隧道优化设计报告

隧道优化设计报告学院公路学院姓名陈外才完成时间2013225二一二年五月二十九日隧道优化设计感想（陈外才）一、公路隧道施工常见问题处置措施1隧道工程施工中的常见质量问题隧道出现的质量问题主要有隧道渗漏水、衬砌开裂、衬砌背后空洞、混凝土强度劣化、通风照明不好等。隧道渗漏水不仅增加了隧道内湿度，降低路面抗滑性能，造成电路短路等事故，危及隧道运营安全，而且还易引起其他病害。由于隧道渗漏水、积水，会造成衬砌开裂，使原有裂缝发展变大，加重衬砌裂损；当地下水有侵蚀性时，会使衬砌混凝土遭受侵蚀，并且随着渗漏水的不断发展，侵蚀程度日益加重。而二次衬砌拱背混凝土灌注不满，导致拱顶厚度不够严重时外层钢筋裸露、拱顶脱空。在浇筑过程中，往往材料供应跟不上，发生机器故障、停电、出现间隙浇筑、又没有按要求进行处理，新老混凝土交接面呈水平状。其次，由于忽视初喷作用，初期支护初喷严重滞后或不作初喷。围岩情况较差时，多数情况是先立钢拱架，一次完成喷混凝土，特别是分部开挖时，尤为突出。另外，在采用台阶或分部开挖时，下半断面护挖的纵向距离过大，接长的钢架拱脚没有支撑在稳定地基上，拱脚悬空，暴露时间过长，造成拱顶下沉量过大，甚至出现塌方。2隧道工程施工中的常见质量问题处治措施（1）强化施工人员的质量意识工程质量是项目各方面、各部门、各环节工作质量的集中反映。提高工程项目质量依赖所有施工人员的共同努力。所以质量控制必须充分调动项目所有人员的积极性和创造性。这就要求加强员工质量意识的培训工作。隧道很多分项属于隐蔽工程，特别是工程地质不良、需设置仰拱的地段，锚杆的数量、喷射混凝土的厚度都应符合设计要求，这就要求驻地监理人员有很强的责任心。此外，由于建筑业劳动力密集、知识含量低，因此建筑业的质量意识培训必须得到特别的重视，让质量意识深入人心。企业可以对现场施工人员加强质量教育，开工前技术交底，进行应知应会教育，严格执行规范，严格操作规程，分项工程开工前按合同要求执行先试验再铺开的程序，开工前按技术规范向监理工程师报送试验报告，经监理工程师审核批准后再铺开施工。企业还可以通过召开施工现场观摩会，树立样板工程，推广先进经验，发挥典型引导作用。对工程质量事故要严肃处理，狠抓不放，要召开现场质量分析会，帮助承包商分析原因总结教训，制定改正措施，使其他施工单位引以为戒，不再重犯。同时还可以建立工程质量举报制度，鼓励所有参建人员、包括附近居民，对工程质量、特别是隐蔽工程的内在质量问题进行举报，一经查实，给予重奖，形成人人关心工程质量的局面。（2）严格监控量测工作地质学是非常复杂的，受地质运动及诸多环境因素的影响，需要人们通过量测数据、现象观察来分析、判定岩体稳定状态，因此监控量测是确保施工质量的重要措施之一。监控量测是新奥法施工的重点，是保证隧道现场施工安全和进行信息化设计施工的基础。通过对施工现场量测数据和对开挖面的地质观察以及地质超前预报等预测、预报资料的分析，对隧道围岩力学性能进行评价，进而对隧道施工方法包括常规的、特殊的、辅助的施工方法、断面开挖步骤及顺序、初期支护的参数等进行合理调整，真正做到信息化设计施工，保证施工安全、围岩稳定、支护经济、质量良好。测量仪器、工具在使用前应作检校，保证仪器具的技术状态符合使用要求。在隧洞开挖之前，要对施工控制网进行复测，复测结果应满足规范要求。（3）做好施工防水措施隧道工程在设计时，一般未考虑防水措施，施工时如果处理不慎，将造成施工缝渗水，给运营和维修带来麻烦。除了规范规定的施工接缝处理方法处，还要求仰拱施工缝横向、纵向与铺底施工缝必需错开50CM以上，监理工程师要严格按这一要求进行控制。中墙顶防水处理是双连拱隧道防排水的关键，通过施工实践表明，采取按两个单洞独立设置防排水系统更加合理可靠，很好地解决了中墙顶渗漏水问题。对于滴水及裂纹渗漏处，可采用凿槽引流堵漏施工方法。如在渗漏部位顺裂缝走向将衬砌混凝土凿出一定宽度和深度的沟槽，埋设直径略大于沟槽宽度或与沟槽宽度相当的半圆胶管将水引人边墙排水沟内，再用无纺布覆盖半圆胶管或防水堵漏剂封堵，然后用颜色相当的防水混凝土封堵或抹面。对于渗漏严重部位，可采用注浆堵漏施工方法。如在渗漏部位凿出一定宽度和深度的凹坑，清理混凝土渣，并检查表面混凝土密实性，从渗漏部位向衬砌钻孔，其深度建议控制在衬砌厚度范围内，埋管注浆，其注浆浆液通过设计确定。（4）完善各环节的检测系统首先要在借鉴现有相关规范、规程的基础上，制定检测内容、检测方法和评价指标，并给出相关质量检测表格，对隧道工程可能用到的各种材料进行质量检测。然后要依据隧道的施工工序，将整个施工过程划分为开挖质量检测、初期支护质量检测、防水系统施工质量检测、二次衬砌质量检测、仰拱施工质量检测、明洞施工质量检测、检修道和电缆沟槽施工质量检测、水泥混凝土路面施工质量检测、洞口工程施工质量检测等几个环节，对每道施工工序都给出相应的检测表格。另外，隧道工程还要进行竣工检测。对洞口工程、洞身工程、隧道净空、隧道路面、防排水系统、通风系统、照明系统和其他设施监控系统、应急系统等都需要进行检查验收工作。最后，对于已经运营通车的隧道也要定期对其进行运营环境、服务水平及潜在隐患进行检测与评估，包括通风效果、照明效果、消防设施实施效果、监控设施实施效果、其他运营设施实施效果检测和总体目测，这样不仅可以改善运营环境，提高服务水平，更重要的是，能够对衬砌裂损及渗漏水等问題做到早发现，早处理。1公路隧道防排水技术防排水系统设计隧道的永久性防排水，是用防排水工程实现的。目前隧道防排水遵循”防排、堵截相结合，困地制宜综合制理”的原则保证隧道结构物和营运设备的正常使用和行车安全。隧道防排水设计应对地表水地下水妥善处理洞内外应形成一个完善通畅的防排不系统。国内各个隧道防排水设计都在遵循这一原则的基础上结合各个隧道的具体情况，有侧重点和针对性地进行防排水设计。排水系统设计洞内排水当前排水系统设计问题大部分在洞内排水设计方面，洞内排水方法主要有以下几种（1）喷混凝土前在集中出水点安设穿孔塑料管或弹簧盲管渗漏水较大的地方安设排水板。（2）纵向设排水管，横向设弹簧排水管并与纵向排水管连通形成纵贯隧道的排水通道。有的在有股水或较大的淌水地段设置了纵向软式排泄水管。一般采用环向中50软式透水管。纵向中100软式透水管。（3）两侧边墙墙脚设100纵向软式透水管将防水层背后水系连通。每隔几米设一道铸铁或塑料泄水管将纵向透水管与排水沟侧沟或中央排不沟相连。（4）在二次衬砌两侧边墙脚每隔一段距离留75100MM泄水孔在隧道路面混凝土找平层下I或二次衬砌两侧边墙脚铺设加强型软式透水管排水盲沟或塑料盲管。上西柏坡隧道在中央设置了500MM的排水管。洞外排水洞外排水一般在洞口边坡仰坡外510M设置一条浆砌片截水天沟避免洞外地表水流入洞内防止洞口及边坡受地表水冲刷。有必要时在隧道轴线地表或相关范围内设置截水沟把地表水与地下水的联系切断减少涌水等地下灾害的发生。在岩石破碎带采取预注浆法阻断地表水与地下水的联系使隧道正常施工与运营。防水系统设计早期的防水系统是在隧道内设置内贴或外贴式防水层，现在开始采用以防水混凝土为主的防水措施。向衬砌背后压浆，使衬砌与围岩和防水层密实，也能起到很好的防水作用但是效果难以适应现代隧道的使用要求。现代隧道普遍采用新奥法设计与施工衬砌结构采用复合式运用多道防水层，效果良好。其防水系统一般为由土工布和防水层共同组成的复合式防水层，将地下水堵在二次模筑衬砌之外。在施工缝，沉降缝和伸缩缝等薄弱环节设置止水带或止水条，避免地下水进入隧道界内，达到防水的目的。防水板的材料选择目前国内较多运用以下几种橡胶防水层EVA合成树脂防水层PVC复合排水板、合成树I旨LDPE板等。由厂家制作成卷，可根据具体的施工和长期运营要求，选择适合隧道的防水卷材。普遍情况下与防水布联合使用效果更佳。橡胶止水条带系列混凝土沉降缝、伸缩缝施工缝设中埋式橡胶止水带，有的还在二衬背后搭接一层防水层。橡胶止水带安装一般采用预埋式因为它具有构造简单施工简便及质量可靠等优点。抗渗或防水混凝土所采用的抗渗混凝土抗渗标号应不低于S6。目前在二次衬砌中应用的抗渗或防水混凝土例女IAEC膨胀水泥该水泥的物理抗渗抗裂抗腐蚀、强度、膨胀、水化等性能较普通水泥好。还有在治理渗漏中应用XYPEX水泥结晶增生剂混凝土用来涂刷混凝土的表层，其中的催化剂使得混凝土中的水泥结晶不断反复增生，达到防水的目的。喷涂防水层喷涂防水层采用喷涂的方法，在初期支护基面上形成一层防水层，以达到防水的目的。喷层厚度不小于2MM。喷层外应设砂浆保护层，以防止二次衬砌混凝土灌注时损伤喷层。目前这种方法在国内处于试验研究阶段。用于隧道喷涂防水层的材料主要是阳离子乳化沥青聚氯乙烯胶乳。喷涂层的优点是适应性强，没有接缝、重量轻施工操作灵活等，是今后隧道防排水方法研究的一个重要方向。二、寒冷地区隧道春融期冻害问题防治季节性冰冻地区的隧道常在春融期出现渗漏并引发各种冻害，如洞顶吊冰柱，边墙挂冰溜和路面结冰等，影响安全行车，威胁结构稳定。近年来，随着新材料、新工艺的不断涌现及工程界对隧道防渗防冻问题的普遍重视，我国公路隧道的防渗防冻技术有了长足进步。但是，由于隧道防水问题本身的复杂性，加之寒冷地区温度因素的介入，更增加解决隧道防渗防冻问题的难度，以致我国北方地区的一些新建隧道在建成后不久便开始受到春融期渗漏与冰冻的困扰。为了解决季节性冰冻地区隧道的渗漏问题，国内一些学者对隧道的防冻进行了研究。导致隧道渗漏的原因很多，在寒冷地区由于排水管路封冻和衬砌壁后的冰冻使渗水下排不畅，更易引发隧道渗漏；反过来，因为渗漏水的出现，在寒冷地区的隧道内必然会发生各种冰冻。春融期寒冷地区隧道渗漏与冰冻的这种因果关系，使隧道的冻害很难用单一的工程措施或某种新材料就能很好预防。因此，在新隧道的建设中必须坚持综合防治的原则，把握好设计、施工的各个环节，才能取得理想的防范效果。如青海的大板山隧道，在隧道正下方专门设置了排水、储冰洞，并在隧道衬砌表面敷设了一层绝热保温层。1基本方法针对外因的对策置换将冻结深度内的介质置换为不易冻结的材料；隔热在衬砌背后或表面设置隔热材料（喷射或铺设）；针对内因的对策回填压注充填背后空隙，防止背后滞水、冻结；通畅排水设置各种排水设施。在选择防止冻害方法时，要进行充分的调查，采取与上述目的相适应的措施。2措施的选择防止冻害方法可从热能方面进行分类。如图5所示，分为隔热法和加热法。目前，一般采用隔热法。加热法正在试验中。冻害防止方法有三类，包括防止漏水方法、隔热法、加热法，其中隔热法包括表面隔热处理法和双层衬砌隔热处理法。（1）隔热法隔热法是在衬砌表面或一次衬砌和二次衬砌之向设置隔热材料，使围岩的热量在冬季不逸出隧道并保持隔热材料的表面温度在冰点以上而防止冻害的方法。措施有以下几种表面隔热处理法双重衬砌隔热处理法。A表面隔热处理法是在衬砌表面设置隔热材料的方法。此法，在既有隧道的冻害整治中是最一般的方法。在新建隧道中，也有采用的，但比较少。表面隔热处理法一般是由防止漏水的导水层、隔热层及防止火灾的防火层等三层构成。构成隔热层的隔热材料多采用泡沫聚氮乙烯和泡沫聚氯苯烯，泡沫尿烷等。初期，此法是在工地把隔热材料直接喷射到衬砌表面上，最近，一般都是在工厂把隔热材料喷射到防水板上形成隔热板、并考虑导水层的方法。既使在这种情况中，隔热板的搭接处和端部也要在工地喷射隔热材料形成所需壳体以大幅度地提高作业的效率和安全。隔热材料表面的防火层可以预先喷射在隔热板上，也可在工地装好隔热板后再喷射。表面处理法一般有2种。一种是称谓A型,一种称B型。即在衬砌表面用锚栓设防水板。板和衬砌间留有一定的空隙。作为漏水流下的通道。而后在防水板上喷射隔热材料。B型防冻方法是在衬砌上