺与质量方面一是由于施工工艺问题及工序管理不善,导致工程质量问题。
铁路隧道衬砌病害整治若干问题的研究
铁路隧道衬砌病害整治若干问题的研究目前高速铁路运营隧道衬砌病害整治最安全可靠的措施是采用套衬施工技术,该措施满足铁路运营安全和耐久性要求。
但施工难度大、周期长、安全风险大、成本高。
本文通过对高速铁路隧道病害整治套衬的实践验证,并经过铁路局各专业部门组织验收,满足设计及运营安全要求,一致同意取消限速点恢复常速,可为其他铁路隧道衬砌病害整治施工提供借鉴,确保整治施工时铁路运营安全。
1病害原因分析纵裂大多数都会出现在拱腰和拱顶的位置,问题类型大多数为张拉裂缝,这是承受了较大的围岩压力,或是松散性的荷载力所导致的。
一旦发生此类问题,大多还会导致隧道的衬砌厚度无法达到要求。
环裂则大多数表现为施工缝,是非衬砌结构受到了外力所引起的。
但这一类型的裂缝却非常容易引发渗漏水的现象,经过大量的现场调研数据表明,隧道的渗漏水大多数都会出现在环裂施工缝的位置。
月牙形的裂缝大多数会出现在隧道工地,月牙形的裂缝是因为在接缝处的施工质量差,并且衬砌的背后还出现了空洞,围岩松散体发生了掉落,以及衬砌受到集中型的冲击荷载力等因素的共同影响下所引起的。
高速铁路隧道衬砌结构的裂缝扩展过程可分为:前期迅速扩展、中期缓慢扩展及后期加速扩展3个阶段。
其中,随着裂缝扩展进程,现有裂缝周围也会产生新的裂缝,新裂缝会向混凝土中的薄弱部位扩展,它与现有的混凝土裂缝渗透、结合和膨胀,导致混凝土的宏观破坏。
另外,当列车高速通过隧道时,气压波动会增加裂缝尖端的应力强度因子,加速裂缝扩展,衬砌混凝土结构可能瞬间断裂,最终导致裂缝穿透衬砌部分,导致隧道局部变形、不平衡倒塌等安全事故。
2衬砌质量检测项目及方法2.1衬砌混凝土厚度及背后缺陷检测混凝土厚度及衬砌背后缺陷采用地质雷达进行检测,并钻取芯样予以验证。
测线设置:无损检测环向设置7条测线,拱顶1条,拱腰、边墙、底板左右两侧各1条。
2.2人工敲击检测衬砌敲击检测是以锤(棒)在混凝土表面进行敲击,通过敲击声辨别隧道衬砌是否存在空洞、不密实,确定空洞、不密实范围和里程。
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环球市场施工技术/高速铁路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施研究陈世国贵广铁路有限责任公司摘要:铁路隧道衬砌裂缝病害的形成主要是由于铁路最初建设时施工技术不合适、管理不完善、施工条件受限等原因造成的。
很多隧道衬砌施工完成以后,衬砌局部会产生裂缝。
铁路隧道衬砌裂缝病害的治理存在着治理环境复杂、治理难度大、施工时间段等问题。
以下将针对铁路隧道衬砌裂缝病害的有效方法进行分析。
在本文中,将就高速铁路隧道衬砌裂缝整治措施进行一定的研究与分析。
关键词:高速铁路;隧道衬砌;裂缝病害;整治措施引言隧道衬砌裂缝是施工中中经常出现的一类问题,当隧道衬砌发生裂缝时,衬砌截面承载面积会减小,对整个隧道的结构承载能力产生影响。
同裂缝问题的出现,也常常伴随着衬砌变形以及渗漏水问题,在引发多种病害的同时,对整个衬砌结构造成了更大的安全隐患,因此就需要积极的做好病害防治工作。
一、铁路隧道衬砌裂缝病害的成因及分布铁路隧道衬砌产生裂缝病害的主要原因就是铁路衬砌结构承受了不同程度或不均匀的围岩压力。
除此之外,还有衬砌背后存在空洞、衬砌拱部不够厚的原因。
当铁路隧道的衬砌初步产生裂缝时,随着衬砌裂缝分布情况的变化,会导致铁路隧道的衬砌发生变形,进而加剧铁路隧道衬砌发生裂缝病害。
通常铁路隧道覆土较深的衬砌位置上出现的裂缝数量、深度均比覆土较浅的衬砌位置的裂缝数量、深度要高,所以铁路隧道的拱腰部位是最频发衬砌裂缝的位置。
(一)因铁路隧道衬砌存在空洞而产生的裂缝及分布当铁路隧道衬砌的背后存在空洞时,因有空洞的部位会使隧道产生一种凸向围岩一侧的自由变形,隧道裂缝由此产生。
而且这种空洞的大小会影响裂缝的数量和深度。
空洞越大,衬砌结构发生形变的区域和程度就越大,所产生的裂缝数量就越多、深度也更深。
另外,值得一提的是,根据空洞所处的位置的不同,导致隧道衬砌产生裂缝的部位也就不一样。
隧道拱顶空洞除了会在裂缝的衬砌结构位置发生,还会在隧道左右两侧墙角发生。
在隧道右侧衬砌拱腰位置的空洞,在隧道右侧衬砌拱腰、隧道左侧墙角、过渡位置和隧道右侧仰拱等位置也会有裂缝。
(二)地下水产生的作用力地下水产生的作用力包括地下水压力以及寒冷天气中对围岩造成的冻胀力,一般情况下隧道设计中并不着意考虑地下水对于围岩的作用力影响,但是在涌水巨大,渗透性较高的地区中很有可能会因为排水不通畅而使水压力持续作用在围岩上使其长时间处于极限平衡状态,而引起衬砌的开裂,一般出现水平状裂缝以及环向裂缝。
特别是在寒冷地区衬砌后背的地下水结冰进而围岩冻结而产生的冻胀力,这种冻胀力的作用依然是持续的,其变形也是逐步积累,冻胀力使得拱下部至边墙的范围内产生主动土压力引起拱顶附近局部范围内产生压溃现象。
(三)施工工艺与质量方面1)施工工艺问题和过程管理不到位造成施工质量缺陷。
如施工配合比控制不严谨,浇筑、振捣及养护质量不佳造成衬砌空洞、开裂,混凝土不密实、蜂窝麻面引等质量问题。
另外浇筑时混凝土模板不平顺导致结构尺寸形状差异引起受力不良,出现裂缝,造成承载能力降低。
2) 施工组织不当。
由于施工组织不当,施工过程中各工序衔接不够紧密导致成环不及时都会使拱顶、拱腰处出现裂缝。
二、施工过程控制混凝土裂缝产生的措施目前隧道二衬施工普遍采用整体模板台车工艺,由于整体模板台车工艺的特殊性,加上隧道施工环境的复杂性,衬砌混凝土捣固和养护是造成衬砌裂纹的主要原因,如何完善混凝土振捣及养护工艺,是防止衬砌裂纹的有效手段。
1.混凝土振捣:目前隧道衬砌施工普遍使用整体模板台车工艺,由于混凝土灌注窗口狭小,对混凝土振捣造成极大地困难,振捣不到位造成混凝土不密实、容易产生裂纹。
对于模板衬砌台车施工工艺,附着式振动器是目前较为成熟的工艺。
衬砌台车内侧布置附着式振动器,按照水平间距2m,高度间距2.0m至2.5m较为合适,梅花形布置;振动器功率1.5KW。
混凝土灌注过程中按照混凝土浇筑进度依次分层启动振动器,振捣时间25~35s左右,在实际过程中需要根据混凝土质量对工艺进行调整。
2.混凝土养护:隧道衬砌混凝土由于特殊的环境,无法进行覆盖养护,洒水养护是主要手段。
二衬混凝土的养护宜采用喷雾养护,不宜采用喷淋养护,养护从上而下分段进行,防止漏喷。
养护的最低期限根据洞内平均环境温度和湿度,最低养护时间为14d。
养护时间间隔控制在2小时左右,以表面湿润为原则,水温度与混凝土表面温差不得大于15℃。
三、隧道衬砌裂缝控制、整治措施和施工工艺铁路隧道裂缝的整治措施可总结为加强衬砌自身强度和提高围岩稳定性两种。
使用其中一种便能在一定程度上控制结构变形、抑制裂缝产生,但同时釆取两种措施则效果更佳。
实践中对于隧道衬砌裂缝的防治一般会采用锚杆加固、碳纤维加固、骑缝注浆、凿槽嵌补、直接涂抹工艺的中一种或数种相结合的措施。
(一)不稳定高速铁路隧道结构的锚固注浆加固方式采用水灰比 1:1的水泥浆,注浆压力0.5~1.0MPa。
锚固注浆加固所使用的材料主要有水泥砂浆、防水砂浆,中空锚杆以及化学注浆液等。
工艺方面:第一,要进行锚杆安装,将中空锚杆钻入到设计深度,按照设计间距以梅花形布置(一般1.2m左右)。
同时在锚杆外侧设置用于观察以及排气的软管,安装螺母、止浆塞以及垫板的第二,初次注浆,将提前配置的水泥砂浆进行压注,一般来说,该环节压力控制在 0.6-0.7MPa,如果在注浆过程中发现进浆较少或者不再进浆,则完成注浆;第三,二次注浆。
初次注浆完成后,由于砂浆材料的干缩以及离析沉淀,则会形成具有较小缝隙的通道,对于该种情况,需要在初次注浆浆液终凝前进行二次注浆,压力控制在0.9MPa左右;第四,衬砌找平,用防水砂浆对混凝土锚固注浆区域进行过找平,对存在裂缝进行封闭并对锚杆垫板实现覆盖。
在该项工作完成后,则正式进行养护。
(二)一般或轻微裂缝部位第一步是向裂纹位置衬砌背后进行控制压力注浆;第二步是在裂缝延伸范围内凿出楔形槽,槽深约为8cm,里口宽约8cm,外口宽约6cm,第三步是用钢丝刷刷洗或高压水冲洗等方法将槽内清洗干净;最后用由环氧树脂、磷苯二甲酸二丁脂、丙酮、乙二胺配制成配合比为1:0.1:0.12:0.05的环氧基液进行槽壁涂刷,用配合比为水泥:砂子=1:2的200#膨胀水泥砂浆作为槽内嵌衬(注意事项:水泥砂浆中必须以JP型膨胀剂掺和料,其掺量为水泥重量的10%左右)。
(三)骑缝注浆法该方式所使用的材料主要有浆液以及环氧树脂砂浆。
工艺方面:环球市场/施工技术第一,要沿裂缝走向进行凿槽,并从裂缝位置向两端延伸 10cm 的距离,保证槽宽为 5cm;第二,清除槽内浮尘;第三,顺着裂缝设置注浆钢管,间距控制为0.6-0.7m,并通过环氧树脂砂浆进行沟槽的嵌填以及注浆管固定;第四,当砂浆完全凝固后,对环氧树脂浆液材料进行压注,压力控制在 0.4MPa 左右;第五,割管。
当完成注浆工作后,对注浆管外露部分进行割除,并做好填色料以及挂抹料的涂刷。
(四)对于严重裂缝病害的整治措施(1)在衬砌背后(裂纹处)进行控制压力注浆,确保衬砌混凝土与岩层的粘结性,改善衬砌混凝土受力情况来控制裂缝扩张。
注浆参数如下:注浆孔间距2.0m×2.0m,梅花形布置;注浆压力控制在0.5~1.0MPa,浆液水灰比1:1。
按照“由下至上,先稀后稠”的顺序;浆液采用425#普通硅酸盐水泥和细砂。
(2)在裂缝位置凿除厚14cm的混凝土,并在裂缝延伸处凿出槽宽小于8cm楔形槽,深度深于裂缝深度;另外需要将楔形槽内壁清除干净。
(3)施作砂浆锚杆。
砂浆锚杆参数如下:锚杆间1.0m×1.0m,梅花形布置、直径Φ22mm,杆长3.0m;(4)布设钢管钢架。
钢管钢架采用直径为580mm为钢管,管内灌200#水泥砂浆,以达到增强钢管架的刚度的目的。
钢架之间用ф22mm的钢筋进行连结(注:间距为1.0m);(5)布设钢筋网,钢筋网网格间距为25cm×25cm左右,并与锚杆、钢架连接成整体,网格环向筋为Φ20mm,纵向筋为Φ8mm;(6)混凝土作业,混凝土加固层厚为16cm,向其中喷射200#混凝土厚10cm左右。
另外,在衬砌表面灌注6cm厚的200#细石膨胀混凝土可增强衬砌表面美观。
结束语铁路隧道衬砌裂缝病害现象经常发生,在发现裂缝时,根据产生的裂缝的严重程度,并结合裂缝分布情况,要及时选取合理的整治措施和技术对其进行整治。
同时对于裂缝的预防工作也不能马虎,在施工过程中必须按照既定的设计规范和设计强度来进行施工,加强施工过程中的监督、检查力度,以便最终保障工程质量的达标。
参考文献:[1] 滕振楠. 浅析隧道裂缝的危害及其整治技术[J].江西建材,2014(3).[2] 徐颖,陈建平,左昌群. 武当群片岩隧道剪切型纵向裂缝破坏机理[J]. 中南大学学报(自然科学版),2013(07):101-103.[3] 吴治家. 隧道衬砌混凝土裂缝的辨认及处治措施探讨[J]. 铁道工程学报,2014,2(2):88-95.进酸和置换阶段排水为高含盐量强酸性废水,废水水量合计为60m3,废水中的主要离子成分为再生剂带入的Na+和Cl-,此外,阳树脂再生排水中还富含氨氮。
阴树脂正洗和阳树脂正洗两个阶段排水水量合计为280.6m3,水量较大。
其中,正洗初期排水的电导率较高,随着正洗的循环进行,排水的电导率逐渐下降,到正洗合格后排水的电导率<1.5μS/cm。
根据精处理再生过程消耗的酸碱量,对精处理再生过程废水中主要离子含量进行统计计算,结果见表1。
表1 精处理再生过程废水主要离子含量分析由计算结果可见:将进碱(酸)+置换阶段的排水进行混合,废水平均含盐量约21567mg/L,含盐量偏高;将进碱(酸)+置换+正洗阶段排水进行混合,混合后废水的平均含盐为3799mg/L,为进碱(酸)+置换阶段混合水样含盐量的17.6%;将高速混床再生全过程排水进行混合后,废水的平均含盐量约为2334mg/L,含盐量较低。
3.3 精处理再生废水回收利用根据精处理再生废水水质分析,将精处理再生废水分为两部分,一部分为低含盐量废水,包括树脂输送、树脂清洗、树脂分离、树脂再生过程的正洗后期以及阴、阳树脂混合几个阶段的排水,这部分废水的含盐量很低,属于低含盐量废水,水量偏大,单次再生的水量合计为331m3,占精处理再生全过程排水水量的60.3%,这部分废水通过调节pH值后,可直接回用。
另一部分为高含盐量废水,主要为进酸/碱+置换以及正洗初期排水,水量合计为223.6m3。
由于这部分废水含盐量高,侵蚀性强,严重限制了回用途径。
其中,阳树脂再生废水中含有大量的Cl-和NH4+,阴树脂再生废水中含有大量的Na+,硬度离子和SO42-含量均很低。
将阴树脂再生排水和阳树脂再生排水混合后的再生废水,主要含NaCl和NH3,均为电力生产过程中的有用物质,具有资源化回收利用的潜力。