衬砌开裂隧道的稳定性分析及治理技术
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。
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。
混凝土隧道衬砌施工中的常见问题及解决方法
混凝土隧道衬砌施工中的常见问题及解决方法随着城市化进程的不断推进，越来越多的城市需要建设地下交通系统，而混凝土隧道是地下交通系统中最常见的建筑形式之一。
混凝土隧道的施工涉及到很多专业知识和技术，因此在施工过程中常常会遇到各种问题。
本文将针对混凝土隧道衬砌施工中的常见问题进行分析，并提出相应的解决方法。
一、混凝土隧道衬砌施工中常见问题1.衬砌混凝土开裂在混凝土隧道衬砌施工过程中，由于混凝土的自身收缩、温度变化等因素的影响，衬砌混凝土很容易出现开裂现象。
这种情况不仅影响隧道的美观度，还会导致隧道内部的水泄漏和结构破坏。
2.衬砌混凝土出现鼓包另一种常见的问题是，衬砌混凝土在施工过程中出现鼓包现象。
这种情况通常是由于混凝土的浇筑不均匀或者振捣不到位等原因引起的。
3.衬砌混凝土出现渗漏在混凝土隧道衬砌施工过程中，如果灌注的混凝土不够密实，就会导致衬砌混凝土出现渗漏现象。
这种情况会严重影响隧道的使用。
4.衬砌混凝土强度不足衬砌混凝土的强度是保证隧道结构稳定性的重要因素。
如果衬砌混凝土强度不足，就会导致隧道的结构受到破坏，从而影响隧道的使用寿命。
二、混凝土隧道衬砌施工中的解决方法1.采用高性能混凝土为了避免衬砌混凝土开裂和强度不足等问题，可以采用高性能混凝土。
高性能混凝土具有抗裂、抗渗、抗压等优良性能，可以保证隧道结构的稳定性和使用寿命。
2.加强混凝土振捣为了避免衬砌混凝土出现鼓包现象，可以加强混凝土的振捣。
振捣可以使混凝土更加紧密，从而避免鼓包现象的发生。
3.加强混凝土灌注密实性为了避免衬砌混凝土出现渗漏现象，可以加强混凝土的灌注密实性。
在灌注混凝土的过程中，应该采用适当的振捣方式，使混凝土更加紧密，从而避免渗漏现象的发生。
4.加强混凝土强度调控为了避免衬砌混凝土强度不足的问题，可以加强混凝土强度调控。
在混凝土的配合比设计和浇筑过程中，应该严格控制各项参数，确保混凝土的强度符合要求。
总之，混凝土隧道衬砌施工中会遇到各种问题，但只要采取正确的解决方法，就可以保证隧道的结构稳定性和使用寿命。
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。
浅析隧道衬砌混凝土产生裂纹(缝)原因的分析及控制措施
Ｎ １ ｌ ｏ Ｇ Ｏ Ｘ １ ５ ０ Ｚ ８ ０
（ 快速退 刀至换 刀点 ）
参考文献
［ １ 】 王 清明 、卢泽声 、梁迎春 ，亚微米数 控车床误 差补偿
技术研究 【 Ｊ 】 中 国机 械 工程 ，１ ９ ９ ９ ，１ ０（ １ ０ ）： １ １ ６ ９ － Ｉ １ ７ ２ ．
２结论
带刀 尖圆弧过渡刃 的车 刀在 车削圆弧面 时，编程 中预先在 程序 圆弧半径上加 上或减去一个 刀尖 圆弧 半径同样也可 以消除 刀 尖圆弧过渡刃 引起 的加工误差 。在实 际生产 中，采用 以上 办 法进行 加工补偿不 仅能达到 消除加工误差 的 目的，而且编程 简
单方便 。
如图７ 所示 ， 在 加 工 圆弧 前 已经 用 ４ ５ 。 弯 头 刀 完 成 中的Ｒ 值一致 。由于 程 序 中刀尖 圆心 的轨迹 是 由刀尖 圆弧半径
１ ０ ０ ｍ ｍ ） ｂ 圆的加工， 圆弧车 刀的 圆弧半 径为Ｒ ３ ｍ ｍ ，仅加工 图 中 算 出，不 同的轨迹对 应不 同的轨迹 ，所 以此方法 加工零件 时， Ｒ ｌ ９ ｍ ｍ 的圆弧部分，刀尖 圆心轨迹 圆弧 的半径为Ｒ ｌ ６ ｍ ｍ ，起点Ａ 和 车刀 圆弧半径 的测量精 度将直接 影响到零件 的加 工精度，车 刀 终点Ｂ 的直径均 为 １ ０ ０ ｍ ｍ ，距右端面 的距离分 别为８． ０ ｍ ｍ ， ４ ０ ｍ ｍ ， 的刀尖 圆弧半径改变 时，程序必须 跟着改变 ，在批量 较大 的生 其加 工程 序如下：
１ ． ３ 举 例 说 明
外 圆直径 为３ ０ ｍ ｍ ，不 应按 原来假想 刀尖 的输入Ｘ ３ ０ ，而应 输入 （ ２ ）计 算 圆心 坐标 时，要根据 其刀位 点在 原有 的坐 标点 的方 向决定其加或减 。 （ ３ ）检查所使用 的刀具的刀尖 圆弧半径 的Ｒ 值是否 与程序
隧道衬砌砼开裂的成因分析及防治对策
隧道衬砌砼开裂的成因分析及防治对策摘要：导致隧道衬砌砼开裂的原因多且较为复杂，管控不好会对隧道主体结构的承载能力、抗渗性、结构稳定性、使用年限等带来不利影响。
本文主要从现场施工及管理等方面对造成隧道衬砌砼开裂的诸多原因与相应防治对策展开探讨，以供借鉴参考。
关键词：隧道衬砌开裂原因预防结构受力注浆1隧道衬砌砼开裂的原因分析1.1地质勘察不详细设计前未进行全面的地质勘察或勘察深度不够，对围岩地质情况掌握不准确，导致衬砌支护参数选择不合理，衬砌实施后局部集中受力或衬砌受力不均匀而产生变形、开裂。
1.2设计不合理（1）洞室受力计算时没有考虑水、高地应力、偏压等不良地质对围岩受力的影响，计算模型和实际情况存在偏差，选择衬砌支护参数时针对性不强或安全系数偏低。
（2）施工中隧道围岩受力处在不断变化、调整以形成新的稳定结构的过程，建立的静态计算模型和相关计算忽略了动态的受力过程，无法保证衬砌结构在动态受力过程中有足够的承载力和安全系数，造成衬砌混凝土开裂。
1.3衬砌砼质量不达标1.水泥、粗细骨料、外加剂和水等原材料质量不达标，水泥稳定性差等因素导致混凝土质量不满足施工及规范要求。
（2）拌合站计量设备未按期校准或精度差，无法保证混凝土严格按照施工配合比拌制。
（3）没有及时测定粗细骨料含水率，并调整施工配合比。
（4）碱集料反应导致开裂。
（5）外加剂与水泥相容性不好。
（6）混凝土运输时间过长，运输过程不规范，导致混凝土泌水、离析，现场浇筑前没有再次搅拌。
（7）混凝土私自加水。
1.4施工工艺不规范1.未严格执行爆破设计，钻眼、装药随意，导致隧道开挖轮廓线型差，超欠挖明显且不处理，造成衬砌混凝土厚度偏差大，产生应力集中而变形或开裂。
（2）初支变形还未稳定或因进度需要，提前施做衬砌，衬砌结构受力超过设计荷载。
（3）对基面上松动的喷砼，岩块未清理，形成的软弱夹层不但影响二衬混凝土均匀受力，还降低了围岩对衬砌的约束力，导致衬砌砼开裂。
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。
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。
8.4隧道衬砌裂损及整治措施
内压浆，一般以压环氧树脂浆为主，并选择无水季节施工。
（2）衬砌背后压浆加固 主要是针对衬砌的外鼓和整体侧移。在拱后压浆增加拱 的约束可以起到提高衬砌刚度和稳定性的作用，所以一般可 以局部应用，主要在发生外鼓变形的部位。
王丽琴主讲
2．嵌补加固
对已呈稳定暂不发展的裂缝，如果不能采取压浆加固者可以
采取嵌补，即将裂缝修凿剔深，在缝口处用水泥砂浆、环氧树 脂砂浆或环氧树脂混凝土进行嵌补。
弱下沉或隧底填充上鼓时，可加设仰拱，如图8-12所示。
图8-11 墙基混凝土支撑加固
图8-12 增设仰拱加固
嵌补加固
3．喷锚加固
王丽琴主讲
裂损衬砌的所有内鼓变形和向内移动的裂损部位，采用 （预应力）锚杆加固岩体，可将衬砌与岩体嵌固在一起，形成
一个均匀压缩带，以增强围岩的稳定性 。
锚喷加固
王丽琴主讲
4．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。
拱部套拱加固
全断面套拱加固
王丽琴主讲
5．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。
6．其它加固手段
王丽琴主讲
当仅有墙脚内移而不下沉和隧底岩土隆起时，可在墙基 处增设混凝土支撑以扩大基础，如图8-11所示。 隧底围岩软
王丽琴主讲
第四节
（一）衬砌变形
衬砌裂损及整治措施
一、衬砌裂损的类型
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 。 （二）衬砌移动
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。
高速铁路隧道衬砌裂缝病害整治技术
高速铁路隧道衬砌裂缝病害与整治技术摘要：本文就高速铁路隧道衬砌裂缝的成因、扩展规律进行分析，并提出了其防治措施和施工工艺。
abstract： this paper analyzes the causes and propagation law of high-speed railway tunnel lining cracks， and presents its prevention and control measures and the construction technology.关键词：衬砌裂缝；成因分析；扩展规律；整治措施；施工工艺key words： lining cracks；cause analysis；propagation law；remediation measures；construction technology中图分类号：u459.1 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）20-0127-021 隧道衬砌裂缝病害成因分析和扩展规律当隧道两侧的外围覆土厚度不同或者不均匀时，产生的（地形）偏压导致隧道两侧的衬砌结构承受不对称的围岩压力。
在此种情况下，隧道两侧的衬砌拱腰位置会出现数条间距在0.25m左右，深度在10cm左右的裂缝，而且在隧道覆土较深衬砌位置的裂缝数量、深度均高于隧道覆土较浅的衬砌位置。
裂缝的分布情况是造成衬砌变形的直接原因，在上述条件下，一般会在覆土较深的衬砌拱腰部位发生结构的最大变形，拱腰部位也是裂缝分布数量最多、深度最深、间距最密的位置。
当隧道穿过节理裂隙或者某一侧靠近地质断层、破碎带时，使隧道局部位置承受较大的主动围岩荷载，产生的（地质）偏压导致隧道两侧的衬砌结构承受不对称的围岩压力。
在此种情况下，隧道一侧会产生比其它位置大的结构变形并造成裂缝的产生。
靠近节理、裂隙或者侧断层围岩主动荷载大小、倾角不同会直接导致衬砌变形和裂缝分布的不同。
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
铁路隧道衬砌脱空、开裂及掉块典型案例分析与预防措施
铁路隧道衬砌脱空、开裂及掉块典型案例分析与预防措施中国是世界上铁路隧道最多的国家，1990年以后，我国投入运营的铁路隧道4095座/7100余公里，在建铁路隧道3900余座/7400余公里。
新投入的运营铁路大多为电气化干线铁路和客运专线铁路，行车密度大、行车速度快，隧道衬砌背后脱空、开裂、掉块脱落给行车安全构成极大威胁。
根据铁路总公司运输局搜集的近年运营铁路隧道拱部开裂、掉块脱落和各铁路局上报的运营铁路隧道开裂、掉块脱落情况统计，2010年以来，有7条新开通运营的铁路、26座隧道先后出现拱部开裂掉块和施工缝修补脱落。
其主要原因大多为隧道衬砌厚度严重不足并伴有衬砌背后存在空洞，造成衬砌开裂产生脱落掉块，也有部分隧道施工缝和衬砌表面混凝土修补粘结不牢产生脱落掉块。
铁道部对此高度重视，工管中心和运输局联合下发了《关于开展运营铁路隧道衬砌质量专项整治工作的通知》（工管质安电【2012】134号文），要求对已经开通运营的铁路隧道衬砌进行全面第三方无损检测，集中整治衬砌背后脱空、开裂和衬砌厚度不足问题，彻底消除安全隐患，确保铁路运输安全。
2010年以前已处理、在建铁路以及因隧道地质原因产生的高地应力、岩溶及裂隙高压水造成衬砌开裂破坏的，未纳入统计范围。
2010年后开通运营铁路隧道开裂、脱空、掉块脱落统计表项目隧道拱顶掉块拱顶脱空衬砌开裂施工缝脱落数量衬砌最小厚度数量衬砌最小厚度铁路1山五11cm 岭新1浮浆1土平17cm1铁路2乡天14cm1函关12cm11沟大12cm11铁路3山太12拱部铁路4龙青810cm52cm 庄赵115cm1居义110cm1铁路5王岭1镇堡15cm10关野310cm312箐马310cm312齐山14cm打坪13cm梁槽24cm岭长21cm寺三12cm1铁路6独田16cm1铁路7虾蚶2坡白1良充3铁路8依里拱部修补脱落17处一、典型案例本文收集整理了部分铁路隧道拱部脱空、开裂、脱落掉块典型案例进行分析，初步分析了问题产生的原因，提出了防范措施，便于今后施工过程中加以克服。
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。
隧道衬砌开裂总结汇报范文
隧道衬砌开裂总结汇报范文隧道衬砌开裂是指隧道壁的砌体出现裂缝现象，可能会影响隧道的稳定性和安全性。
本次总结汇报的目的旨在分析隧道衬砌开裂的原因以及解决方法，为今后类似问题的处理提供参考。
一、隧道衬砌开裂的原因1.设计原因隧道设计中未充分考虑地质情况和水文条件，导致衬砌开裂。
比如地质条件复杂、岩石断层带等都可能引起地质应力集中，从而导致衬砌开裂。
2.施工原因施工过程中操作不当、质量控制不严格，导致隧道衬砌开裂。
如混凝土浇筑中出现浇筑不连续、养护不到位等问题，都会导致衬砌的强度不足，易发生开裂。
3.材料原因隧道衬砌的材料质量不合格，如混凝土强度低、不良填充材料等，会导致衬砌开裂。
此外，材料的抗渗性差也会导致水渗入，进一步削弱衬砌的稳定性。
二、隧道衬砌开裂的解决方法1.加强设计阶段的调查研究在隧道设计之前，需进行详细全面的地质、水文等勘察，了解地层特点，确保设计能够适应地质条件，减少衬砌开裂的风险。
2.加强施工及质量控制施工时，要加强对衬砌施工工艺的控制，确保施工质量。
对混凝土浇筑要进行良好的养护，确保混凝土强度达到设计要求。
3.优化衬砌材料选用质量优良的混凝土、填充材料等，提高衬砌的抗渗性和强度。
选择材料时，还应注意与地质条件的适应性。
4.加强监测与维护建立隧道衬砌开裂的监测体系，及时发现开裂情况，采取相应的维护和修复措施，避免裂缝的进一步扩展和加剧。
三、本次总结汇报的建议在今后的隧道工程中，我们应进一步提高设计、施工以及材料的质量控制，并加强监测与维护工作，减少隧道衬砌开裂的可能性。
同时，还应加强与地质、水文等相关部门的沟通与合作，共同解决隧道工程中的问题。
总之，隧道衬砌开裂是隧道工程中比较常见的问题，其原因主要包括设计、施工和材料等方面。
解决隧道衬砌开裂问题需要全面考虑各个方面的因素，并采取相应的措施加以解决。
通过本次总结汇报，我们对隧道衬砌开裂的问题有了更加深入的了解，并提出了相应的解决方法与建议。
铁路隧道衬砌纵向裂缝产生原因分析及整治
３ 裂缝产生原因分析
３．１ 围岩取芯探查情况
国防交通工程与技术 １４ ２０１９年７月 １７，（０４）
·研究与设计· 铁路隧道衬砌纵向道里程
裂纹长度 裂纹宽度 裂纹最大
２ 衬砌裂缝情况
隧道施工完成后在建设方检查拱部空洞时发现 衬砌左 边 墙 处 在 ＤＫ２５＋６２５～ＤＫ２５＋７１５ 总 计 连 续９０ｍ 范围二衬 出 现 纵 向 裂 缝。 裂 缝 位 置 主 要 出 现在隧道左侧 边 墙 最 大 跨 以 上 约 ０．５～１．２ ｍ 处， 裂缝基本呈 水 平 方 向，在 环 向 施 工 缝 处 错 开，见 图 １。发现衬砌裂缝后 立 即 对 裂 缝 扩 展 情 况 进 行 了 两 个月余的现场监测，并 采 用 超 声 波 测 缝 仪 对 裂 缝 深 度进行测定，最后对 衬 砌 裂 缝 较 宽 处 钻 取 岩 芯 验 证 裂缝深度。监 测 结 果 表 明：裂 缝 已 经 停 止 发 展。 裂 缝宽度０．１～０．５ ｍｍ，深 度 ５～１５ｃｍ，具 体 情 况 见 表 １。
／ｍ
／ｍｍ
深 度／ｃｍ
ＤＫ２５＋７１５～＋７０６ ９ ０．２～０．４ １５
ＤＫ２５＋７０６～＋６９４ １２ ０．１～０．５
７
ＤＫ２５＋６９４～＋６８２ １２ ０．２～０．４ １５
ＤＫ２５＋６８２～＋６７０ １２ ０．２～０．５
８
ＤＫ２５＋６７０～＋６５８ １２ ０．１～０．４
１ 工程概况
（某 ）客 运 专 线 设 计 时 速 为 ２００ｋｍ／ｈ，隧 道 为 单 洞双线。衬砌 出 现 裂 缝 段 的 隧 道 埋 深 约 在 ６１～７２ ｍ。上覆土层为第四系残坡积粉质粘土，褐 黄 色，硬 塑状，含少量碎石，表 层 腐 殖 质 含 量 大，主 要 分 布 在 山坡地表层，厚度 一 般 ０．７～２．２ ｍ；下 元 古 界 （Ｐｔ） 强 风 化 板 岩 ，褐 黄 ～ 灰 绿 ，板 状 构 造 ，节 理 裂 隙 发 育 ， 部分裂隙填充有 铁 锰 质 氧 化 物，岩 芯 破 碎，呈 块 状、 破碎状；下元古界（Ｐｔ）弱风化砂质板岩 和 泥 质 板 岩， 局 部 夹 千 枚 岩 ；弱 风 化 板 岩 呈 灰 绿 ～ 青 灰 色 ，板 状 构 造，节理裂隙发育，单 轴 抗 压 强 度 １８．４ ＭＰａ。 板 岩
铁路隧道衬砌裂缝成因分析及处置措施
铁路隧道衬砌裂缝成因分析及处置措施摘要：社会经济的发展，促进了我国的交通行业的发展，铁路隧道工程建设越来越多。
“十四五”期间水利工程建设重点之一为实施国家级水网建设,提升水资源优化配置能力。
其中引调水工程为国家水网的重要组成部分,隧洞作为工程的重要组成部分,在实际施工过程中会产生各种裂缝,为了提高工程耐久性,本文就铁路隧道衬砌裂缝的成因及处理措施进行研究，以供参考。
关键词：铁路隧道；二次衬砌；裂缝；成因；处置措施引言黄土中的优势渗流通道包括拉张裂缝和落水洞等，浇灌汇集的水主要沿着这些优势渗流通道向土体深部迁移。
主裂缝周围发育有次级裂缝以及毛细裂缝，因此土体空隙数量多、连通性好、渗透性强。
1隧道二次衬砌裂缝分类1.1干缩裂缝混凝土成型后，未按规定的方法和频率养护，混凝土表面水分散失过快，表面体积收缩较大，而混凝土内部湿度变化相对较小，收缩较小，表面混凝土变形的同时受到内部混凝土的约束力，出现拉应力，引起混凝土表面开裂。
1.2荷载裂缝隧道支护结构在承受围岩所施加的主动压力作用时将发生弹性变形，由于隧道支护结构周围有围岩存在，因此，它的这种弹性变形将受到围岩的约束作用，这种约束作用称为弹性抗力，它的大小与地层性质和隧道支护结构性质有关。
在进行数值模拟时，二次衬砌采用梁单元进行模拟，用软件中自带的仅受压弹簧单元模拟围岩弹性抗力，并对二衬关键位置强度进行核算。
1.3施工缝（接茬缝）由于施工工艺或施工异常的原因，难免会出现新旧混凝土交接的施工缝。
当浇筑新的混凝土时，旧混凝土表面基础未进行凿毛处理、凿毛处理不彻底或凿毛处理后浇筑新混凝土前未充分浇水润湿，就直接在原混凝土表面浇筑混凝土，致使新旧混凝土接茬处出现裂缝。
2隧道二次衬砌混凝土裂缝处置措施2.1施工方法及灌浆压力根据裂缝深度不同,采用的处理方法及压力不同,一般当处理深度不大于1.5m时,建议采用对于深度小于1.5m的裂缝,建议采用无损处理办法即贴嘴灌浆法;对于裂缝深度大于1.5m时,建议采用钻孔灌注法,钻孔前应对钢筋进行探测,以免对衬砌结构造成影响,灌浆压力以0.1~0.2倍设计水头为宜,且不应小于0.5MPa。
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随着我国国民经济的发展和地面空间日益紧张，基础设施建设投入不断加大，隧道与地下工程正在迅猛发展。由于大部分隧道结构设计基准为100年，因此对其承载能力、使用安全要求很高。然而，由于运营年限、地质条件、气候条件、设计、施工及造价、维修管理等方面韵原因，致使病害隧道数量越来越多，具体表现在：开裂、渗漏水、变形侵限、掉块、坍塌、基底翻浆冒泥、下沉、底鼓、冻胀等。其中开裂是比较严重的病害之一，有的隧道开裂以后因没有及时治理，致使突然掉块和坍塌，影响了承载能力，危及使用安全。因此我们应认真分析开裂隧道的稳定状况，研究其产生的主要原因和治理技术。
隙及微裂缝增大、扩展，并互相连通，出现裂缝，严重时混凝土发生剥落或破坏。
(5)自然灾害或其它原因
①列车荷载或地震荷载。主要受交变应力和震动作用，混凝土发生疲劳破坏，产生裂缝。
②相邻洞室的开挖或其它临近构筑物的修建对已建隧道的影响，主要是改变了隧道的受力状况，出现应力重分布或局部应力集中、偏压等，导致结构开裂和破坏。
裂缝对隧道稳定性的影响比较复杂，它涉及到裂缝位置、方向、长度、宽度、深度、密度等诸多方面，为了便于实际工作中操作，参照国内有关规范的规定，可采用裂缝宽度进行判断，如果裂缝位置、方向、密度等对结构稳定十分不利，则相应的影响程度应考虑提高一个级别。
《GBJl0—89 混凝土结构设计规范》第三章规定，钢筋混凝土结构的一般构件的最大裂缝宽度为0．4 mm。
4．1力学模型
混凝土在外力作用下会产生内力和变形，当荷载水平较低时，并不出现破坏迹象；当载荷逐渐增加一定水平后，能听到混凝土内部破坏的微弱而清晰的声音，并逐渐发展到混凝土表面出现许多小裂缝；当荷载继续增加，这些裂缝会扩展并贯通；达到极限荷载时，混凝土会产生最终破坏。故采用断裂力学的方法对裂缝进行分析和计算，并假定二次衬砌开裂过程中的外荷载保持不变。如果裂缝同时受到应力和剪应力作用时，型和型()或 型同时存在，称为复合型裂纹。
针对隧道二次衬砌上存在微小裂纹的不利情况，为了对裂缝进行治理，提高二次衬砌的承载能力，我们假定在二次衬砌内施作了20 cm厚的C25钢筋混凝土衬套进行补强，并仅取二次衬砌裂纹深度h=25 cm、30 cm，宽度取w=10，5，1，0．5，0．3，0．2，0．1 mm的情况为例进行了隧道稳定系数计算，计算结构如表5所示。
4．3裂缝位置确定为
为了分析二次衬砌开裂隧道的稳定性，假定隧道横断面上的裂缝分别为两条和四条，并对称地位于隧道起拱线处和拱腰。
计算KⅠKⅡ精度与单元划分，特别是与单元边长L有关。经实际计算研究，取L/h=0．05—0．15 (h是裂纹的深度)，对工程应用来讲已有足够的精度。考虑的结构和裂缝的对称性，取一半结构进行计算。
1995年我国铁路共有运营隧道4 855座，总长度2 261．56 km存在的主要病害是侵限、漏水和通风照明不良。据工务部门1995年秋检测，开裂和净空入建筑限界的2 546座，占52．44％。
1997年我国铁路隧道技术状态统计，全路有运营隧道5 000余座，共计2 500 km，其中由于开裂、渗漏水等原因影响隧道运营的达1 502座，占隧道总数的30．04％。
表3 隧道稳定性系数
表4 隧道稳定性系数
表5 钢筋混凝土衬套补强后隧道稳定性系数f
(2)由表3和表4还可以看到，如果裂纹条数由两条增加到四条，在同样裂缝深度和宽度的条件下，衬砌稳定性系数f减小。其原因在于由于裂纹的增多，使得结构的刚度降低，导致裂纹尖端处更容易产生剪切变形，因此f值显著降低。
(3)从表5可以看出，施作一定厚度的钢筋混凝土套衬后，隧道稳定性系数可大大提高，例如：裂纹深度为30 cm、裂缝宽度为0．5 mm时，在两条裂缝的条件下，施做套衬前后f值分别由1.31提高为13.86；在四条裂缝的条件下，施做套衬前后f值分别由0．42提高到4．30。由此可见，从断裂力学的观点来看，混凝土衬套是提高带裂缝隧道稳定性的有效手段。
衬砌开裂隧道的稳定性分析及治理技术
摘要隧道衬砌开裂将影响隧道的承载能力和使用安全。文章主要分析了铁路隧道开裂状况及原因，对裂缝宽度的影响程度进行了分级，利用断裂力学的方法研究了衬砌开裂隧道的稳定性，并提出了相应的裂缝治理技术。
关键词铁路隧道衬砌开裂裂缝宽度分级稳定性治理技术
中图分类号：457’．2文献标识码：A
(1)从表3和表4中可以看到，在隧道存在β=45。的两条裂纹的特定条件下，随着裂纹深度和宽度的增加，二次衬砌稳定性系数f逐渐减小。同时也看到，裂缝深度对隧道稳定性系数的影响比宽度大，当裂纹深度较小，10≤10mm时，其宽度和深度对，f值的影响较大；而当裂纹深度较大，h≥15 cm时，其宽度对f值的影响较小，而深度影响较大。总之，随着裂纹深度、宽度和条数的增加，二次衬砌 裂纹尖端应力强度因子增大，衬砌稳定性系数f减小。
4．4有限元计算结果及分析
选择不同的裂缝宽度和深度组合，通过划分单元网格和有限元计算可求出KI、KⅡ，代人公式(8)中求出，f值。如果衬砌上有若干条裂纹时，彼此会产生相互影响，此时可将每条裂纹的KI、KⅡ算出再分别代人断裂判据，取其中安全系数最小值作为衬砌稳定性系数。隧道上存在两条和四条裂缝的计算结果如表3和表4所示。
(1)裂缝在外ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ作用下的三种扩张方式
裂缝扩展主要有三种类型：张开型(工型)，滑开型(Ⅱ型)，撕开型(Ⅲ型)，如图1所示。滑开型或撕开型裂纹都属于剪切裂纹。
由于隧道长度方向的尺寸比宽度和高度方向尺寸大得多，其纵向的变形可以忽略不计。为了重点分析二次衬砌上裂缝宽度和深度对隧道稳定性的影响，采用平面应变状态的有限元计算模型。
5裂缝治理技术
综观国内外隧道裂缝的治理技术，主要有拆除重建法、锚固注浆法、挂网喷浆法、套衬补强法、骑缝注浆法、凿槽嵌补法、直接涂抹法等。根据作者的研究和经验，几种主要整治方法的适用范围、施工方法、注意事项如表6所示。
除严格要求不允许出现宏观裂缝的隧道以外，裂缝宽度在0。2 mm(有严格防水要求时为0．1 mm以下)不会对隧道的承载能力、正常使用和安全带来危害，可考虑暂不处理，但应注意观察，必要时进行处理。但有的学者认为，对于有抗渗要求的水工建筑物或水底隧道，若裂缝宽度超过0．05 mm，必然会渗漏水，应进行处理。
为了定量判断和对比不同宽度、深度的裂缝对隧道承载能力的影响，我们用f表示带裂纹隧道稳定性系数，并定义为：
当f<1时，表明裂缝不发展，隧道基本稳定，且f值越大，表明隧道越稳定；当f=1时，裂缝处于临界状态，表明隧道处于临界状态；当f>1时，表明裂缝将发展，隧道处于不稳定状态，且f值越小，表明隧道稳定性越差。
③隧道年代久远、结构老化、年久失修。
④其它因素的影响，诸如山体采空区、泥石流、洪水、滑坡等自然灾害也会引起隧道不同程度的开裂。
⑤隧道附近大型爆破及深基坑开挖的影响。
⑥战争引起的隧道和地下工程的破坏。
3隧道裂缝宽度的分级
隧道衬砌裂缝一般是指二次衬砌混凝土中的不连续面，肉眼可见的裂缝范围一般以0．05 mm为界(1)，一般的工业和民用建筑中，宽度小于0．05 mm的裂缝对防水、防腐、承重都无危险性。对于一般的隧道二次衬砌，宽度小于0．05 mm的裂缝对隧道的正常、承载无太大影响，可以不进行治理。因此，我们研究的裂缝治理技术，主要是指混凝土可见裂缝，即宽度大于0．05 mm的裂缝的加固和修补。
4．2建立裂纹模型及确定隧道承载能力安全系数
计算裂纹尖端的应力强度因子的有限元直接，即先将二次衬砌离散成细分的网格(特别在裂纹尖端部位)，其边界上的荷载可采用规范、经验公式或围岩—支护结构模式的有限元计算得出，故可求得裂纹尖端附近的应力分量或位移分量的数值解；再利用裂纹尖端应力场或位移场的表达式，直接推算裂纹尖端的应力强度因子，在这种方法中位移法精度较高。图2为一带裂纹平面物体的裂纹尖端附近的有限元网格划分。
K21 +4．2K2Ⅱ二K2lc(1)
式中KI、KⅡ为工、Ⅱ型裂纹应力强度因子；
K1c为工型裂纹断裂韧度。
(3)混凝土的断裂韧度K1c
常用的混凝土的断裂韧度足k1c的测试方法有：①三点(或四点)弯曲梁法；②紧凑拉伸试件法；③直接拉伸试件法；④其它方法，如双悬臂梁试件法、双扭转试件法、立方体劈裂试件法等。一些研究者给出了足K1c的实测数据(2)，从实测数据看K1c的离散性较大，一般混凝土的足K1c=0．3—1．0MN．m-3/2
根据以上三个规范或标准的有关规定，并参照国内多座铁路、公路隧道、地下铁道区间隧道和车站的设计标准以及多座病害隧道的调查、统计资料和整治经验，对于采用钢筋混凝土结构衬砌的隧道，其裂缝宽度的影响程度建议采用如表2所示的分级方法。如为素混凝土结构，同样宽度的裂缝影响程度更大一些。
2 裂缝宽度影响程度分级
4二次衬砌带裂缝隧道的稳定性分析
图1 三种裂缝形式
(2)工程实用近似判据
对于复合型裂纹，有两个问题要解决：第一，裂纹沿什么方向进行扩展；第二，裂缝在什么条件下扩展。在实际工程中，第二个问题更重要，人们总是比较关心裂纹在什么条件下失稳扩展。因而人们常常根据各种理论判据进行比较，或者根据实验结果进行拟合并求出简化的表达式，这些表达式能满足工程计算的需要，并且往往是偏于安全的。于骁中等提出了混凝土拉剪复合裂纹断裂判据(2)，如式(1) 所示，与实验结果比较接近。
《TBl0003--2001 铁路隧道设计规范》第10章规定，钢筋混凝土衬砌结构构件，按荷载基本组合所求得的最大裂缝宽度Wmax不应大于0．2mm。
《GB50292—1999 民用建筑可靠鉴定标准》规定，混凝土构件不适于继续承载的裂缝宽度的评定标准
如表1所示。
表1 混凝土构件不适于继续承载的裂缝宽度评定标准
2我国铁路隧道开裂的状况及原因分析
2．1铁路隧道开裂状况
1972年我国铁道部工务局及基建总局对全国30—70年代在不同地质(坚硬、软岩、黄土)条件下修建不同类型(单心圆拱、三心圆拱、直边墙和曲边墙、单线和双线断面)的隧道混凝土衬砌裂缝产生的原因进行调查分析，其调查隧道94座，总长80．7 km，约有93．2％的隧道衬砌开裂，裂缝长度占隧道总长19．2％。