衬砌开裂隧道的稳定性分析及治理技术_李治国
公路隧道衬砌裂缝病害的研究进展
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工 程 科 技
公路 隧道衬砌裂缝病害 的研 究进展
刘 杰 刘 远 明
（ 州大学 土木建筑工程 学院 ， 州 贵 阳 ５ ０ ０ ） 贵 贵 ５０ ０ 摘 要： 根据 国内外公路隧道衬砌裂缝病害研 究， 对公路 隧道衬砌 裂缝 病害的产生原 因、 裂缝病害分级 、 修复加 固措施及研 究思路进 行 了分析和 综述 ， 出了 目前研 究中存在的 问题 ， 出了公路 隧道衬砌 裂缝病 害的研 究发展方向。 指 提 关键 词 ： 公路 隧道 ； 砌 裂 缝 ； 复 加 固 衬 修
１栅＿ 述
表 １ 开 Байду номын сангаас 、 动 的 健 全 度判 定 基 准 错
据不完全统计，截止 ２ １ 年底我国已建成公路隧道总里程数超过 ００ ３０ 公里。同时我国隧道的修建已有近 １０ ００ ０ 年的历史 ， 许多隧道都已经 进入高维修管理阶段。 ２ 世纪 ９ 年代至今修建的公路隧道普遍采用 从 ０ ０ 新奥法设计施工技术 ， 隧道结构—般采用复合式衬砌， 复合式衬砌是由初 期支护和二次衬砌及中间夹防水层组合而成的衬砌形式。衬砌裂缝为公 路隧道施工及运营中常见的病害之一， 裂缝不仅会影响隧道的使田陛能， 甚至会导致隧道失效， 因此隧道衬砌裂缝病害的研究成为隧道工程研究
关键 词 ： 材检 验 ； 量 ； 量 ； 木 数 质 成本 ； 益 ； 益 效 利
加强木材检验是一项重要措施。假如 木材检验工作具有现实的重要性 。 木材生产就是将树木从森林 提高售价的因素和方法很多 ， 中采集 出来 ， 运到贮木场成为商品， 然后销售 出去 。木材在生产 和销 检验工作搞 的不好 ， 检验误差大 ， 水份多 ， 就是 没有 那么多木材 ， 而 售的整个过程 中有数量问题也有有质量 问题 ， 还有责任 问题 。这些 多支付 了工资 ， 势必提高生产成本 。再如 ， 在对造材检验不严 ， 而多 问题都要通过检验工作来加以解决 。有人说 ：一锤定千金” “ ， 明 支付 了工资 ， 这说 势必提高生产成本 。甚至有的不检验 ， 木材任意外流 ， 也 没有生产 出应有数量 的 了检验 工作在林业企业 中的经济地位 。 特别是在林业经济迅速发展 致使造材 出材率低 ， 就是 运下来的原条 ， 的 阶段， 都是 以提高经济 效益为 中心， 以 ， 所 木材检验 工作就显得更 原木 ， 也势必提高 生产成本 。再如造材不合理 、 品级等到 区分 不合 为重要。 适， 也能使产值减少 、 售价降低 。 以这些问题都不同程度 的影响生 所 产成本的提高或木材售价的降低。很多单位 的经验告诉我们 ， 加强 １ 检 验 工 作 是 企 业进 行 经 济 考 核 的 基础 工作 个企业管理的好坏 ， 要通过多项指标加 以考核 。木材是林业 木材检验工作 ， 就可以解决这些问题 ， 而提高企业的经济效益 。 ４搞好检 验工作是做 到兼顾 国家、 业 、 人 三者利益的关键 企 个 局 的主产 品， 也是考核林业局经营水平的主要项 目。 如木材的产量 、 质量 、 总产值 、 劳动生产率 、 成本等计划指标 的完成 。为 了考核这些 环 木材检验人 员是对生 产产品数量 、 重量 的测量和评定者 ， 品 产 指标 ， 就得依靠检验工作及 时提供准确 的木材生产 、 售等数据 ， 销 进 行 信息反馈 ， 这是进行经济考核 的基础 。 没有这个基础 ， 企业经济考 的多少 、 好坏 ， 系到生产者的收入 、 关 企业的经济利益 、 国家的利益 ， 核是无法进行 的， 就是检验数字不及时 、 准确 ， 不 也会影响经济考核 特别是林业 发展 到今天 ， 推行经营承包责任制就显得 更为明显 。这 工作 的效果 。 因此 ， 要想及时地准确地进行经 济考核工作 ， 就必须重 就要求检验人员责任心强 ， 公平合理 ， 按规定检验。 否则 ， 多检 了， 承 包者多收入 ， 企业多支付 ； 少检 了 ， 者吃亏， 承包 影响生产积极性。 因 视 和抓好木材检验这项基础工作。 ２ 检验 工作是充分合理利用 森林资源 ， 少木材浪费 ， 减 提高产 此 ， 搞好检验工作 ， 是兼顾 国家 、 企业 、 个人三者利益必不可少 的一
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。
隧道衬砌裂损与防治对策分析
隧道衬砌裂损与防治对策分析摘要：作为地下工程的代表工程，隧道工程十分复杂。
维修与管理难度大，质量问题一直是工程技术人员与科研工作者关注的重点问题，文章简要分析运营隧道衬砌裂损问题，并提出针对性的对策。
关键词：隧道；衬砌裂损；问题；对策前言随着基础设施的完善，我国隧道工程从质量到数量都发生了深刻变化，作为交通运输的咽喉，隧道结构安全状况的运行安全直接关系到人们的安全。
但是受到自然环境等因素的影响，水害、冻害等情况随时可能发生，运营隧道混凝土会出现变形、剥落、开裂等问题，降低衬砌结构的承载力，使设备的使用寿命被缩短，导致结构稳定性降低，破坏严重，影响列车的运行安全。
这就要求做好隧道的诊断工作，做好灾害与病害的预防与控制工作。
1 衬砌裂损类型目前，较为常见的隧道衬砌裂损类型包括衬砌变形、衬砌移动及衬砌开裂三种。
1.1 衬砌变形这一裂损类型可以分为横向与纵向两种，以横向变形为主，从原因来看，主要是由于围岩收敛变形等原因而导致混凝土局部受力不均的拱轴形状的改变。
1.2 衬砌的移动所谓衬砌移动就是指一部分或者整体出现移动的现象，也可以根据移动的方向将其分为横向与纵向两种。
1.3 衬砌出现开裂问题所谓开裂就是指在衬砌的表面出现裂纹、裂缝或者贯通衬砌全部厚度的裂纹，是由衬砌变形导致的。
一般可以分为张裂、压溃与错台三种开裂类型。
张裂是由于弯曲受拉与偏心受拉导致的；压溃则是由弯曲或偏心受压导致的裂损；错台则是剪切力导致的裂缝。
2 防治衬砌裂损的对策2.1 防治衬砌裂损的原则衬砌裂损病害的防治关键是要对现有的衬砌裂损的危害进行控制，避免加大。
同时要根据情况采取必要的稳固措施，稳固围岩与加固衬砌结合的对策。
2.2 强化岩体工程的稳固措施2.2.1 通过治水达到岩体稳定的目的如果围岩受到地下水的浸泡或者干扰都会削弱稳定性，因此，可以通过清除围岩水，采取相应的措施达到岩体稳固的目标。
2.2.2 采用锚杆加固达到岩体稳固的目的相对情况较好的岩体，自衬砌内侧向围岩内打入一定数量与深度的金属锚杆、砂浆锚杆，可以使一些岩体的稳定性提升，概念其粘结力，形成一定厚度的承载拱；将水平层状的岩石串联成组合梁，与衬砌共同承载外荷载。
缙云山隧道衬砌开裂原因与整治措施
缙云山隧道衬砌开裂原因与整治措施以缙云山隧道衬砌开裂原因与整治措施为主题，本文将对这一问题进行分析和探讨。
一、缙云山隧道衬砌开裂原因缙云山隧道是一项重要的交通工程，但是在隧道使用过程中，隧道衬砌出现了开裂现象。
那么，缙云山隧道衬砌开裂的原因是什么呢？1.施工质量问题施工质量是影响隧道使用寿命的重要因素之一。
在缙云山隧道施工过程中，如果对隧道衬砌的质量要求不高，会导致衬砌出现裂缝的现象。
2.地质问题缙云山隧道所处的地质条件也是影响隧道衬砌开裂的因素之一。
如果地质条件不稳定，隧道衬砌就容易出现开裂的现象。
3.使用年限问题随着时间的推移，隧道衬砌的使用年限也会逐渐增长，而隧道衬砌的老化和疲劳也会导致其出现开裂的现象。
二、缙云山隧道衬砌开裂整治措施对于缙云山隧道的衬砌开裂问题，需要采取有效的整治措施，以保证隧道的安全可靠性。
1.加强监测针对隧道衬砌开裂问题，需要加强对隧道的监测，及时发现问题并采取措施进行整治。
2.加强维护对于已经出现开裂问题的隧道衬砌，需要加强维护，及时修补并进行加固处理。
3.加强施工质量管理为了避免类似问题再次出现，需要加强施工质量管理，对隧道衬砌的施工过程进行严格的质量检查和管理。
4.优化地质条件针对地质条件较为不稳定的隧道，需要进行地质治理，优化地质条件，从而减少隧道衬砌开裂的风险。
5.加强隧道维修保养隧道的维修保养是保证隧道安全可靠性的重要措施之一，需要加强对隧道的维修保养工作，及时发现和处理问题。
缙云山隧道衬砌开裂问题是一个复杂的问题，需要采取有效的整治措施，以确保隧道的安全可靠性。
而对于其他隧道工程来说，也需要加强对施工质量、地质条件等方面的把控，以避免类似问题的发生。
浅谈隧道带裂缝衬砌病害治理措施
浅谈隧道带裂缝衬砌病害治理措施隧道病害是一个世界性的难题，隧道在建设和运营过程中不可避免的产生衬砌裂缝，无论是地质条件的因素或者是施工不当，都会对隧道衬砌的稳定性产生或多或少的影响。
中国是隧道较多的国家，裂缝病害不仅影响交通运行，甚至威胁人身安全，应当引起人们的高度重视。
1 工程概况柳梢沟隧道隧址所处地形、地貌单元属青海湖南山高山区，地形形态呈马鞍状、圆丘状、地形起伏大，植被丰富。
地面标高变化在3410.0-3609.73米之间，相对高差约200米，为一构造剥蚀高山区地貌，隧址区平均海拔在3430米左右。
构造地貌主要表现为山体强烈隆升，沟谷发育，山顶平坦的高原地貌景观。
隧址区所处区域为大陆性高原气候，具有气温较低、温差大、日照长、降水少等特点。
无霜期3-6个，年降水量250-550mm，年平均气温柳梢沟高山区0℃.隧址区出露的地层主要为第四系全新统地层残坡积、冲洪积沉积层、第四系上更新统冲洪积和三叠系泥砂质板岩。
2 裂缝成因分析柳梢沟隧道二次衬砌采用的是钢筋混凝土结构，其产生裂缝的因素主要有几个个方面：钢筋混凝土的干缩、温缩，外部压力又包括塌方体产生的压力等2.1 混凝土的干缩当混凝土在干燥空气中硬化时，会引起体积的收缩，即为干缩，干缩变形会使混凝土表面开裂，是产生裂缝的一个重要原因。
干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀，影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下会产生水力劈裂，影响混凝土的承载力等。
引起干缩的原因主要有原材料质量、施工方法、制作工艺、养护条件、生产工艺、操作水平等。
隧道为大体积长方结构，表面积大，因此混凝土干缩对裂缝的产生与扩展有重要影响。
2.2 混凝土的温缩结构构件随着温度的变化而产生变形，热胀冷缩。
当变形受到约束时，就可能产生裂缝，约束的程度越大裂缝就越宽。
2.3 塌方体产生的围岩压力塌方岩体对隧道产生巨大压力，促使了裂缝的扩展，为得出该压力对隧道裂缝的影响程度，我们用泰沙基围岩压力计算方法对隧道塌方处岩体进行分析。
带裂纹隧道二次衬砌承载能力的平面有限元计算分析
带裂纹隧道二次衬砌承载能力的平面有限元计算分析
张玉军;李治国
【期刊名称】《岩土力学》
【年(卷),期】2005(26)8
【摘要】以平面有限元位移法分析了带裂纹隧道二次衬砌裂纹尖端的应力强度因子及衬砌承载安全系数,其中主要考虑了裂纹深度、宽度及条数的影响。
从计算结果得知,随着裂纹深度、条数的增加,应力强度因子增大,衬砌承载安全系数减小,而裂纹宽度的影响不太明显。
【总页数】6页(P1201-1206)
【关键词】隧道衬砌;裂纹;应力强度因子;平面有限元分析
【作者】张玉军;李治国
【作者单位】中国科学院武汉岩土力学研究所;中铁隧道集团有限公司科研所【正文语种】中文
【中图分类】U45
【相关文献】
1.高速公路隧道砼二次衬砌极限承载能力的研究 [J], 袁红茵
2.高速铁路隧道二次衬砌的变形特性与极限承载能力 [J], 孙毅;张顶立;于富才;王剑晨;黄俊
3.带裂缝隧道衬砌的承载能力及安全性判定研究 [J], 陈家伟
4.公路隧道二次衬砌极限承载能力的研究 [J], 袁红茵
5.带裂纹隧道二次支护内设衬套补强效果的有限元分析 [J], 张玉军;李治国
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浅析隧道衬砌裂缝产生原因及治理措施
浅析隧道衬砌裂缝产生原因及治理措施摘要:论述目前隧道工程的存在的质量问题，着重对衬砌裂缝产生的原因，以及防治措施和综合治理方面进行分析并提出相应的防治对策！关键词:衬砌裂缝；原因分析；预防；治理。
引言从21世纪开始，我国基础设施建设的快速发展阶段，同时加上原有的部分，我国铁路、公路、城市道路等已有数万条，仅运营铁路和高速公路两项全国总里程至2019年已突破27万公里。
修建铁路、公路及城市道路就离不开各式各样的隧道工程的配套，目前部分已运营的或在建隧道工程或多或少的存在衬砌开裂的现象，有些已经严重影响结构安全和运营安全，有些工程甚至在未交付使用时已经出现衬砌裂缝，而这种现象在公路隧道工程中较为常见。
甘肃省前几年因偷工减料导致隧道出现质量问题（其中包括衬砌开裂现象），在全国引起极其恶劣的影响。
陕西省内的多座公路隧道在投入运营后，也出现衬砌开裂现象，并进行综合返工处理。
全国其他省份的情况大多相类似，大同小异而已。
以上实例充分说明，隧道工程衬砌出现裂缝已不是个例，具有普遍性，只有参建各方仔细认真的做好相关的业务内容，才能从根本上杜绝此类情况的发生。
本文从隧道工程裂缝产生原因进行分析，同时在预防及综合处理方面把个人的经历进行一些粗略总结：一、裂缝产生的原因（一）设计方面1、前期地质勘探不够详细，致使围岩级别划分不准、衬砌类型选择不当，造成衬砌结构与围岩实际荷载不匹配，引发衬砌裂缝产生。
2、山岭隧道偏压地段未采用相应的衬砌形式，如陕南大部分隧道的原地貌为偏压类型，针对此类地貌的隧道，设计时应着重考虑。
3、针对地质软弱段，未增加有效的防、排水措施，减少裂隙水对临空面的冲刷；也未对仰拱采取补强措施，导致混凝土承载力或支撑能力降低。
4、对于围岩级别局部存在差异时，如：出现褶皱、破碎带、断层等情况，局部围岩松散、压力或构造应力较大，未调整相应衬砌措施，往往采用“通用设计”“一刀切模式”等。
（二）施工方面1、进场材料（碎石、砂、水泥、钢材、外加剂等）控制不严，未按要求进行批次检测，出现砂含泥量偏大；碎石粒径超标，级配不合理；钢材物理性能不达标；外加剂性能不稳定。
浅析公路隧道衬砌裂缝检测和治理对策
浅析公路隧道衬砌裂缝检测和治理对策随着社会经济的持续增长，我国的交通运输体系在经济发展中占据着越来越重要的地位，隧道工程建设在其中发挥着很大的作用。
公路隧道施工方法多源于施工经验和工程类比，受技术发展水平限制和地下环境不确定因素的影响，隧道往往出现渗漏水，严重时衬砌结构出现开裂，直接关系到隧道施工质量和人员生命财产安全。
衬砌裂缝是一种常见的病害，多是因为施工技术不佳、施工工艺不佳、施工材料不佳和专业人员操作水平过低造成的。
如果能够采用合适的检测方法来判断病害的影响程度，并寻找科学的对策来解决，那么也就能够找到合适的方法消除隧道工程中存在的缺陷，从而较好地保证公路隧道通车运营。
1.工程概况本文主要通过选取青海省国道569克图至大通隧道KDSG6项目老营庄隧道二次衬砌来对其进行全面研究。
隧道全长1205m，隧道二衬高8.8m，侧墙的高度为6.4m，隧道埋深在1.8m～45m之间，隧道初期支护为喷锚和钢筋网片支护，二次衬砌为C30模筑混凝土。
在建设的过程中，出现过包括水害、冻害和不良地质、未按规范要求施工等原因使得隧道的衬砌出现开裂和变形的状况，甚至局部出现剥落或者疏松。
据统计，隧道开裂发生在个别节段的侧墙、顶板。
裂缝宽度基本上小于0.2mm，只有小部分裂缝宽度大于0.2mm，整体呈现中间较宽而两头较细且长短不一，少量渗水在混凝土裂缝处形成。
6）加强库内通风换气。
经常检查，一旦发现虎皮病有发生苗头，立即组织出库销售，杜绝病害蔓延，避免整库果实染病，造成重大损失。
2.原因分析统计发现裂缝多出现在隧道的节段侧墙处，呈现不规则形状，据此分析可以认定该问题主要是由于混凝土配合比不合理导致的非受力变形引起的。
少量出现在顶部，经试验检测拱顶有空洞，部分衬砌根本没有达到设计要求中所要求的相关厚度，推断为施工工艺不规范的同时，由于整个隧道工程的矢跨比较小，而围岩整体埋置深度大都较浅，二次衬砌在垂直的方向上会面临较大的围岩压力，再加上在设计的过程中也没有考虑到其他加固、抗渗和抗震的措施，在围岩排水不畅时，局部水压力过大应力集中，主体结构在运行的过程中容易出现裂缝。
单线铁路隧道衬砌开裂原因分析及相应的处理措施
单线铁路隧道衬砌开裂原因分析及相应的处理措施随着铁路交通的快速发展，单线隧道的建设也越来越快速。
而单线隧道的衬砌不可避免地会出现开裂等问题，这些问题给铁路的安全造成了极度的威胁。
本文将对单线隧道衬砌开裂原因进行详细阐述，并提出相应的处理措施。
一、单线隧道衬砌开裂的原因1.设计和建设中的问题(1)不当的设计：隧道衬砌设计过程中存在的缺陷可能会引起开裂问题。
例如，设计中的施工方案不合理，衬砌厚度不符合要求等。
(2)施工不当：由于施工过程中的小问题，例如工人水平、设备故障或材料问题，也会导致开裂问题。
2.自然因素自然灾害如地震、雨雪、地质条件(长期湿度或湿度高)等等，都会导致隧道衬砌发生开裂现象。
3.运营和使用中的问题由于使用量不均匀，例如某个部分比其他部分多，不适当的维护等，这都可能导致衬砌出现开裂现象。
二、单线隧道衬砌开裂的危害1.对列车行驶的安全造成威胁如果单线隧道衬砌出现开裂，列车的行驶速度可能会受到影响。
如果裂缝的大小不一，列车可能会出现摇晃、晃动等安全隐患。
2.破坏环境由于隧道内部有空气流动，衬砌裂缝可能会导致空气污染。
此外，如果衬砌严重开裂，并且没有及时得到处理，可能会导致地面塌陷、建筑物崩塌等危害。
三、单线隧道衬砌开裂的处理方案1.针对设计和建设问题针对设计上的问题，必须制定专业合理的施工方案，并进行全面的过程监测来确保质量。
2.针对自然因素单线隧道衬砌的开裂问题是一个长期的过程，并需要进行有效的监控。
这项工作可以采用先进的传感器监测技术。
3.针对使用量的问题控制运营宽度，消减运营次数，以便减少大块石头的撞击，同时适当增加衬砌的厚度和加强维修和保养。
四、结论单线隧道衬砌开裂是能够回避的问题，但只有通过高水平的管理、设计和施工、以及监控和维护，才能在一定程度上降低这个问题的出现。
对于衬砌开裂的情况，需要进行及时的处理并采取相应的预防措施，以确保铁路运输的安全性和可靠性。
隧道衬砌结构常见的裂损问题以及防治方法分析
第43卷第6期•172 . 2 0 1 7 年 2 月山西建筑SHANXI ARCHITECTUREVol.43 No.6Feb.2017•桥梁•随道•文章编号：1009-6825 (2017) 06-0172-02隧道衬砌结构常见的裂损问题以及防治方法分析李勇U(1.西南交通大学，四川成都610000; 2.中铁城市发展投资集团有限公司，四川成都610000)摘要:简述了隧道衬砌裂损缺陷的类型，基于隧道衬砌裂损的防治原则,从嵌补、锚杆、增加套拱等方面，介绍了一些常用的隧道 衬砌加固措施，旨在确保隧道的正常运营。
关键词：隧道，裂损缺陷，加固措施，岩体中图分类号:U457 文献标识码:A随着我国基础建设要求的不断提高，基础设施的建设进一步 完备，我国的隧道也得到了空前的发展。
目前，我国已经成为了 世界上拥有隧道最多的国家，而且发展速度遥遥领先。
隧道已经 成为城市中最重要的出行设施，客流量不断上涨，可以预见，如果 在这种情况下隧道发生问题,那么就会造成相当严重的生命和财 产损失。
最近，很多技术人员和研究人员发现，在施工以及运营 过程中，隧道会由于周边环境的影响，水体、冻害还有不良地质的 侵蚀,逐渐发生开裂、变形等问题,承载能力下降，使用寿命下降，安全不能保证，甚至可能出现坍塌的危险，对隧道裂损进行分析 与防治迫在眉睫，因此本文针对隧道存在裂损情况以及如何进行 防治进行了研究。
1隧道衬砌裂损缺陷的分类根据统计，按照隧道衬砌不同的裂损现象特征，将隧道衬砲 的裂损分为三种类型。
第一种裂损类型是隧道衬砌变形。
这主 要是基于隧道受到外力作用产生的结构形变，分为纵向受力变形 与横向受力变形两种。
纵向变形是由于隧道承受纵向力引起的变 形，横向变形是由于横向挤压引起的形变。
第二种裂损类型是衬砌 的位移。
衬砌位移同样也分为两种情况，横向位移与纵向位移，一 般是指整个隧道衬砲的整体或者其中一部分结构出现下沉、平移 和转动等位置的变化。
衬砌引水隧道开裂的原因分析及治理技术
衬砌引水隧道开裂的原因分析及治理技术摘要：为了确保引水隧道的安全、高效运转，必须进行隧道衬砌，而衬砌的施工质量直接影响到隧道施工的安全。
对于衬砌结构的质量问题，若不及时进行评估，并提出符合技术、质量要求的合理的治理措施，不但会影响隧道的正常使用，还会导致隧道结构的进一步损伤和功能的损害，从而导致人员、资金的损失。
关键词：引水隧道；衬砌；开裂原因；检测方法；治理技术引水隧道衬砌是以钢筋混凝土等材料以拱圈、边墙、仰拱和底板的形式支撑和维持隧道的长期稳定性和耐久性的永久结构物。
隧道的衬砌结构形式，应根据隧道的地质地貌、结构的合理性、施工方法、施工工艺等方面综合考虑。
一、引水隧道衬砌的功能引水隧道衬砌应具有足够的强度和耐久性，并具有一定的抗冻、抗渗和抗冲刷能力。
它的功能有：①支撑和维持隧道的稳定；②控制围岩的变形，确保围岩的稳定性，防止围岩的风化；③抗围岩压力、内水压力等荷载；④预防渗漏；⑤防止岩体受水流、空气、温度、干湿变化等因素的侵蚀和破坏；⑥降低表面粗糙度。
二、衬砌引水隧道开裂的原因分析衬砌裂缝是隧道衬砌结构承载能力超过其强度的一种表现形式，而二次衬砌的开裂是一种普遍现象。
衬砌裂缝是隧道破坏的最直接表现，它的承载能力超过了本身的极限，它包括了从低层向断裂发展的变形特性，是引水隧道施工过程中衬砌结构安全状况的一个重要指标。
根据产生原因，衬砌开裂可分为两种类型：变形开裂和受力开裂。
1.变形开裂。
造成变形开裂是由温度效应、混凝土早期收缩、基础不均匀沉降等原因造成的。
其特点是：①由于温度、养护等因素所造成的裂缝，其宽度一般都很短，且走向没有明显的规律性，危害程度也不大；②非均匀沉降引起的裂缝，往往会因不均匀沉降方向而形成一条长大的纵向或环形裂缝，这与不均匀沉降的稳定性有一定关系。
一般情况下，变形裂缝对结构的承载力没有影响。
2.受力开裂。
受力裂缝普遍存在，其产状具有一定的规律性和同向性，其裂缝的长度、宽度、深度通常都很大，严重地影响了其承载力，并对其安全造成了长期的危害。
隧道衬砌缺陷整治措施分析核心思路
隧道衬砌缺陷整治措施分析核心思路摘要：在隧道工程衬砌结构施工过程中，受到各类因素影响，容易带来衬砌缺陷问题，影响到衬砌结构的稳固性，进而降低了区段隧道工程环境的安全性，本文针对表层剥离空响、混凝土厚度不足、钢筋布设异常、混凝土裂缝问题等缺陷问题的发生原因展开分析，同时拟定了针对性整治措施，其目的在于降低缺陷问题发生概率，提高隧道衬砌结构的稳固性。
关键词：隧道工程；衬砌结构；混凝土隧道衬砌缺陷作为隧道工程施工中经常出现的问题，若是缺陷无法进行及时治理，将直接影响到衬砌结构的压力承受能力，从而带来洞身形变、塌落等问题，降低隧道工程应用状态的安全性。
通过分析衬砌缺陷的出现原因，并拟定相应的整治措施，不仅可以加快衬砌缺陷问题的处理进度，而且能够保证衬砌结构的稳固性，提升隧道工程运营环境的安全性。
1隧道衬砌缺陷产生原因1.1表层剥离空响造成表层剥离空响问题的原因如下：（1）在前期隧道开挖时，没有做好衬砌结构表面平整度的检查，这也直接影响到的混凝土的喷涂效果，造成部分混凝土无法贴合衬砌结构表面的情况，从而带来了上述问题。
（2）进行混凝土浇筑时，泵送压力不足，而混凝土自重相对较大，此情况下也会降低混凝流速，使其较难完整充填围岩表面，造成衬砌结构和围岩结构间的脱空问题。
（3）在衬砌结构的防水施工阶段，由于基础层平整度较低，使得防水层无法准确附着衬砌结构，带来剥离空响问题。
或者在防水施工阶段，局部结构的紧绷程度较高，也会带来此类问题，影响到衬砌结构的稳固性。
1.2混凝土厚度不足造成混凝土厚度不足问题的原因如下：（1）在前期隧道开挖时，所采用的开挖技术合理性较差，造成了局部欠挖问题，这样也造成部分区段拱架直接入侵到二衬结构中，从而带来了混凝土厚度不足的问题。
（2）进行混凝土浇筑时，由于泵送压力不足，使得混凝土较难完整填充隧道表层。
例如，在拱顶衬砌施工时，由于泵送压力较低，使得混凝土较难完整贴合拱顶，同时也会带来混凝土浇筑厚度不足的问题，影响到凝结后结构的承载力[1]。
隧道衬砌裂拱机理分析及整治
隧道衬砌裂拱机理分析及整治1. 引言近年来，我国地铁建设逐年增多。
地铁隧道建设工程是地下城市交通基础设施之一，其建设质量对城市的交通运输起到关键作用。
在地铁隧道建设过程中，衬砌开裂属于较为常见的问题之一。
衬砌开裂会对隧道的稳定性、安全性、运营和维护等带来较为严重的影响。
本文基于当前的隧道建设现状，对隧道裂拱机理及其整治研究进行分析并提出相应的治理方法。
2. 隧道衬砌裂拱的表现地铁隧道衬砌主要采用的材料为混凝土，其主要功能是支撑隧道的地层，抵抗地层对隧道的挤压力和支撑隧道的荷载，同时防止地下水渗透。
衬砌裂缝是常见的发生在隧道内侧环形接缝处，其特征是线性和细小，裂缝往往会伴随着隧道大变形而延伸。
隧道衬砌的裂缝分单独裂缝和群体裂缝两种类型。
单独裂缝表现为一个通长的线性裂缝，由于地层变形引起。
而群体裂缝则是由于一段隧道表现出明显的弯曲，因而裂缝以一定间距分布在该段隧道的内环上。
地铁隧道在设计阶段需要考虑的因素较多，隧道深度、影响地层的种类和特性、围岩的完整性和可塑性等，都是会对隧道设计施加影响的因素。
同时，工程的建设难度也也会为隧道的安全施工埋下隐患。
3. 衬砌裂缝的成因衬砌开裂具有严重的隐蔽性和危害性，其施工、后期维护和治理等方面的技术难度相对较大。
在工程实践中，衬砌开裂的主要成因可以归纳为以下几个方面：3.1 材料质量和强度不足作为支撑隧道的主要材料，衬砌的质量和强度直接影响了隧道的稳定性和耐久性。
而不合格的原材料，长时间的露天曝晒、储存和搬运等环节，将会导致材料强度和质量的严重下降。
3.2 设计不当地铁隧道设计为非线性结构，相对于桥梁和建筑，属于一种相对较新的建筑类型，涉及到的因素比较多。
而设计不当常导致隧道衬砌裂缝产生。
隧道的设计需要考虑隧道的地质环境、运营和维护等影响因素。
3.3 隧道施工衬砌开裂的原因很多，施工阶段的质量和细节管理也是其中一个重要原因。
铺设衬砌前，需要对放线进行检验，及时排查问题。
1隧道注浆和防排水技术1(2011.11.28李治国 )
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• 二 隧道注浆和防排水技术的现状及 发展趋势
• （1）新技术、新方法、新材料、新工艺不断涌现出。 • （2）多种措施综合治理的防排水方法和理念逐渐被 人们接受。
• （3）人们对于“堵水”的认识程度逐渐提高。
• （4）防排水和环境保护的联系越来越密切。
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大批工人见证隧道贯通的重要时刻
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•
2、公路方面
1949年以前，全国(港、澳、台地区除外)公路通 车里程仅为8万公里。 • 1996年,全国公路通车里程达118.6万公里,其中 高速公路3422公里,。 • 2010年底，全国公路网总里程达到398.4万公里， 其中高速公路通车里程达到7.6万公里。 • 到2015年，我国公路网规模进一步扩大，技术质 量明显提升。公路总里程达到450万公里，国家高速 公路网基本建成，高速公路总里程达到10.8万公里， 覆盖90％以上的20万以上城镇人口城市，二级及以上 公路里程达到65万公里，国省道总体技术状况达到良 等水平，农村公路总里程达到390万公里。
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南水北调-穿黄工程
总长4.25km,隧道内直径7.0m,采用泥水盾构 施工,盾构刀盘直径9.0m，管片外直径8.7m,内径 7.9m,管片内预应力混凝土整体结构厚0.45m。 2005年9月开工,预计2011年12月完工。
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2010年6月22日由中国中铁隧道集团、中国葛
洲坝集团联合体承建的南水北调中线穿黄工程上游 线隧洞盾构掘进胜利贯通， 2007年6月份盾构机在 北岸竖井内组装，采用分体始发，始发中克服了 0.4Pa高水压条件的始发难题，端头采用旋喷加固加 冷冻的组合加固方案，从而一次始发成功。“穿越 号”盾构在掘进中一次穿越了3450m的黄河水底隧洞， 历经近500舱次的高压换刀作业，安全顺利掘进了 800米黄河主河床。从而攻克了南水北调中线穿越黄 河的重大施工节点，盾构机于2009年12月22日完成 了过河段掘进，安全到达南岸竖井。
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。
圆梁山隧道衬砌裂缝及渗漏水治理技术
表 1 混凝土构件不适于继 续承载的裂缝宽度评定标准 Table 1 Criteria of crack widths for further loading
3. 2 裂缝治理技术
主要采用以下两种方法。 ( 1) 直接涂抹法 直接涂抹法主要是针对裂缝宽度在 0. 1~ 0. 3 mm
之间、且无明显的剪切滑移和渗漏水迹象、对结构的 承载能力影响不大、不影响结构安全和正常使用的 裂缝, 采用水泥基渗透结 晶型材料进行涂 抹处理。 具体施工步骤如下:
用凿除、喷砂、酸洗、钢丝刷 洗、高压水或风 冲等方法, 让裂缝周围的基机粗糙、干净。
毛坝向斜走向为东西向, 西翼高, 东翼低, 呈长 舟形, 为一封闭的可溶岩不透水的盆状构造, 很容易
造成大气降水的汇聚、下渗和循环, 加速灰岩的溶蚀 速度, 形成大型深埋充填型溶洞。且毛坝向斜受地 质构造影响, 存在 P2w + c 和 P1 q+ m 两层承压水, 据 定测深孔钻探表明, 承压水压力高达 4. 42~ 4. 6 MPa。 隧道最大埋深 780 m。围岩级别主要为 级、 级 和 级。高压富 水区位于 DK353+ 200~ DK355+ 400 段, 长达 2 200 m, 隧道上方地层中存在 T 1d、P2w + c、P1 q+ m 三层承压水, 相对于隧道标高, 最高静 水头 442~ 460 m。毛坝向斜设计隧道最大涌水量为 8. 3 104 m3/ d, 最大水压 4. 6 MPa。对隧道影响较大 的断层共有 11 条, 其中毛坝向斜区共有 9 条, 桐麻 岭背斜区 2 条, 除 F1、F2、F3、F01、F02为具有压性特性 的走向逆断层外, 其余为横向 断层, 具 有张扭性特 性。各层深部溶蚀- 构造裂隙相当发育, 地下水沿水 平运移条件好, 隧道渗透性较上部较好。
铁山隧道采空区稳定性分析及治理技术研究
分 类号
Ｔ ２ １ Ｄ ３ ５．
文献标 识码
Ａ
文 章编号 １ ０ ．９ ２ ０ ）８ １６ ．６ ０６ （０ ２０ ． ｌ８０ ０ １ ５
砂 岩 与 须 家 河 组 第 ７组 二 亚 段 的 粉 ～ 细 粒 砂 岩 。
１ 工 程 概 况
巴 彭 公 路 铁 山隧 道 位 于 四 川 省 达 县 幺塘 乡 与 Ｉ 金 坛 乡 分 界 线 上 ，全 长 ２０ ９ｍ， 东起 幺塘 乡岩 峰 ９ 村 大 河 沟 ，西 止 于 金 坛 乡举 人 村 的 安 二 河 沟 ，东
口桩号 Ｋ１２ ２ ７ ４ ＋ ６ ，设计高程 ５ ０３ ７ ．ｌｍ；西 口桩 号 Ｋ１０ ｌ ８ ４ ＋ ６ ，设计 高程 ６ ０５ ０ ． ｍ。道路等级 ：隧道 ８ 二级 ，引 线 三 级 ；计 算 行 车 速 度 为 ４ ｍ ｈ ０ｋ ／ ，行 车
道 宽 度 为 ７５ｍ； 隧 道 建 筑 限 界 ：净 宽 ９５ｍ，净 ． ．
ＦｇＩ Ｇｅ ｌ ｉａｐｏ ｌ ｏ ｄｓａｅ ｎ（ ４ ＋ ２ ￣ ＋ ０ ） ｉ． ｏｏ ｃｌ ｒｆｅ ｆ ｉ ｓｄｚ ｅＫ１０ ５ ７ ６ ８ ｇ ｉ ｅ ｏ
煤 层 。其 中砂 岩 主 要 为 珍 珠 冲 组 底 部 的 细 ～ 中粒
２Ｏ Ｏ １年 １月 １ 日收 到 初 稿 ，２ Ｏ ６ Ｏ １年 ３月 ２日收 到 修 改 稿 。
维普资讯
第 ２ 卷 １
第 ８期
岩 石 力 学 与 工 程 学 报
Ｃｈ ｅ ｅＪ ｕ ｎ ｌ ｆ ｏ ｋＭ ｅ ｈ ｎｃ ｎ ｅ ｎ ｅ ｉ ｓ ｏ ｒ ａ Ｒ ｃ ｃ ａ ｉｓａ ｄＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｏ
２ （） Ｉ６ ～ Ｉ７ Ｉ８ ： Ｉ ８ Ｉ ３
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衬砌开裂隧道的稳定性分析及治理技术
李治国
张玉军
(中铁隧道集团有限公司科研所 , 洛阳 471009) (中科院武汉岩土力学研究所 , 武汉 430071)
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 概 述
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 、维修管理等方面的原因 , 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 。
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 。
K 2Ⅰ +4 .2K 2Ⅱ =K 2Ⅰ C
(1)
式中 K Ⅰ 、K Ⅱ为 Ⅰ 、Ⅱ型裂纹应力强度因子 ;
更大一些 。
表 2 裂缝宽度影响程度分级
Table 2 Classification of the degree of influence
of different crack widths
检查项目 环境 材料 裂缝宽度/ mm 影响级别
W ≥0 .5 严重 影响 A
隧道裂缝 正常湿度 钢筋 0.3≤ W <0 .5 较大影响 B
K Ⅰ C为 Ⅰ 型裂纹断裂韧度 。
(3)混凝土的断裂韧度 K Ⅰ C
常用的混凝土的断裂韧度 KⅠC 的测试方法有 :①
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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 KⅠC的实测数据[ 2] , 从实测数据看 KⅠC的离散性较大 , 一般混凝土的 K ⅠC =0 .3 ～ 1 .0 MN .m-3/2 。
图 1 三种裂缝形式 Fig .1 T hree types of cracks
(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
>0 .2 0(0 .30) >0 .3 0(0 .50)
>0 .40 >0 .1 0(0 .20)
出现裂 缝
注 :表中括号内限值适用于冷拉 、Ⅱ 、Ⅲ 、Ⅳ级钢筋的预应力混凝土构件
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现代隧道技术
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
收稿日期 :2003 -06 -17 作者简介 :李治国 , 男 , 高级工程师, 总工程师 .
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衬砌开裂隧道的稳定性分析及治理技术
配筋 , 混凝土灌注 、拆摸 、养护不合规定 、厚度不够 、 强度不足 、蜂窝麻面现象严重 , 防排水体系不健全或 发生堵塞 。
(4)环境影响问题 环境影响因素很多 , 主要表现在以下三个方面 : ① 地下水的侵蚀 , 主要是受地下水的物理或化学 作用 ,导致混凝土碱度降低 、水化产物分解或体积膨 胀, 从而引起混凝土强度降低或开裂 、破坏 。地下水侵 蚀主要有溶出性侵蚀 、酸性侵蚀 、盐类析晶侵蚀等 。 ② 空气的影响 , 主要表现在混凝土的碳化 。 由 于空气中的二氧化碳和混凝土 的碱性成分氢 氧化 钙 、硅酸三钙 、硅酸二钙等水化产物相互作用 , 形成 碳酸盐 , 降低混凝土碱度 , 破坏钢筋表面的钝化膜 , 使混凝土失去对钢筋的保护作用 , 加快钢筋锈蚀 ;同 时碳化还会加剧混凝土的收缩 , 导致混凝土结构产 生裂缝和破坏 。 ③ 混凝土在寒冷气候和地下水的共同作用 , 宜 引起结构冻融破坏 。 主要是由于在一定的冻结温度 下 , 在混凝土内部或外部形成结构冰或过冷的水 , 水 结冰产生体积膨胀 , 过冷的水发生迁移 , 当温度升高 到一定程度时 , 冰又融化为水 , 这样引起了混凝土外 部压力和内部应力的变化 , 使混凝土内部出现空隙 和微裂隙 ;当达到产生裂缝的条件时 , 混凝土内部孔 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 。 ③ 隧道年代久远 、结构老化 、年久失修 。
《 TB10003 —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 W max 不应大于 0 .2 mm 。
《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 。
2 .2 隧道产生开裂的主要原因
根据国内有关的统计资料和参考文献 , 并结合 作者调查有关的工程实例和病害整治经验 , 我国隧 道产生病害的主要原因为地质问题 、设计问题 、施工 质量问题 、环境影问题主要有 :软弱破碎围岩 、 岩溶 、暗河 、流沙 、滑坡 、膨胀性围 岩 、岩堆体 、高应 力 、偏压 、高水位 、煤层瓦斯 、石油天然气 、高地温 、地 基不均匀沉降等 , 这些因素往往导致隧道支护结构 变形 、破坏 、渗漏水或坍塌 , 尤其在深埋 、高水位 、富 水区 、岩溶隧道施工方面应引起高度重视 。 (2)设计问题 主要是隧道位置选择不好 , 穿越的地质条件和 环境条件复杂 ;设计的地质条件与实际偏差较大 ;结 构形式和断面形式不合理 , 支护结构强度不够 , 防排 水体系不完善 , 对混凝土收缩及温度应力未采取措 施 , 细部处理不当 , 导致隧道使用年限减少 。 (3)施工质量问题 主要是开挖和支护方法不合理 , 欠挖未进行处 理 , 超挖未进行回填 , 支护结构背后存在空洞 , 隧道 基底未清理干净 , 回填不合要求 , 衬砌结构未按要求
检查项目
受力主 筋 处的 弯曲(含 一 般弯 剪)裂缝 和 横向 或斜向 拉 裂缝 宽度/ mm
剪切裂缝
环境 正常湿度环境
高湿度环境 任何湿度环境
构件类别
钢筋混凝土
主要构件 一般构件
预应 力混凝土
主要构件 一般构件
钢筋混凝土 预应 力混凝土
任何构件
钢筋混凝土或预应力混凝土
Cu级或 du级/ mm >0 .50 >0 .70
(1)裂缝在外力作用下的三种扩张方式 裂缝扩展主要有三种类型 :张开型(Ⅰ 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 。 如果裂纹同时受正应力 和剪应力作用时 , Ⅰ型和 Ⅱ型(或 Ⅲ型)同时存在 , 称 为复合型裂纹 。 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 。
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
表 1 混凝土构件不适于继续承 载的裂缝宽度评定标准 Table 1 Evaluation criteria for crack widths of concrete elements not suitable for further loading
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
空不足侵入建筑限界的 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 %。
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 正常使用 、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 。