隧道衬砌混凝土裂缝处理
隧道二衬混凝土裂缝分析、预防与处理
①混凝土表面温度与室外最低气温间的差值应<20℃,中心温度与表面温度间的差值应<20℃。如果混凝土抗裂能力较强,其两温度间的差值应≦30℃。
②混凝土拆模时的温差应<20℃。
③在降低混凝土内部温差时,要采取内部降温法来实现降温。
④将保温材料覆盖于结构外露的混凝土表面以及模板外侧,将混凝土内外温差控制在20℃以下。
②第二部是封缝,将环氧树脂基液沿着裂缝开始刷,刷完后涂上一层环氧胶泥。进行封缝,主要使裂缝可形成一道密闭性空腔通道。浆液配置,影响浆液可灌性的两大因素是浆液粘度和注浆压力,注浆压力随浆液粘度的增加而增加,注浆压力增加,灌注时间也会增加。如果是不贯通裂缝,其裂缝深部很难灌入浆液;而且可灌性与、固化时间长短、固化后构件的粘接强度,这三者之间存在相互矛盾,这就需要在可灌性的情况下,应优先灌入粘度较大的浆液。浆液配合好后灌浆,灌浆是因注意是从裂缝一边逐步向另一边灌浆,对于纵向裂缝和斜裂缝来说,应采取自上而下的灌法,同时逐渐升高灌浆压力,避免骤然施压而使缝隙加大。
未在仰拱施工时彻底清理积水和基底虚渣,在二次浇筑前,未清理干净矮边墙杂物,导致二衬浇筑后矮边变形及下沉,最终出现裂缝。
抢工期赶进度,衬期支护变形为未稳定时就进行二衬浇筑,导致二衬承受的变形应力过大,从而引起裂缝。
1.2混凝土裂缝分类
①由变形受到约束引起的裂缝:混凝土因收缩、膨胀、温湿度变化及不均匀沉降等引起裂缝,这是因为混凝土因受到约束不能自由变形而产生内应力,内应力超过标准值,就会产生裂缝。
隧道二衬混凝土裂缝分析、预防与处理
摘要:在众多隧道施工项目中,二次衬砌混凝土裂缝危害已十分常见,不仅严重破坏隧道结构体的防水性能,更会严重影响其受力状况。怎样有效处理二衬混凝土裂缝危害,提高施工质量,成为现阶段隧道施工有待解决的一项难题。基于此,文章在逐一分析衬砌结构材料性能、配合比、温湿度和施工等因素的基础上,从裂缝宽度与深度,及对结构影响的角度,提出有效预防与处理措施。
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。
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。
隧道衬砌裂缝及渗水处理方案
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。
隧道二衬纵向裂缝处置方案
隧道二衬纵向裂缝处置方案
引言
在隧道工程中,裂缝是常见的问题之一。
裂缝对隧道的安全和稳定性都具有很大的影响。
其中纵向裂缝是隧道工程中较为严重的问题之一。
本文档将介绍隧道二衬纵向裂缝处置方案。
隧道二衬纵向裂缝原因
纵向裂缝主要是由于隧道内部存在一定的应力分布不均,超过了混凝土的承载能力造成的。
同时,如果环片制作过程中存在问题,环片加固质量不过关等因素也可能导致纵向裂缝产生。
隧道二衬纵向裂缝治理方法
1. 起始衬短支撑
采用起始衬短支撑方法是治理纵向裂缝的一种常用方案。
具体方法是在隧道已经存在的纵向裂缝处安装短支撑,进一步增强局部衬砌的稳定性。
这种方法的好处是简单易行,能够快速地有效治理裂缝问题。
2. 桥式梁支撑
桥式梁支撑也是一种有效的纵向裂缝治理方案。
具体方法是在纵向裂缝处安装梁桥版,桥式梁的长轴与隧道轴线垂直。
这样,就能够通过桥式梁的支撑作用互相牵制,达到加强隧道内部稳定的目的。
3. 其他支撑方案
除了起始衬短支撑和桥式梁支撑外,还有其他一些支撑方案,例如角钢框架支撑、高臂定向支撑、单杆支撑等。
这些方法都有其独特的特点和适用范围,可根据具体条件灵活选择。
结论
纵向裂缝是一个隧道工程中常见的问题,需要及时采取有效治理方法。
起始衬短支撑、桥式梁支撑以及其他支撑方案都是有效的纵向裂缝治理方案。
针对不同情况,可以选择不同的方法进行处理。
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【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。
隧道工程混凝土裂缝预防及治理措施
2023-11-10CATALOGUE目录•隧道工程混凝土裂缝预防措施•隧道工程混凝土裂缝常见类型及成因•隧道工程混凝土裂缝治理措施•工程实例分析01隧道工程混凝土裂缝预防措施选择低水化热、高强度等级的水泥,减少水泥用量,降低混凝土的温升。
水泥骨料外加剂选用优质骨料,控制骨料的级配和粒径,减少骨料之间的空隙率。
选用高效、质量稳定的外加剂,如减水剂、缓凝剂等,改善混凝土的流动性。
03原材料控制0201根据工程要求和施工条件,合理设计混凝土的配合比,控制混凝土的强度、坍落度等指标。
合理设计配合比适量增加掺合料,如粉煤灰、矿渣等,减少水泥用量,降低混凝土的温升。
增加掺合料严格控制水灰比,适当增加水泥用量,以提高混凝土的抗裂性能。
控制水灰比配合比优化在浇筑、养护过程中,加强温度监测和控制,防止温度应力过大导致裂缝产生。
施工过程监控温度控制严格控制施工工艺,确保混凝土浇筑、振捣、养护等环节的质量。
施工工艺控制适当增加钢筋保护层厚度,以减小裂缝产生的概率。
增加保护层厚度02隧道工程混凝土裂缝常见类型及成因总结词干缩裂缝是隧道工程中常见的混凝土裂缝之一,主要是由于混凝土中的水分蒸发过快,导致混凝土表面干燥收缩而形成的裂缝。
要点一要点二详细描述干缩裂缝通常出现在混凝土养护结束后的一段时间内,宽度较细,一般在0.05-0.2mm之间。
干缩裂缝的成因主要是由于混凝土表面的水分蒸发过快,导致表面干燥收缩,而内部湿度变化较小,收缩较小,从而在表面形成拉应力,导致裂缝产生。
此外,使用高强度水泥、水泥用量过大、砂石含泥量高等因素也会增加干缩裂缝的风险。
总结词温度裂缝是由于温度变化引起的混凝土裂缝,主要出现在隧道工程中,因为隧道内温度变化较大。
详细描述温度裂缝通常在隧道衬砌混凝土施工后出现,宽度一般在0.2-1.0mm之间。
温度裂缝的成因主要是由于内外温差过大,导致混凝土内部产生拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生温度裂缝。
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。
隧道衬砌裂缝病害处治措施
隧道衬砌裂缝病害处治措施1.病害识别衬砌裂缝为常见的隧道病害之一,其分类标准如下:(1)按照裂缝发展状态可分为三类:静止裂缝、活动裂缝、尚在发展裂缝。
其中,静止裂缝为形态、尺寸和数量均已稳定且不再发展的裂缝;活动裂缝为宽度在现有环境和工作条件下始终不能保持稳定,易随着结构构件的受力,变形或环境温、湿度的变化而时张时闭的裂缝;尚在发展裂缝为长度、宽度或数量尚在发展中,但经历一段时间后将会终止的裂缝。
(2)按照裂缝发展方向可分为环向裂缝、斜向裂缝、纵向裂缝三种。
(3)按裂缝表现形式分主要为张裂、压溃和错台三种。
张裂是因弯曲受拉和偏心受拉引起的裂损,其特征是裂纹、裂面与应力方向正交,缝宽由表及里逐渐变窄。
压溃是因弯曲或偏心受压引起的衬砌裂损,裂纹边缘呈压碎状,严重时受压区表面产生碎片剥落掉块等现象。
错台是有剪切力引起的裂缝,裂缝宽度在表面至深处大致相同,衬砌在裂缝两侧沿剪切方向有错动,即形成错台。
(4)衬砌裂缝的分级标准衬砌裂缝分级应根据裂缝有无发展情况、裂缝宽度、裂缝长度、裂缝密度等因素进行。
裂缝宽度每增加 0.3~0.5mm,且分布密度大于 200cm/m2 可升高一个等级,具体分级技术评定标准可按表-1、表-2、表-3 进行;表-1 隧道土建结构技术状况评定表表-2 衬砌裂缝尚在发展时评定标准表-3 衬砌裂缝无法确定是否发展时评定标准表-1、表-2、表-3 中裂缝病害等级评定标准仅针对环向裂缝而言,斜向裂缝、纵向裂缝的评定标准需重点关注并及时进行专项检测和专项设计,综合处治。
2.病害成因裂缝产生原因主要有以下几个方面:(1)拆模过早,衬砌混凝土养生不到位。
(2)拱顶端头模板部位混凝土浇筑不饱满,在强度较低的情况下受衬砌台车顶推冲击,形成拱顶月牙形裂缝。
(3)混凝土浇筑中断时间过长,形成施工缝。
(4)衬砌边墙基底存在虚碴或基础承载力不够,导致不均匀沉降,产生斜向裂缝或纵向裂缝。
(5)衬砌混凝土强度、厚度不足,在外力作用下边墙产生龟裂,拱部产生纵向或斜向裂缝。
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。
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作为地下交通工程的重要组成部分,其二次衬砌混凝土是保障隧道结构安全和稳定的重要支撑材料。
在隧道二次衬砌混凝土使用过程中,裂缝问题一直是困扰工程师和施工人员的难题。
本文将就隧道二次衬砌混凝土裂缝的成因及其防治对策进行深入探讨。
一、混凝土裂缝的成因(一)温度因素隧道在施工过程中,受到气温变化的影响,混凝土材料在固化过程中会发生收缩,一旦收缩不均匀或者干缩裂缝超过允许值,就会形成裂缝。
(二)变形因素隧道内部存在的地层变形或者水文压力变化,会对二次衬砌混凝土产生影响,造成混凝土裂缝。
(三)质量问题混凝土原材料不符合标准、施工质量不达标、工艺不当都会导致混凝土裂缝的出现。
(四)设计问题隧道二次衬砌混凝土设计不合理、结构参数设置不当也会导致裂缝的产生。
二、混凝土裂缝的影响(一)对结构安全的影响混凝土裂缝如果不及时修复,会导致隧道结构强度减弱,影响隧道的安全运行。
(二)对建筑美观的影响混凝土裂缝会影响隧道的外观,降低建筑美观度。
(三)对使用寿命的影响裂缝的存在会导致水分和化学物质侵入混凝土内部,加速混凝土的龄化和腐蚀,降低使用寿命。
三、混凝土裂缝的防治对策为了有效地解决隧道二次衬砌混凝土裂缝问题,需要采取一系列的防治对策。
(一)合理设计在设计阶段,需要充分考虑隧道的地质条件、温度变化等因素,合理确定二次衬砌混凝土的材料、结构和厚度,减少混凝土裂缝的产生。
(二)材料选择在混凝土材料的选择上,要严格按照相关标准和规范进行选材,并做好混凝土的养护工作,确保混凝土的质量。
(三)施工工艺在施工过程中,需要严格按照设计要求和相关规范进行施工,避免出现施工质量问题。
(四)增加控制缝在混凝土的浇筑过程中,可以适当增加控制缝,避免混凝土自由收缩产生裂缝,有助于控制裂缝的产生。
(五)增加预应力在一些重要的隧道工程中,可以考虑增加预应力,提高混凝土的承载能力,减少裂缝的产生。
(六)加固处理对已经出现的裂缝,可以采取加固措施进行修复,如注浆、粘贴碳纤维布等方式进行加固处理。
隧道衬砌裂缝特征及治理
隧道衬砌裂缝特征及治理【摘要】:衬砌开裂是公路隧道衬砌病害最常见的一种形式,本文从外力、施工、设计等方面系统分析了公路隧道衬砌裂缝产生的原因,总结了隧道衬砌加固的常用方法的适应性,并将本文成果应用于实际工程中,对类似工程具有一定的借鉴作用。
关键词:衬砌裂缝;裂缝成因;治理措施一前言杭千高速公路是连接“三江两湖”,实施“旅游西进”的先导性工程,是构筑杭州“一小时半交通圈”,推进东西部经济社会协调发展的基础性工程,也是杭州地区历史上线路最长、投资最大、等级最高、受益面最广的高速公路项目。
同时,杭千高速公路作为浙江省公路水路交通建设规划中公路网主骨架杭新景高速公路的重要组成部分,是连通杭州与金华、衢州、江西以及皖南等地区的重要通道,也是接轨上海、融入长三角、打造金南翼的战略性工程。
受浙杭千高速公路发展有限公司的委托,我公司承担杭新景高速公路(千岛湖支线)隧道工程竣工验收外观检查任务。
我公司派员于2012年10月29日进场检查,11月11日结束,历时12天完成外业检查工作。
二隧道衬砌裂缝现象调查本次检查隧道共8座,其中长隧道1座、中隧道3座、短隧道4座,10950米。
通过检测结果分析,整个隧道发生开裂的部位达320余处,发生剥落40处,渗水52余处,通过调查可以得到以下一些规律:2.1 隧道衬砌沿中隔墙施工缝出现环向裂缝;中隔墙沿施工缝出现竖向裂缝,由于中隔墙的单元长为8m,衬砌的单元长为10m,两者变形不协调,致使中隔墙开裂将衬砌拉裂,裂缝沿环向延伸长度不一;隧道衬砌在拱肩两侧沿纵向出现较长裂缝,裂缝遍布隧道全长,有的裂缝从衬砌外部向衬砌内层倾斜延伸。
2.2 衬砌开裂在初衬和二衬上都有表现,其中以二衬最为严重。
衬砌裂缝的分布以下行线左侧最多,其次是上行线左侧,再者是下行线右侧。
衬砌裂缝的分布具有集中成段性。
下左侧主要集中于K10+300—K10+585、K21+765—K21+885段。
裂缝产生的位置在上下行线之间、下行线的左侧与右侧之间有对应性,反映了裂缝产生机制的统一性。
隧道养护技术—隧道衬砌裂损及其防治
任务四 衬砌更换与加固
四、 套拱加固
如果混凝土质量差,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(如图所示)。
拱部套拱加固
全断面套拱加固
任务四 衬砌更换与加固
五、更换衬砌 拱部衬砌破坏严重,已丧失承载能力,用其
它整治补强手段难以保证结构稳定,或者衬砌严 重侵入限界,采用其它整治措施有困难时,采用 全拱更换,彻底根除病害。 六、其它加固手段
2、以岩体构造、岩性
石裂的损物理衬性砌质的指所标为有内鼓变 特征为代表的分类方法。
形和代向表内的分移类动方的法裂。 损部位,
采用(预应力)锚杆加固岩
体 (3如、与图地所质示勘)探手,段可 将 衬 砌 与岩相体联嵌系固的分在级一方起法,。 形成一
4、组合多种因素的 分级方法。
个均匀压缩带,以增强围岩
的稳定性。
(3)生物作用 菌类、昆虫等的侵害作用,包括使材料因虫
蛀、腐朽而破坏,如木材的腐蚀等。
任务二 隧道衬砌腐蚀整治
腐蚀成因
(1)物理作用
一般是指干湿变化、温度变化、冻融循环 等。这些作用会使材料发生体积变化或引起内部 裂纹的扩展,而使材料逐渐破坏,如混凝土、岩 石、外装修材料的热胀冷缩等。
(2)化学作用
任务三 隧道衬砌腐蚀预防
预防隧道侵蚀
(1)溶出性侵蚀 预防该类侵蚀,只要预防衬砌渗漏水
(2)结晶性侵蚀 预防该类侵蚀,需防止衬砌渗漏水,并防止
混凝土浸水,可采用抗侵蚀混凝土修筑衬砌或利用 防蚀层。
(3)复合性侵蚀 前两种方法综合运用
任务二 隧道衬砌腐蚀整治
预防衬砌老化
主要措施 1、采用抗侵蚀混凝土: 抗侵蚀水泥材料选择抗硫酸盐水泥、火山灰质
隧道衬砌裂损及整治
隧道衬砌裂损及整治一、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、衬砌开裂三种。
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。
衬砌横向变形是指衬砌由于受力原因而引起拱轴形状的改变。
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)、平移和下沉(或上抬)等变化,也有纵向移动与横向移动之分。
对于大多数已发生裂损的衬砌,往往是纵向移动与横向移动同时出现。
3.衬砌开裂衬砌开裂是指衬砌表面出现裂纹(或龟裂)和裂缝(宽度较大)或贯通衬砌全部厚度的裂纹,是衬砌变形的结果。
衬砌开裂包括张裂、压溃和错台三种。
(1)张裂张裂是弯曲受拉和偏心受拉引起的裂损,其特征是裂纹、裂面与应力方向正交,缝宽由表及里逐渐变窄。
(2)压溃压溃是弯曲或偏心受压引起的衬砌裂损。
裂纹边缘呈压碎状,严重时受压区表面产生鱼鳞状碎片(中间厚,四周薄),或剥落掉块等现象。
(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。
二、衬砌裂损的特点1.裂损的自然发展过程衬砌结构受力(轻微变形、移动)→局部出现少量裂纹(变形范围,变形量增大;移动部位,移动量增大)→裂纹宽度、密度增大,隧道净空变小(严重变形,移动显著增大)→隧道净空严重缩小,衬砌破碎,失去承载能力→局部掉块、失稳,甚至拱坍墙倒。
2.裂损发展的主要规律衬砌的裂损发展一般有缓慢变化、急剧变化、相对稳定三个不同的阶段,这三个阶段往往是交替呈周期性地出现。
①节段衬砌没成环之前出现的裂损,在成环之后可能渐趋稳定。
②衬砌背后回填不及时造成的裂损,在回填之后可能渐趋稳定。
③拆模过早造成的裂损,待圬工强度提高后可能呈相对稳定。
④围岩膨胀引起的裂损,当外荷载条件发生变化,例如雨季地下水丰富,围岩软弱夹层被软化而产生错动,季节冻融变化引起围岩冻胀与融沉,以及种种外因引起围岩变形,山体压力的大小和分布发生变化等时,可能使已呈稳定的裂损重新发展,或使完好的衬砌发生裂损。
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隧道衬砌混凝土裂缝处理摘要:随着国民经济的发展,山岭地区新建公(铁)路越来越多,隧道工程所占的比例逐步增大。
隧道二次衬砌施工普遍采用整体式钢模板台车、泵送混凝土施工工艺,但混凝土硬化过程中产生的裂缝不仅影响了美观,还给工程质量留下了隐患。
施工中必须采取合理的工程技术措施,控制和减少混凝土中裂缝的数量和宽度。
本文分析了混凝土裂缝产生的原因,提出了缓解裂缝产生的措施,并介绍了几种常见的裂缝治理方法。
关键词:隧道衬砌混凝土裂缝预防措施1 裂缝的类型隧道衬砌混凝土裂缝类型主要有:干缩裂缝、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)施工过程中由于停电、机械故障等原因迫使混凝土浇筑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 裂缝形成的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。
据有关统计,施工不规范造成的混凝土裂缝占80%左右,材料质量差或配合比不合理产生的裂缝占15%左右,设计不当引起的裂缝可能占5%。
2.1 设计粗糙,建设、监理单位工作随意性大由于多方面的原因,勘察设计单位无法深入地开展地质勘探工作,隧道围岩类别评价及支护结构设计缺乏科学依据,带有一定的盲目性。
个别建设单位限于自身管理和专业技术水平的欠缺,任意变更原设计。
少数工程由业主的内部人员组成监理机构,监理工作失去了独立性。
随着建筑市场的规范,这些问题会逐步得到解决。
2.2 施工工艺或现场操作不规范a. 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。
个别隧道衬砌混凝土背后存在脱空现象。
b. 未开展监控量测工作,仅凭经验来确定二次衬砌的施作时间,安全可靠性差,造成二次衬砌超设计荷载承受围岩压力。
c. 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。
在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也比较普遍。
d. 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。
e. 盲目追求施工进度,随意提前脱模时间,使低强度混凝土过量承受荷载,破坏了混凝土结构。
脱模后没有进行混凝土的潮湿养护。
f. 夏季施工时砂、石料露天堆放,无切实有效的降温措施,混凝土入模温度高。
冬期施工时采取的防寒保温措施不力。
2.3 原材料质量差、配合比设计不合理水泥品种选择不当,安定性不良,不同批次的水泥混用。
碎石、砂级配差,含泥量超标,碎石中石粉含量大,针、片状物过多,影响了水泥与骨料的胶结。
进行配合比设计时,忽视水泥用量增多对混凝土品质的影响,错误认为水泥用量越多,混凝土强度越高。
对掺合料和外加剂的选用缺乏专业技术人员的指导,往往达不到预期的效果。
3 混凝土裂缝的治理混凝土作为多组材料组成的脆性材料,裂缝的存在是客观的。
作为施工单位应加强衬砌混凝土的施工管理,避免或减少混凝土裂缝的产生。
对于出现的裂缝,应认真分析原因,分清是有害裂缝还是无害裂缝,并对有害裂缝进行处理,防止裂缝继续发展,影响衬砌结构的稳定。
3.1 细微裂缝隧道衬砌混凝土表面常出现一些没有扩展性的细微裂缝,这种裂缝是稳定的,一般可自愈,不会影响结构的使用和耐久性。
从美观考虑,可先清洗干净裂缝表面,然后涂刷环氧树脂浆液二至三遍,最后用刮抹料、调色料处理混凝土表面,使其颜色与周围衬砌混凝土颜色一致。
环氧树脂浆液配比,环氧树脂:501稀释剂:二甲苯:乙二胺=1:0.2:0.35:0.08。
刮抹料配比,水泥:细砂:水=1:2:0.35。
调色料配比,水泥:白水泥:107胶=5;3:1。
施工时应经试验确定。
3.2 贯通性裂缝贯通性裂缝的危害较大,必须采取有效的治理方法。
沿裂缝方向凿成宽5cm、深3cm的V形槽,在槽内骑缝每隔0.5m钻一孔,孔深为衬砌厚度的1/2或2/3,一般不少于15cm,并不得穿透衬砌以防跑浆。
用清水冲洗干净槽内的杂物及粉尘,在孔内插入¢10的压浆管,利用环氧树脂水泥砂浆锚固,用灰刀将砂浆压实抹光。
环氧树脂砂浆配比,环氧树脂:水泥:细砂:乙二胺:二丁酯=1:1.6:3.2:0.1:0.12,其中乙二胺是固化剂,二丁酯是稀释剂。
待环氧树脂砂浆有一定的强度后,以0.15MPa~0.2MPa压力压入水泥-水玻璃浆液或环氧树脂浆液。
压浆结束后在0.2MPa压力下压水检查压浆效果。
裂缝表面用刮抹料和调色料处理。
3.3 密集裂缝衬砌背后有空洞或衬砌厚度不足引起的密集裂缝,必须进行防水和地层加固处理。
沿裂缝两侧每隔1.2m~1.5m交错布点,凿成10cm×10cm大小深5cm的方槽,用风动凿岩机钻孔,孔深3m,安装WDT25中空注浆锚杆,注入水泥砂浆,灰砂比1:(3~5),水灰比1:1,施工时由下往上逐级注浆,注浆压力以0.4MPa~0.6MPa为宜。
注浆结束后,另凿新孔在0.6MPa~1.0MPa压力下压入纯水泥浆检查注浆效果,当达到规定压力而砂浆压不进时,即认为已经注满。
注浆24h后安装锚杆垫板,用环氧树脂砂浆抹平方槽,表面用刮抹料和调色料处理。
4 预防或缓解混凝土裂缝的措施4.1 提高设计精度加强工程前期地质工作,为设计提供详尽的工程地质、水文地质勘探资料,提高设计的质量。
4.2 把好材料进场关,严格控制原材料的质量和技术标准。
4.2.1 水泥施工现场多使用普通硅酸盐水泥,但应尽量减少单位水泥用量。
不同品牌、不同规格、不同批次的水泥不能混用。
4.2.2 碎石根据泵送管路的内径,尽可能选用较大粒径的碎石。
严格控制含泥量≤1%,针、片状物含量≤15%,粒径以5~31.5mm为宜,最大不超过40mm。
4.2.3 砂采用级配良好的中砂,细度模数应为3.0~2.3,粒径小于0.315mm的颗粒含量所占比例宜为15~20%,严格控制含泥量在3%以内。
为方便混凝土的运输、泵送和浇筑,砂率取35%~45%。
4.2.4 水最好选用饮用水。
当采用其他水源时,应按国家现行《砼拌合用水标准》(JGJ63)的规定进行检验,PH值应大于4。
水灰比越大,混凝土的干燥收缩越大。
严格控制泵送混凝土的用水量是减少裂缝的根本措施。
施工中水灰比在0.45~0.55之间,混凝土入泵塌落度控制在(12±2)cm。
4.2.5 掺合料推广掺加粉煤灰和膨胀剂的双掺技术,等量替代水泥,以减少水泥用量。
对强度等级C25以下的混凝土,粉煤灰掺量一般为水泥用量的10%~15%,膨胀剂掺量为水泥用量的8%~12%,具体掺量需经试验确定。
a.粉煤灰比表面积小,需水量低,不仅能有效降低混凝土的干燥收缩值,还可以改善混凝土的流动性、粘聚性和保水性。
在水泥中掺入原状或磨细粉煤灰后,可以降低混凝土中水泥的水化热,推迟水化热峰值的出现,减少绝热条件下的温升,有利于控制温度裂缝的产生。
粉煤灰的掺加在水工大体积混凝土施工中应用比较广泛,由于认识、技术上的原因,目前在山岭隧道施工中应用较少。
b. 掺加适量的膨胀剂可以补偿混凝土的收缩,增加密实度,提高混凝土防渗抗裂能力。
4.2.6 外加剂高效减水剂能够有效减少拌合用水,降低水化热,延缓水化热释放速度,从而减少温度裂缝,但掺量过多,会引起混凝土的肿胀和开裂。
施工时必须慎重选择外加剂的品种和掺量。
4.3 严格混凝土施工工艺a. 提高钻眼技术水平,优化钻爆参数,提高光面爆破效果,加强隧道开挖断面检测,严格控制超欠挖,为衬砌施工创造良好的条件。
b. 二次衬砌施作时间,应在围岩和初期支护变形基本稳定时进行。
当围岩变形较大、流变特性明显,需提前进行二次衬砌时,必须对初期支护或衬砌结构进行加强。
c. 混凝土的拌合①严格按施工配料单计量,定期检查校正计量装置。
加强砂石料含水率检测,及时调整拌合用水量。
②控制混凝土的入模温度。
夏季施工时,当气温高于32℃时,砂石料、搅拌机应搭设遮阳棚,用冷水冲洗碎石降温。
尽量安排在夜间浇筑混凝土。
d. 混凝土的灌注①混凝土在运输和泵送过程中严禁加水。
②适当放慢灌注速度,两侧边墙对称分层灌注,到墙、拱交界处停1h~1.5h,待边墙混凝土下沉稳定后,再灌注拱部混凝土。
③混凝土灌注过程中必须振捣,提高混凝土的密实度和均质性,减少内部微裂缝和气孔,提高抗裂性。
e. 混凝土的脱模、养护①混凝土拆模时的强度必须符合设计或规范要求,严禁未经试验人员同意提前脱模,脱模时不得损伤混凝土。
②传统的混凝土洒水养护方法,增加了隧道内的文明施工难度,洒水也不均匀,使混凝土早期强度得不到保证。
建议使用喷涂混凝土养护液的方法进行养护。