隧道裂缝范文

隧道裂缝范文（精选9篇）

隧道裂缝 第1篇

1 国内外对隧道裂缝的研究现状

对于隧道裂缝的维修与加固, 国内外均开展了一些研究, 而且也有过一些工程实践。国际隧协地下结构维护与修复工作组于1991年开始了将无损检测技术应用到隧道检测中的课题研究, 德国地下交通设施研究会完成了该课题的基础研究, 针对隧道的特殊情况, 提出在隧道工程中应用无损检测技术应满足的要求, 讨论了在隧道中应用无损检测技术的优缺点及适用范围, 并对地质雷达、红外线温度记录法和多光谱分析法这三种能够进行快速初步调查的方法进行了详细介绍。

在国内, 对混凝土裂缝的开展和工程结构裂缝的控制研究比较多, 有代表性的有王铁梦、方利成、杜彬、张晓峰、蒋元驹、韩素芳、关宝树等。隧道与地下工程专家关宝树提出, 对于隧道衬硕裂缝病害必须“早期发现、及时维护”, 在施工过程中的质量控制中, 采用游标卡尺、幵裂规尺、相机及记录用纸来调查与描述衬砌表面裂缝状况。采用以水泥量和水灰比测定值为指标或以促进水化反应强度的试验方法来检测衬砲的早期质量及强度。采用打击声法和电磁波法来检测衬砲厚度及背后空洞。荣耀等基于弹性地基梁法建立了隧道衬砌裂缝间距和宽度的计算方法;蒲春平等研究了温度应力引起的裂缝间距和宽度计算公式, 探讨了由温度应力引起的裂缝开展规律。在裂缝量测方面, 潘洪科等采用钢弦式频率震动测缝计, 水泥钢钉和千分表对裂缝的宽度化进行了监测。

2 隧道裂缝的危害

隧道衬砌开裂是隧道病害的主要形式, 它破坏了隧道结构的稳定性, 降低了衬砌结构的安全可靠性, 影响隧道的正常使用, 甚至危及行车及人身安全。隧道衬砌开裂的主要危害有以下几点:

(1) 降低隧道初衬结构对隧道围岩的承载能力;

(2) 由过度变形产生的裂缝, 使隧道净空变小, 影响车辆安全通过;

(3) 拱部初衬掉块, 形象行车和人身安全;

(4) 衬砌裂缝出现漏水现象, 造成钢筋及洞内设施锈蚀, 道床翻浆冒泥, 严寒地区衬砌产生冻害;

(5) 铺地和仰拱开裂, 基床翻浆、线路变形、危害行车安全, 被迫降低车辆运行速度, 大量增加养护维修工作量;

(6) 在运营条件下对开裂衬砌进行大修整治, 施工与运营相互干扰, 费用增大。

3 隧道裂缝现阶段研究的主要情况

目前对隧道衬砌病害的研究主要是针对运营的某隧道某种原因导致开裂而开展的, 对隧道衬砌开裂机理及开裂衬砌稳定性的研究还很不系统, 对隧道裂缝所引发的隧道灾害的预防和治理也并没有一套完整的理论依据和技术指导。

3.1 现阶段的研究目标

可能导致隧道衬砌结构的开裂原因包括混凝土不均匀收缩, 不均匀高地压 (包括塑性地压、膨胀地压以及破碎围岩的松弛地压) , 偏压, 冻胀作用, 地下水作用, 衬砌背后空洞, 衬砌厚度不足, 围岩处理不当, 先拱后墙法施工, 地层扰动, 未设仰拱, 混凝土养护缺陷, 不均匀变形以及碳化、氯离子等腐蚀环境。

在现阶段隧道裂缝的研究中, 从隧道裂缝的大小、走向、位置、受力变形形态等诸多因素对隧道裂缝进行分类, 并针对不同种类的裂缝进行数值模拟, 找出隧道裂缝产生的原因。此外, 对不同原因产生的裂缝进行病害评价, 并对需要加固维修的裂缝进行模型试验, 力求找到治理裂缝的方法或新技术。

3.2 现阶段研究拟解决的关键性问题

(1) 详细划分衬砌裂损的分类方法并分析病害产生的原因;

(2) 针对不同种类的裂缝病害提出相应的衬砌裂损检测与病害整治技术;

(3) 对治理效果进行实验模拟和计算分析;

(4) 对现有裂缝防治措施的改善和新材料的研制、开发。

4 结束语

总而言之, 在我国隧道建设数量告诉增长的情况下, 对隧道进行安全监测与裂缝处理成为了工程安全的关键。基于前人对衬砌裂损研究, 吸取隧道衬砌裂损整治比较成功的经验, 详细划分衬砌裂损的分类方法并分析病害产生的原因, 并在此基础上提出既有线铁路隧道衬砌裂损检测与病害整治技术, 提出加固围岩和加固衬砌结构并举治理隧道衬砌裂损病害的方法迫在眉睫。

参考文献

[1]铁道部运输局基础部.铁路隧道检测技术手册.北京:中国铁道出版社, 2007.

[2]关宝树.隧道工程维修管理要点集[M].北京:人民交通出版社, 2004.

[3]何川, 佘健.高速公路隧道维修与加固[M].北京:人民交通出版社, 2006 (6) .

[4]杨新安, 黄宏伟.隧道病害与防治[M].上海:同济大学出版社, 2003.

[5]江滨, 张顶力, 王梦恕.铁路运营隧道病害现状及检测评估[J].中国安全科学学报, 2003.

[6]陈礼伟.浅析隧道病害调查方法与处理技术[J].现代隧道技术, 2004.

[7]崔秀龙, 吴小萍, 阳军生.隧道衬砌裂损病害整治技术研究.

[8]荣耀, 许锡宾, 蔡晓鸿.基于弹性地基梁法的隧道衬砌裂缝间距和宽度的计算[J].重庆建筑大学学报, 2006.

隧道二衬裂缝专项治理 第2篇

*****隧道二衬裂缝专项整治

汇

报

材

料

***************有限公司

2013年03月18日

**********合同段 ********二次裂缝专项整治汇报材料

尊敬的各位专家、领导：

感谢各位专家、领导能在百忙之中来到****公路，对我们**5标施工的***隧道二衬存在的裂缝问题进行专项研究，帮助我们提出整改和整治的有效方案，下面请允许我把隧道现场具体情况向各位专家、领导做如下汇报：

一、工程概况 我****公路第5合同段，位于******，起于********，经******设***隧道至******村，在***水泥厂南侧设****隧道，终于******K115+420，全长****公里。我标段负责施工的***隧道位于***，左洞起讫里程，全长1940m，右洞起讫里程YK～YK，全长1970m。本隧道为双洞单向交通隧道，左右洞测设线间距20～44m，进出口均有5.0m明洞。本隧道二衬出现裂缝的里程桩号为：

1、YK左边墙二衬环向裂缝，长2米；

2、ZK左边墙二衬环向裂缝；

3、ZK右边墙二衬纵向裂缝，长11.9米；

4、ZK右边墙二衬纵向裂缝，长20米；环向裂缝长3米；

5、Z左边墙二衬纵向裂缝，长4米。

二、施工情况

1、Y段： S复合式衬砌中的初期支护拱架采用I钢拱架，间距m； cm厚C喷射砼厚度调整为cm；系统锚杆采用L=m药卷锚杆，纵环间距m； 超前支护采用Φ42注浆小导管，L=m，每环纵距为m。

2、ZK处：S复合衬砌。

3、ZK段：S复合衬砌。

4、ZK段：在S复合衬砌基础上进行调整如下： ⑴拱部及边墙复合衬砌中由原设计25cm厚C20喷射混凝土、1.2mm厚EVA防水卷材、45cm厚C25模筑混凝土变更为25cm厚C25气密性喷射混凝土、1.2mm厚ECB/EVA共挤防水卷材、50cm厚C30气密性模筑混凝土，其他结构不变。⑵仰拱中增加15cm厚C25气密性喷射混凝土、1.2mm厚ECB/EVA共挤防水卷材，仰拱由原设计45cm厚C25模筑混凝土变更为50cm厚C30气密性模筑混凝土仰拱。

5、ZK段：原设计S基础上参照S进行调整。⑴拱部及边墙复合衬砌中防水层、二衬衬砌由原设计1.2mm厚EVA防水卷材+40cm厚C25模筑混凝土变更为1.2mm厚ECB/EVA共挤防水卷材+40cm厚C30气密性模筑混凝土，其他结构不变。⑵仰拱由原设计S4b变更为S4h，即增加15cm厚C25气密性喷射混凝土+1.2mm厚ECB/EVA共挤防水卷材+40cm厚C30气密性模筑混凝土仰拱+C15片石混凝土仰拱回填。

三、原因分析

1、环向裂缝 YK、ZK、ZK段环向裂缝从二衬底部开始，沿结构轴线呈现45度方向向相邻两板二衬施工缝处延伸，经分析主要是由于二衬与仰拱或调平层施工缝不贯通造成，对结构稳定并无影响。

2、纵向裂缝 ①ZK右边墙： 裂缝处施工缝分层十分明显，并且有装修痕迹，经调查为接茬缝，该段二衬混凝土施工过程中，由于机械故障迫使混凝土浇注中断时间超过混凝土的凝结时间，产生明显裂缝。②ZK右边墙、ZK左边墙： 裂缝位于矮边墙上1米位臵处，大体呈纵向水平延伸，经分析属于混凝土浇筑后拆模过早，聚集在混凝土内部的水化热过高，而表面散热较快，这样形成较大的内外温差，使混凝土表面产生拉应力而形成的裂纹。

四、裂纹监测措施及监测结果 根据业主、设计及监理现场初步意见，我单位在对隧道二衬裂纹进计统计、归纳、分类的基础上坚持跟踪监测，形成了监测网络及分项监测责任人，具体裂纹监测措施及监测结果如下：（1）、二衬施工缝、沉降缝处的竖向裂纹属正常现象，不作监测；（2）、根据我单位实际监测能力，为了切实获取隧道二衬裂纹观测数据，确定裂纹稳定与否，我单位利用红色铅笔在选择观测的裂纹始末端划上红线，用于观测裂纹长度；利用白色纸条密贴于裂纹口，观测裂纹宽度；并同时结合钢尺量测增加长及宽，最终形成裂纹有无继续发展的原始数据；经我部连续2个月跟踪检测，裂缝无发展延伸，也无渗水，已处于稳定状态，且为表层裂缝，对二衬结构受力无影响。此外我部试验室对出现裂缝的段落进行了现场强度回弹试验，回弹数据全部合格（试验数据附后）。

隧道衬砌混凝土裂缝的成因与防治 第3篇

关键词：隧道衬砌 混凝土裂缝 原因分析 防治措施

在隧道施工过程中，对于衬砌混凝土需要制定科学的工程技术措施，进而对混凝土中裂缝的数量和宽度进行控制。通常情况下，一般采用整体式钢模板台车、泵送混凝土施工工艺对隧道二次衬砌进行施工。但是，在混凝土硬化过程中产生的裂缝，一方面影响了美观，另一方面给工程质量留下隐患。本文通过对裂缝产生的原因进行研究分析，同时提出相应的预防措施，并且对常见的裂缝治理方法进行阐述。

1 裂缝的类型

在对隧道衬砌进行施工的过程中，通常情况下，常见的混凝土裂缝主要包括：温度裂缝、干缩裂缝、变形裂缝，以及由于处理施工缝不当，进而在一定程度上造成的接茬缝等。

2 裂缝形成的原因

通常情况下，很多因素都会造成混凝土产生裂缝，下面我们进行一下分析。

2.1 设计不精心，监理不到位 受多方面原因的影响和制约，勘察设计单位对地质勘探工作无法深入地展开，进而评价隧道围岩类别、设计支护结构等缺乏科学依据，进而导致设计不准确。由于自身管理和专业技术水平的欠缺，个别建设单位，监理单位的工作不到位，不能很好的履行监督职能。

2.2 施工不规范 ①对于二次衬砌的施作时间通常情况下通过经验进行确定，没有进行相应的监控量测工作，缺乏安全可靠性，进而在一定程度上导致设计的二次衬砌荷载超过围岩的承受压力。②开挖隧道的过程中，隧道成型差，进而导致衬砌混凝土厚度不均匀；在进行欠挖或初期支护过程中，进一步侵入衬砌限界，进而在一定程度上出现衬砌混凝土厚度不足，使得个别隧道衬砌混凝土背后出现脱空现象。③生产混凝土的过程中，计量原材料存在较大的误差，对于施工的用水量没有根据砂、石料的实际含水率进行相应的调整，进而在一定程度上增大了混凝土的水灰比，在掺加外加剂的过程中，具有很大的随意性。在混凝土运输及泵送过程中，加水现象也普遍存在。④在施工过程中，采用整体式钢模板台车，浇筑混凝土时，不振捣或漏振的现象普遍存在，进一步导致混凝土均质性较差。⑤脱模时间随意提前，盲目追求施工进度，在一定程度上使低强度混凝土承受过量的荷载，导致混凝土的结构遭到破坏。混凝土脱模后，没有进行相应的潮湿养护。⑥冬期施工时采取的防寒保温措施不力。进行夏季施工时，露天堆放砂、石料等，同时没有采取必要的降温措施，进而增加了混凝土的入模温度。

2.3 原材料质量差、配合比设计不合理。

3 针对混凝土典型裂缝的预防

3.1 温度裂缝的预防 温度裂缝的预防措施如下：①尽量选用如矿渣水泥、粉煤灰水泥等低热或中热水泥。②将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下，减少水泥用量。③掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，改善骨料级配，降低水化热。④降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。⑤改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺，降低混凝土的浇筑温度。⑥为改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间，在混凝土中掺加一定量的具有增塑、减水、缓凝等作用的外加剂。⑦预留温度收缩缝。⑧为将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内，在混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料。

3.2 干缩裂缝的预防 混凝土干缩裂缝主要和混凝土的水灰比、水泥的用量、水泥的成分、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。

预防措施如下：①水灰比越大，干缩越大，混凝土的干缩受水灰比的影响较大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。②选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。③混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量，严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比。④混凝土的早期养护应加强，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。⑤在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

3.3 荷载变形裂缝的预防 荷载变形裂缝预防措施如下：①应对松软地基在上部结构施工前进行必要的加固。②保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。③地基在混凝土浇灌过程中防止被水浸泡。④要注意拆模的先后次序，且模板拆除的时间不能太早。

4 其他预防措施

4.1 提高设计精度 为设计提供详尽的工程地质、水文地质勘探资料，加强工程前期地质工作，提高设计的质量。

4.2 原材料控制 ①水泥。不同品牌、不同规格、不同批次的水泥不能混用。应尽量减少单位水泥用量，施工现场多使用普通硅酸盐水泥。②碎石。根据泵送管路内径的实际情况，通常情况下可以选择粒径较大的碎石。同时含泥量严格控制在1%，对于针、片状物的含量控制在15%，粒径控制在5～31.5mm，最大不超过40mm。③砂。级配良好的中砂是首选，严格控制含泥量在3%以内。④水。最好选用饮用水。⑤掺合料。通过掺加粉煤灰和膨胀剂的双掺技术，进而在一定程度上减少水泥的用量，同时对水泥进行等量替代。⑥外加剂。通常情况下，水化热通过高效减水剂能够进行降低，拌合用水能够有效地减少，水化热释放速度能够延缓，进而在一定程度上减少温度裂缝。

4.3 混凝土施工工艺控制 ①对钻爆参数进行优化，提高钻眼开挖技术水平和光面爆破效果，进而在一定程度上对超欠挖进行严格的控制，对隧道开挖断面加强检测，进而为衬砌施工创造条件。②二次衬砌施工通常情况下，在围岩和初期支护变形基本稳定时进行。③混凝土的拌合。a对计量装置进行定期的检查和校正，按照施工配料单进行计量。对砂石料含水率加强检测，同时对拌合用水量进行及时的调整。b对混凝土的入模温度进行严格的控制。④灌注混凝土。a在运输和泵送混凝土过程中，严禁对混凝土进行加水。b灌注速度要适当放慢，对称分层灌注两侧边墙，通常情况下，在墙、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。c为减少内部微裂缝和气孔，提高混凝土的密实度和均质性，提高抗裂性，混凝土灌注过程中必须振捣。⑤混凝土的脱模、养护。a严禁未经试验人员同意提前脱模，混凝土拆模时的强度必须符合设计或规范要求，不得损伤混凝土。b运用传统的混凝土洒水养护方法，不能保证混凝土早期强度。建议使用喷涂混凝土养护液的方法进行养护。

5 混凝土裂缝的治理

5.1 作为多组材料组成的脆性材料，混凝土裂缝是客观存在的。施工单位应避免或减少混凝土裂缝的产生，加强衬砌混凝土的施工管理。

5.2 对细微裂缝的治理 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。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。

5.3 处理贯通性裂缝 贯通性裂缝的危害较大，必须采取有效的治理方法。沿裂缝方向凿成深3cm、宽5cm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。

5.4 治理密集裂缝 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，水灰比1：1，灰砂比1：（3～5），施工时由下往上逐级注浆。

6 结束语

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现象，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，保证隧道的结构的稳定性，及交付使用后的安全。

参考文献：

[1]张兴家.隧道衬砌混凝土裂缝原因分析[J].岩土工程，2010（03）.

[2]JTJ042-94，公路隧道施工技术规范[S].

隧道衬砌裂缝产生原因及防治办法 第4篇

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

4 预防或缓解混凝土裂缝的措施

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。

把好材料进场关, 严格控制原材料的质量和技术标准。

严格混凝土施工工艺: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;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;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;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;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

摘要：在隧道施工中, 二次衬砌混凝土裂缝成为带有一定普遍性的质量问题。文章针对混凝土裂缝产生的原因, 提出裂缝的预防和治理方法, 对提高混凝土衬砌施工水平有借鉴意义。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：隧道施工,混凝土裂缝,原因分析,防治

参考文献

[1]孙立功, 刘杰主编.《隧道工程》.西南交通大学出版社.

三仙岽隧道衬砌裂缝检测与安全评价 第5篇

1 衬砌质量无损检测

检测内容主要为:衬砌蜂窝、振捣不密实、空洞及杂物等缺陷检测。检测执行的标准和依据:JTG F80/1-2004公路工程质量检验评定标准。本次衬砌质量无损检测采用仪器为瑞典mala公司生产的RAMAC探地雷达。

针对石吉高速公路三仙岽隧道裂缝处的质量所做的无损检测, 测线布置在左右边墙及拱顶共三条, 见图1。

检测结果表明:拱顶测线YK21+092发现局部脱空及不密实缺陷, 其他测线边墙YK21+045断面 (左拱腰) 、YK21+095断面 (左拱腰) 、YK21+511断面 (左拱腰) 等处也发现局部脱空缺陷。考虑到脱空区范围不大, 且二衬厚度基本满足要求, 可能是由于混凝土收缩或其他环境因素等影响, 经过注浆处理可以认为三仙岽隧道衬砌间脱空不实等缺陷对结构稳定性无影响。

2 裂缝调查与成因分析

所用仪器:皮卷尺测量裂缝位置, 量角器或罗盘测量裂缝倾角, 钢卷尺测量裂缝长度, 游标卡尺或裂缝计测量宽度。裂缝深度检测采用武汉中科智创岩土技术有限公司所研制的RSM-SY5N超声波检测仪。

2.1 裂缝调查

裂缝调查结果见表1, 表2。

2.2 裂缝调查结果与成因分析

调查结果显示:裂缝均发育在二衬施工缝附近, 为环向圆弧状拱形起伏裂缝, 与施工缝闭合成环, 均发生在二衬施工前进方向, 与下板二衬搭接部位, 裂缝最大长度6 m左右, 宽度最大1.8 mm, 大部分裂缝宽度小于1 mm, 根据裂缝分级标准, 均属于微张开裂缝。最大裂缝深度为31.31 cm, 小于实际厚度。

根据对裂缝的观测, 裂缝均为施工期产生, 未有后续发展。结合变形监测记录, 二衬施工前围岩变形已经稳定, 二衬所受围岩压力较小, 因此, 围岩压力不是裂缝产生的原因。由于裂缝的分布均在拱顶施工缝附近, 也排除环境或者材料因素所导致的裂缝。二衬施工速度较快, 部分段拆模时间较早, 下一模衬砌浇筑前模板台车就位过程中, 由于模板台车与紧邻已施工二衬有部分搭接, 在模板台车千斤顶调试过程中造成模板对紧邻二衬的冲击荷载。由于先浇二衬还没有完全达到设计强度或者二衬背后的空隙, 造成二衬小范围开裂。

3 安全评估

综上可以得出以下结论:裂缝均发生在施工方向上一模施工二衬末端施工缝附近, 主要由于施工速度快, 拆模较早, 下一模施工时模板千斤顶顶压压力过大造成拱部出现圆弧状拱形起伏裂缝。裂缝范围较小, 缝宽小于3 mm, 属于微张开裂缝, 且多未贯通, 对二衬整体结构承载力影响很小。

综合裂缝调查结果、质量检测及分析, 裂缝部位的二衬结构安全, 承载力满足设计要求。但是, 由于裂缝和施工缝大多已经闭合连通, 其存在或发展会危及结构安全, 运营期可能会产生混凝土掉块现象, 影响隧道的正常使用。鉴于此, 需要对裂缝进行修补或者补强。

4 病害处治建议

4.1 裂缝修补措施

从三仙岽隧道工程实际出发, 修补措施如下:

1) 灌注高分子化学材料对裂缝进行粘结填充。采用灌浆法修补裂缝时, 先将结构物的裂缝封闭, 仅留出进浆口及排气孔, 然后将配制好的较低粘度的浆液通过压浆泵将浆液压入裂缝内, 浆液扩散并固化后便能将混凝土周围的混凝土联结成整体, 达到恢复原结构强度的目的。

2) 表面粘贴碳纤维板以防止剥落掉块。本次修复所用日本东丽碳纤维布抗拉强度3 500 N/mm2, 钢筋抗拉强度以300 N/mm2计。以公式换算可知断面YK21+510在2 000 mm内有3道环向碳纤维布 (忽略跨过施工缝的一道碳纤维布) , 合计长度600 mm, 换算成配筋面积为0.000 3 m2。

3) 对裂缝深度超过二衬设计厚度80%的YK21+012断面, 及裂缝较发育的YK21+510采取纵横双重碳纤维粘贴措施。

裂缝修补方案:对于裂缝深度小于二衬设计厚度80%的裂缝, 采用1) +2) 方案;对于裂缝深度大于二衬设计厚度80%的裂缝, 采用1) +3) 方案。

4.2 衬砌背后存在空洞处理建议

顶部衬砌背后存在空洞或不密实是造成顶部衬砌在受顶压下开裂的原因之一, 且对隧道长期运营不利, 建议采用压力注浆的方法回填衬砌背后的空洞, 并且密实。

摘要：针对石吉高速公路三仙岽隧道部分衬砌出现裂缝、开裂的情况, 通过裂缝调查、衬砌质量检测及分析, 对三仙岽隧道衬砌开裂情况进行安全性评价, 并给出治理方案。

关键词：隧道,衬砌开裂,裂缝检测,安全评价

参考文献

[1]JTG F80/1-2004, 公路工程质量检验评定标准[S].

[2]JGJ 106-2003, 建筑基桩检测技术规范[S].

[3]JTG/T F81-01-2004, 公路工程基桩动测技术规程[S].

[4]TB 10218-99, 铁路工程基桩无损检测规程[S].

[5]CECS 02∶2005, 超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程[S].

[6]CECS 21∶2000, 超声法检测混凝土缺陷技术规程[S].

[7]GB 50367-2006, 混凝土结构加固设计规范[S].

[8]CECS 146∶2003, 碳纤维片材加固混凝土结构技术规程[S].

隧道裂缝 第6篇

本文将根据郑西客运专线黄土隧道施工为实例,研究探讨黄土隧道施工地表裂缝控制技术问题。

1 工程概况

由中铁二十三局负责施工的郑西线ZXQ05,ZXQ07标段共三座隧道,潼洛川隧道全长3 817 m(中部设一座长287 m的斜井)、高桥隧道全长1 458 m、凤凰岭隧道全长839 m,三座隧道的洞口均为浅埋、偏压、无水、湿陷性黄土段,设计为Ⅴ级围岩,采用CRD法开挖,喷锚初期支护,复合式防水钢筋混凝土衬砌。黄土隧道施工严格按照“短开挖、留核心、严控水、强支护、早封闭、快成环、紧仰拱、勤量测、速反馈”的原则组织施工。隧道Ⅴ级围岩段采用CRD法开挖,Ⅳ级围岩段采用弧形导坑法开挖。黄土隧道采用人工配合挖掘机开挖,Ⅴ级围岩段采用装载机洞内运输出碴,在洞口装入大型自卸车的无轨运输,Ⅳ级围岩段为挖掘机配合大型自卸车出碴。

2 地表裂缝的形成机理

2.1 地表表面裂缝出现和发展规律

根据对郑西线ZXQ05,ZXQ07标段三座隧道:潼洛川隧道、高桥隧道、凤凰岭隧道的洞内外变形观测,得出黄土隧道浅埋段洞口段变形规律:隧道开挖15 d左右,洞口仰坡洞周范围外两侧喷混凝土面出现纵向裂缝;洞顶平坦没有偏压的,30 d～45 d后地表中线两侧(从隧道开挖界墙脚以15°～30°交于地表处)各出现一条平行于隧道中心线的纵向裂缝,而且随着开挖向前推进裂缝跟着向前发展,如果开挖暂停3 d以上,则对应掌子面的地表会出现一条横向裂缝,与纵向裂缝连通形成怀抱式;若为偏压段(或一侧有冲沟),只在埋深大的一侧出现一条平行于隧道中心线的纵向裂缝,并有错台现象;大断面黄土隧道在埋深45 m～60 m的Ⅳ级围岩段开挖后地表也出现纵向裂缝。

高桥隧道进口施工25 m后,在6月初和6月下旬洞顶地表发现两条横向裂缝,距离洞口分别为25 m和40 m,6月中旬洞顶地表发现两条纵向裂缝,距中线15 m～30 m之间,最大缝宽4 cm;高桥隧道出口地表裂缝达到2 m～5 m,并伴有1 m～4 m的错台;凤凰岭隧道进口在埋深56 m(Ⅳ级围岩,弧形导坑法开挖)处,裂缝宽度最大处为9 cm,错台高度最大为6 cm。

2.2 地表深层裂缝发展规律

高桥隧道进口地表裂缝6 m深探坑中的裂缝情况:地表以下1 m处裂缝宽0.4 cm～1 cm,地表以下2 m处裂缝宽1 cm～2 cm,地表以下3 m处裂缝宽0.5 cm～1 cm,地表以下4 m处裂缝宽0.4 cm～0.8 cm,地表以下5 m处裂缝宽0.3 cm～0.6 cm,地表以下6 m处裂缝宽0.5 cm,裂缝宽度随着深度逐渐变小。

高桥隧道出口地表裂缝10 m深探坑的裂缝情况:地表处裂缝宽度3 cm～3.5 cm,地表以下1 m处裂缝宽度4 cm～6 cm,地表以下1.5 m的位置存在一块长度约20 cm的菱形坍塌体,地表以下2 m处裂缝宽度约3 cm～6 cm,地表以下3 m处裂缝宽度约2 cm～3.5 cm,地表以下4 m处裂缝宽度约2 cm～3 cm,地表以下5 m处裂缝宽度约2 cm～3.5 cm,地表以下6 m处裂缝宽度约1.5 cm～2.5 cm,地表以下7 m处裂缝宽度约1.5 cm～2.5 cm,地表以下8 m处裂缝宽度约1.5 cm～2 cm,地表以下9 m处裂缝宽度约1 cm～1.5 cm,地表以下10 m处裂缝消失。

根据以上探坑内裂缝的变化规律,可以肯定地表裂缝在地表处最宽,越往深时逐渐变小。

2.3 地表沉降规律与开挖工序、雨水的关系

根据变形观测资料显示,隧道地表沉降在上导坑掌子面施工后1 d～3 d变化较大,约4 mm/d～8 mm/d,之后变化减少,但仍以1 mm/d～2 mm/d的速度下沉,下导坑开挖最大沉降速率8 mm/d,平均沉降速率2 mm/d;最大沉降量14 mm,平均下沉量10 mm,仰拱开挖最大沉降速率4 mm/d,平均沉降速率2 mm/d;最大沉降量9 mm,平均下沉量6 mm,仰拱完成后基本趋于稳定。

地表下沉在下雨期间较为明显,个别点平均下沉达到10 mm/d。即使当隧道处于稳定时,一遇下雨,地表下沉仍在1 mm/d～3 mm/d。可见雨水对隧道地表沉降有直接的关系,雨水会造成地表覆盖层重量加大,加速隧道下沉。因此需对浅埋段地表进行全覆盖防水处理。

2.4 拱顶覆盖层位移变化规律

根据洞内拱顶下沉观测资料以及地表沉降观测资料的数据分析,可以发现这样的规律:拱顶覆盖层的竖向位移在拱顶处最大,越向上越小,且在隧道开挖宽度内竖向位移基本相同。拱顶覆盖层水平位移每平面层在隧道开挖界墙脚以30°角交于地表的交线处最大,向两边递减。水平位移在地表处最大,往深递减。

3 地表裂缝对隧道长期稳定性的影响

3.1 地表裂缝对隧道长期稳定性的影响机理

顺着黄土的竖向节理,地表裂缝深度很大。黄土的渗水性较差,但在地表裂缝处地表水可随裂缝渗入拱顶覆盖层深处,地表水渗入后将软化地层,破坏结构强度,承载力大大降低并随之产生很大的塌陷。

3.2 地表裂缝的影响规模

3.2.1 偏压、浅埋Ⅴ级围岩的加强支护及洞顶卸载措施

潼洛川隧道出口190 m范围内为Ⅴ级围岩,偏压、浅埋,埋深5 m～40 m,同一断面高差达30 m左右,第四系上更新统风积砂质黄土。

潼洛川出口于2006年5月开工,采用CRD法开挖支护,平均每日施工2个循环,日进尺1.2 m,施工到8月进洞55 m时,洞顶地表在偏压一侧出现错台裂缝,错台3 cm～5 cm,裂缝宽度3 cm～6 cm,洞内拱顶沉降持续在8 mm/d～15 mm/d,水平收敛在偏压一侧(左上导坑)达到5 mm/d～14 mm/d,地表最大5 mm/d～15 mm/d。

潼洛川出口施工到8月中旬(洞口里程:DK345+093,掌子面里程:DK345+031)时,洞内变形突变,钢架变形,洞内拱顶裂缝急剧发展,存在塌方可能。立即采用加强支护,采用ϕ300 mm钢管立柱进行支撑拱顶,横撑与中隔壁及边墙钢架采用增加斜撑加强支护,下部开挖增加边墙斜撑及横撑加强支护。

潼洛川出口地表严重偏压,因CRD法施工中横撑紧跟掌子面,与机械开挖施工矛盾较大,横撑与掌子面距离一般在8 m～12 m,这就造成因偏压水平收敛较大,水平变形明显,水平收敛5 mm/d～10 mm/d。因此采用洞顶左侧减载、右侧反压的卸载方式来减少变形,控制裂缝发展。潼洛川出口经过洞内CRD法钢架加强支护、洞顶卸载反压,有效的控制了施工变形量,经过施工监控量测,洞内拱顶沉降最大5 mm/d,最大累计110 mm,收敛最大累计62 mm,地表最大累计85 mm。

采用洞内CRD法钢架加强支护、洞顶卸载反压的方法控制沉降、减小裂缝发展的优点:控制变形效果明显、直接。缺点:施工进度十分缓慢,施工成本高。

3.2.2 浅埋Ⅴ级围岩CRD开挖法改弧形导坑开挖法

高桥隧道进口段440 m为Ⅴ级围岩,第四系上更新统砂质黄土,隧道埋深10 m～40 m,属于浅埋隧道,设计采用CRD法开挖支护。

高桥隧道进口2006年4月进洞开挖,2007年3月施工至DK348+300,共进洞131 m。如本文2.1条及2.2条所述,隧道在开挖过程中变形较大,洞顶裂缝随开挖一直往前发展,施工危害较大。施工12个月共施工131 m,施工进度极其缓慢,这也充分反映出CRD法施工的弊端。

高桥隧道进口2007年4月开始开挖支护,由设计的CRD开挖法改变为弧形导坑法施工,施工过程中仰拱与掌子面的距离控制在20 m以内,衬砌与掌子面的距离控制在50 m以内,经过近半年的施工观测,围岩变形稳定,洞内拱顶沉降最大累计91 mm,收敛最大累计53 mm,洞顶地表沉降最大累计86 mm。有效的控制了沉降变形,洞顶裂缝得到了有效的控制,隧道施工危害大大降低。隧道开挖支护施工进度大大提高,平均每月可达45 mm～55 mm。

浅埋Ⅴ级围岩CRD开挖法改弧形导坑开挖法施工的优点:施工进度加快、施工成本降低。缺点:必须随时根据监控量测变化情况及时调整围岩支护施工参数,施工受地质、降雨等影响较大。

3.3 已有地表裂缝的合理处理

在施工中对各隧道地表裂缝部分进行了回填、夯实,雨后对处理了的裂缝和没有处理的裂缝进行挖探坑查看,处理后的裂缝渗水深度大大降低,沉降也相应降低。所以对潜埋段黄土隧道洞顶地表进行开挖时洞顶覆盖,开挖后保证地表流水通畅,出现裂缝后及时回填、夯实,均是对已有地表裂缝病害的合理处理措施。

摘要：结合具体工程实例,分析了大断面黄土隧道地表裂缝的形成机理,探讨了地表裂缝对隧道长期稳定性的影响,提出了地表裂缝的控制措施和已有地表裂缝的处理措施,从而确保大断面隧道的安全。

关键词：黄土隧道,地表裂缝,形成机理,控制措施

参考文献

隧道裂缝 第7篇

隧道衬砌裂损属运营隧道常见的病害类型之一,其产生原因主要指由于设计和施工不当引起,或病害段隧道地质状态、内部荷载、地貌改变和地下水等发生改变引起。但事实上,隧道衬砌破损的形式、程度与上述因素之间没有对应的因果关系,这是由于一方面各种因素在很多情况下相互影响,另一方面相同的破损形式可能在不同的情况下由不同的原因引起的,或相同的破损原因又可能导致不同的破损形式及程度。

因此,正确分析病害产生的原因,采用科学合理的治理措施,有效评价治理效果和结构的安全性及稳定性是隧道衬砌病害治理的关键。

1 病害概况

黄陵二号煤矿铁路运煤专线白石隧道全长1730m,断面为曲墙式衬砌,隧道于2004年6月开工建设,2006年6竣工2008年8月投入运营。2010年7月中旬至8月上旬的连续降雨后,隧道内DK5+600~DK5+900段(隧道进出口里程分别为DK4+830,DK6+560)衬砌结构出现数条与隧道轴向一致的近水平向裂缝,隧道顶部也出现部分张拉裂缝。其后裂缝的数量、开裂宽度和延展长度均有所发展,最大宽度5~20mm,延伸长度达300m,严重影响铁路安全运行。裂缝情况如图1所示。

2 原因分析

病害发生后,委托专业勘察单位对病害处隧道围岩地质情况进行了全方位勘察。通过钻探、工程物探和地面踏勘相结合的方式查明:在隧道衬砌破损段隧道底部以下15-50m范围内存在煤矿采空区,采空厚度2.70-2.80m左右,并且该采空区已发生顶板塌落,造成隧道底部围岩沉陷,通过工业内窥镜检测,隧道底部围岩均为破碎、松散岩层及大裂隙岩层。隧道围岩应力的重新分布,导致衬砌结构内部应力急剧变化,衬砌出现拉裂和剪断。

同时,在勘察中发现:煤层采空区地下水富存加剧了隧道病害的发生。采空区富水在雨季表现尤为突出,由于采空区呈局部充填或空腔状态,邻近围岩受其影响,裂隙发育,从而为地下水运移提供了条件。而地下水的侵蚀作用,更加速了隧道围岩的泥化、软化和溶蚀,进而降低围岩的抗压、抗拉强度,加速围岩的变形。

3 工程治理

3.1 治理原则

针对白石隧道的地质条件、采空区埋深和高度、顶板冒落情况等因素,结合隧道围岩破坏特征,按照“前期勘探和后期施工观测相结合,动态设计和信息化施工相结合”的治理思路,本着“工后质量检测和必要补充注浆相结合,彻底根治不留隐患”的措施,最终确定了“先加固底层围岩,后处理受损隧道”的总原则。

3.2 方案确定

注浆法是目前应用广泛的地基处理技术。通过注浆处理,可有效改善岩土层的物理力学性质,达到加固地基或防渗目的。通过方案比选确定:白石隧道衬砌裂缝病害治理首先应采用注浆的方法消除隧道围岩采空区塌落变形,改善隧道围岩环境,使围岩的变形应满足铁路隧道对围岩稳定性的要求;之后对隧道衬砌结构及其直接围岩进行锚索加固处理,对裂缝处根据裂缝大小和影响程度进行修补处理。

4 注浆加固

4.1 治理范围

治理长度自DK5+600至DK5+900共300 m、沿隧道轴线两边各扩15 m围成的矩形采空区范围。

4.2 注浆材料确定

注浆加固材料在开始注浆根据实验、方案和目的制定,材料选用充分考虑了以下原因:浆液流动性要好,以便灌注充分。浆液的初凝、终凝时间要合适。浆液结石率要高。结石体具有一定的抗压强度。

经过综合比选和相关试验,注浆材料选用水泥粉煤灰水玻璃混合浆液,浆液水固比1:1.4,固体材料采用水泥和粉煤灰两种,其质量比控制在0.4:0.6;采用水玻璃作为速凝剂,水玻璃用量控制在浆液总体积的3%-5%,保证浆液的初凝时间不大于30min。

4.3 注浆孔布置

注浆钻孔分封闭孔、注浆孔和检验补浆孔3种。封闭孔间距5m,单孔进尺28m;注浆孔间距15m,单孔进尺20m。封闭孔和注浆孔在线路一侧,补浆检验孔设置在线路另一侧。注浆孔垂直向下,封闭孔和补浆检验孔向线路外侧倾斜30度布置。各孔孔径均按150mm布置,采用潜孔锤成孔,注浆管采用80mm左右的钢管制作。

4.4注浆施工

注浆时以隧道衬砌底部及其以下较完整底层作为封闭层,封闭段程度不小于1.20m;注浆压力控制在0.7MPa,当单孔注浆量超过设计量时注浆压力无明显上升时应根据现场情况采取间歇式注浆、增大水固比至1:1.8或加大水玻璃掺量至6%等措施中的一种或几种;注浆前选用中间中间封闭孔进行工业性试验,注浆完成3d后进行钻孔检验,收集岩样,确定浆液扩散半径等参数,以指导后续施工。

5 隧道衬砌结构层裂缝修补与围岩加固

5.1 衬砌结构修补———根据不同裂缝宽度采用不同的处理方法,治理效果见图2。

5.1.1 缝宽w<0.3mm

认识:裂缝位置钢筋未出现较大应变,尚处于弹性阶段前期,钢筋本身工作性能及钢筋和混凝土握裹良好。

处理方式:采用修补胶液表面封闭,防止水、气进入,提高结构的耐久性。

5.1.2 缝宽0.3mm<w<3mm

认识:裂缝位置钢筋出现较大应变,处于弹性阶段中后期,钢筋本身的弹性工作区间变小,钢筋和混凝土握裹部分破坏,钢筋和混凝土之间出现剪切裂隙。

处理方式:灌缝胶注射修补法。即先封闭裂缝,埋设注浆咀,然后以一定的压力将低粘度、高强度的高分子聚合物裂缝灌缝胶注射入裂缝内,胶液固化后将裂缝两侧的混凝土连接成整体;胶液还能进一步渗透到裂缝周围的混凝土毛细缝隙中,形成较宽的加固带。

5.1.3 缝宽w>3mm

认识:裂缝位置钢筋产生很大应变,处于塑性阶段,甚至已经断裂,隧道壁衬砌混凝土沿径向开裂深度较大,甚至完全断开。结构承载能力较设计值降低,安全储备不足。

处理方式:充填封闭即先用环氧树脂胶泥充填裂缝,然后在裂缝两侧垂直裂缝方向粘贴200g500×300碳纤维布封闭,碳纤维布纤维垂直裂缝。

5.2 隧道衬砌中空注浆锚索加固隧道衬砌

5.2.1 衬砌加固方案

上述工作完成后,对K5+600~K5+920施做中空注浆锚索,以加固围岩。由于隧道底部以上围岩属V级围岩,岩层稳定性较好,同时,中空注浆锚索采用8根高强度螺旋肋预应力钢丝绕注浆芯管编绞而成,其强度满足围岩加固要求。因此,采用中空注浆锚索对衬砌和围岩进行加固,使围岩和衬砌共同承受外荷载,提高衬砌的稳定性。中空锚索加固见图3、图4。

5.2.2 定位与造孔

断面上锚索位置见隧道断面锚索布置图,排间距3m,锚索轴向垂直于索头位置隧道衬砌结构内表面。造孔时应根据设计要求准确定位,各定位参数误差应满足设计要求。详见锚索布置断面图和衬砌中空锚索加固效果图。

6 效果检测及监测

(1)措施一:采用物探波速法,进行治理前后的资料比较,与此同时,布置质量检查孔,提取孔内岩芯进行注浆浆液结石体抗压程度的测试。该措施在工程施工过程或结束时进行,以便及时调整注浆方案并检测其效果。

(2)措施二:隧道断面净空量测。

在隧道变形范围内(DK5+600~DK5+900共300m)每20m布置一个监测断面,每个断面共布置8个监测点,形成AD、AE、AH、BG、CF、DH、EH共7条监测线,如图6所示。

隧道净空量测采用隧道周边位移计,量测图中7条监测线长度。共监测24个月,其中第1~3个月,每7天监测一次;第4~6个月,每15天监测一次;第7~12个月每30天监测一次;第13~24个月,每90天监测一次。监测工作结束后,对整个监测工作做出总结,并对隧道的形变现状做出评价。

7 结论

(1)隧道衬砌裂损病害产生的原因是多方面的,原因的定性也不能一概而论,通过观测、物探、勘探等手段找准原因,才能为下一步治理提供科学合理的依据。

(2)衬砌裂损病害的治理以稳固围岩为主,稳固围岩与衬砌加固相结合的措施来治理。

(3)治理效果的评价通过对隧道结构的和围岩状态的评价进行,方可确定隧道的整体稳定性和安全性。

摘要：白石隧道底部为煤矿采空区,造成隧道底部围岩沉陷,导致隧道衬砌开裂,严重影响正常的运营环境。工程治理采取标本兼治的措施,首先采取注浆施工方法,达到对煤矿采空区充填加固之目的,保证隧道围岩的稳定。同时,对裂缝本身和隧道上部衬砌和围岩通过中空锚索进行加固,保证了隧道的安全使用。

关键词：隧道,采空区,治理

参考文献

[1]丰权章,董晓明,张素磊.公路隧道衬砌裂缝成因及其防治措施研究[J].公路交通科技(应用技术版),2010(08).

[2]邹金杰,胡建华.西南某公路隧道衬砌裂缝成因分析及治理方案[J].中外公路,2009(03).

分析隧道裂缝的形成与处理施工技术 第8篇

1 隧道裂缝的成因

隧道裂缝的出现以及发展是一个渐进的过程。通常来说, 隧道裂缝在初期较少, 相对分散, 但是随着时间逐渐推移, 裂缝问题开始恶化加重。对于隧道裂缝而言, 笔者认为其形成和发展大多受到临近围岩松弛、变形以及剥落的影响, 无论是成型、发展或者闭合都与时间推移变化有关。此外, 施工技术对于裂缝的出现也有较大影响, 如隧道掘进方式、混凝土水灰比、振捣方式、养护、拆模以及拱背回填等。如果混凝土强度未满足设计需求而过早拆模, 混凝土会过早受力而出现裂缝;拱顶回填时如果无法保障回填密实度, 则会导致顶部压力向两侧拱腰区域分散, 其地压分布形式表现为“马鞍形”荷载, 迥异于原始设计, 进而导致拱顶剥落开裂, 同时拱腰部分也会开裂。隧道施工完成后出现围岩扰动或者地层偏压也同样会导致隧道裂缝的产生, 此外, 隧道裂缝还会受到内外温差以及干湿度影响。

2 隧道裂缝处理原则

在处理隧道裂缝过程中, 应充分参考裂缝深度、宽度、部位以及成因, 并遵循如下处理原则:1) 处理总准则是以低压灌浆和封缝胶修补为主, 碳纤维补强封缝为辅, 同时对个别渗漏情况进行处理。2) 对于宽度不同的隧道裂缝应采取相应的处理方案, 整治过程中拱部裂缝的修补是重点。3) 在选择封缝材料时应保证科学、合理, 以免充填物在修补裂缝后对混凝土耐各类性能造成损害。4) 在处理隧道裂缝时应选取可靠、成熟的施工工艺与技术, 确保施工过程简单而富有实效。

3 隧道裂缝处理方案

3.1 采用化学灌缝处理宽度为0.3 mm~2.0 mm的隧道裂缝

1) 对裂缝表面进行清理, 采用压缩空气 (干燥无油) 对裂缝内部积存的浮渣以及粉尘予以清除。2) 在裂缝两侧区域, 采用封口胶将注射筒底座粘结固定于混凝土表层 (注射筒底座之间的距离参考表1) , 并沿裂缝全长实施修补方案。3) 封口胶完全固化后开始实施注胶操作。4) 在裂缝腔内注入粘度较低的裂缝修补胶液, 所用工具为专用注射器, 注射过程中应保持较低压力。5) 注射完成后, 等待裂缝内部胶液固化, 然后将注射筒撤下并将底座卸掉, 若实际情况需要可考虑使用砂轮将混凝土的表层磨平。6) 修补完成后应做好相应的养护措施, 并取塑料薄膜覆盖保护。

mm

3.2 交叉与宽度超过2.0 mm裂缝的加固处理

采用化学灌缝联合碳纤维粘贴加固方案处理交叉裂缝或者宽度超过2.0 mm的隧道裂缝, 具体如下:1) 处理混凝土表层:首先应彻底清除松动部分以及衬砌装修层并进行打磨, 保证表面平整度不低于5 mm/m2, 并使用找平胶进行修补;如果需要补强的混凝土伴有渗漏或者裂缝, 则应首先处理渗漏或裂缝, 再行补强处理。处理完成后应使用酒精或者丙酮擦拭混凝土表层, 使其保持干净、干燥。2) 底胶涂刷。a.在容器中放入不同比例的固化胶和主剂并搅拌均匀, 在确定用量时应参考现场实际气温, 同时应对使用时间予以严格控制, 必须在胶适用期内完成配置完好的胶液。b.在混凝土构件表层使用毛刷或者滚筒刷均匀涂抹底胶, 厚度应低于0.4 mm, 涂抹过程中不可出现气泡、流淌或者漏刷等问题。通常情况下胶体会在2 h后固化, 然后开始下一道工序。3) 通过整平胶料找平。a.若混凝土表面存在凹陷, 则应将其刮嵌并修补填平, 使用整平胶料对存在高度差部分进行填补;b.处理转角。应通过整平胶料的修补效果使其成为光滑圆弧, 并保证其半径超出20 mm;c.整平胶料通常会在2 h后固化, 然后开始后续施工。4) 根据施工用料与构造、施工温度需求进行相关施工, 并严格工程验收。

3.3 直接采用封缝处理宽度低于0.3 mm的隧道裂缝

1) 在混凝土表层使用钢丝刷做打毛处理, 将表面附着物彻底清除。2) 在混凝土表层充填环氧树脂浆, 通过裂缝毛细作用对修补胶液进行吸收, 以实现封闭裂缝的目的。环氧树脂浆灌浆材料性能见表2。3) 在混凝土表层涂覆修补材料, 确保与原结构的表层保持平整。

3.4 对于点、线型渗漏选择引水处理

1) 清洗表面。采用高压水来清洗、清理隧道整体表层, 使隧道裂缝充分、清晰地暴露, 为后续施工创造前提。

2) 凿槽。沿着施工缝骑缝或者渗漏裂缝凿出一个梯形槽, 根据渗漏液体流量来决定凿槽的深度与宽度, 通常情况下槽的底部宽度、深度和槽口宽度分别为6 cm, 10 cm, 10 cm;凿槽应向人行道面下部延伸, 并深入25 cm, 渗漏液体在此情况下能够被有效排出, 且不会受到毛细管效应影响, 以免渗漏水沿抹面砂浆向水沟盖板上方攀升。

3) 引水空腔。参考现场实际情况来选择拉引水空腔或者进行专用引水管材的埋设, 以此将各渗漏点以及渗漏裂缝与主引水道连接为一个整体, 渗漏液体从环形裂缝两端引入排水沟。

4) 封缝。对槽内混凝土表面进行严格清洗, 并以此为基础采用半圆形PVC管将槽中施工缝盖住, 再以堵漏宝将两边封堵密实;同时将PVC管良好固定, 确保两边空隙被严密封堵。

5) 柔性防水用材的嵌涂。封缝工作完成后将遇水膨胀的嵌缝胶嵌上, 保证已封堵的裂缝不会因热胀冷缩形变而再度开裂, 达到永久防水的满意效果。

6) 取堵漏宝压在嵌缝胶外, 然后封闭并压实抹平, 提高封堵裂缝表层的防渗能力。

7) 后期养护。修补封堵处理工作完成后7 d内应由专人负责喷洒雾化水, 确保合理养护。

4 结语

隧道裂缝出现的原因繁多而且复杂, 涉及到多个方面的不同因素, 而隧道裂缝的修补处理工作则具有很强的综合性, 其施工工艺各有不同, 施工技术人员必须参考现场隧道实际情况来选择合理的修补施工方案。在这其中, 新型材料的使用与成熟工艺的把握是修补的关键。本文在此对隧道裂缝的形成与处理施工技术展开分析, 希望有所帮助。

摘要：通过分析隧道裂缝的成因, 提出了隧道裂缝处理需遵循的原则, 详细阐述了化学灌缝处理、加固处理、封缝处理、引水处理等裂缝处理技术及方法, 以确保隧道裂缝的处理效果达到预期的要求。

关键词：隧道,裂缝,处理,混凝土

参考文献

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隧道衬砌混凝土裂缝的成因与防治 第9篇

1 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%。

1.1 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。

1.2 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。

1.3 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。

2 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。

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

3 预防或缓解混凝土裂缝的措施

3.1 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。

3.2 把好材料进场关, 严格控制原材料的质量和技术标准。

3.2.1 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。

3.2.2 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。

3.2.3 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%。

3.2.4 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。

3.2.5 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。

3.2.6 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。

3.3 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。

摘要：在山岭隧道施工中, 二次衬砌混凝土裂缝成为带有一定普遍性的质量问题。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, 对提高混凝土衬砌施工水平有借鉴意义。