隧道病害整治方法讨论

1、中文摘要第一章隧道病害类型及整治方案1 .隧道病害类型62 .隧道病害整治技术6第二章 水害的种类、危害及成因61 .水害的种类及其危害71.1 施工中的隧道水害71.2 运营中水害种类及其危害71.3 潜流冲刷81.4 侵蚀性水对衬砌的侵蚀82 .水害产生的原因 82.1 勘测与设计82.2 施工 92.3 材料92.4 监理92.5 验收92.6 匹配10第三章衬砌侵蚀的种类及危害 101水蚀10 .2.7 烟蚀11.2.8 冻蚀11 .4骨料溶胀11第四章冻害的种类及其成因111 .冻害的种类111.1 冰柱、冰溜子121.2 衬砌发生冰楔121.3 围岩冻胀破坏12.2 .冻害的成因

2、132.1 寒冷气温的作用132.2 季节冻结圈的形成132.3 围岩的岩性对冻胀的影响142.4 隧道设计和施工的影响14第五章隧道病害整治技术 141 .注浆加固堵水技术 152 .锚杆支护技术 .153 .套衬技术 15 4 .结构抽换技术 155 .渗漏水引排技术 16第六章隧道衬砌混凝土裂缝的成因与防治 161 .裂缝的类型161.1 干缩裂缝 _16 1.2 温度裂缝171.3 荷载变形裂缝 . . .17. 1.4 施工缝（接荏缝）17 2 .裂缝形成的原因分析 17.2.1 设计粗糙，建设、监理单位工作随意性大.一 _182.2 施工工艺或现场操作不规范182.3 原材料质量差

3、、配合比设计不合理183 .混凝土裂缝的治理193.1 细微裂缝193.2 贯通性裂缝193.3 密集裂缝204 .预防或缓解混凝土裂缝的措施20 . 4.1 提高设计精度 20. .4.2 把好材料进场关，严格控制原材料的质量和技术标准20.4.3 严格混凝土施工工艺21第七章 实例分析22结论23参考文献2528隧道病害整治方法探讨前言到目前为止,我国已建成约 5 000 座铁路隧道,总延长近2 500 km ,长度居世界领先地位,但隧道病害发生较多。据隧道病害调查的资料表明,我国铁路隧道大部分存在着不同程度的病害。隧道病害的类型主要有水害、冻害、衬砌裂损和衬砌侵蚀。隧道病害发生较多的地段

4、,从地质情况看,一般是断层破碎带,风化变质岩地带、裂隙发育的岩体、岩溶地层、软弱围岩地层等 ;从地形情况看,多发生在斜坡、 滑坡构造地带、 岩堆崩坍地带等。隧道内各种病害一般不是单独存在的,而是互相影响、互相作用的。其中最常见的病害形式是水害 , 调查中发现在隧道养护人员中流传着“十隧九漏”这种说法, 这正反映 了水害发生的频繁。 隧道水害不仅增加隧道内湿度, 造成电路短路等事故, 危及运输安全, 而且还引发其他病害。 隧道由于渗漏水、积水, 将会造成衬砌开裂或使原有裂缝发展变大, 加重衬砌裂损 ; 当地下水有侵蚀性时, 会使衬砌混凝土产生侵蚀 , 并随着渗漏水的不断发展 , 使混凝土侵蚀日益

5、严重。在寒冷地区 , 水是影响隧道围岩冻胀的重要因素 , 衬砌水害严重, 必然导致冻害严重。 衬砌裂损病害主要表现为衬砌的变形、开裂和错台 , 而衬砌一旦开裂, 将会给地下水打开一条外渗的通道 , 引发隧道严重水害 , 进而就会产生衬砌混凝土的侵蚀 , 在寒冷地区产生冻害等。寒冷地区的铁路隧道如果围岩含地下水, 就会产生隧道冻害。冻害的循环发生, 使衬砌混凝土再产生开裂、 变形 , 导致衬砌承载力降低, 同时在春、 夏季 , 冻害部位开始解冻 , 此时被冻结的冰融化成水, 水就会“寻找”通路 , 致使衬砌产生渗漏水。在含有侵蚀性地下水的围岩中 , 地下水的侵蚀将造成衬砌混凝土的疏松、 剥落 ,

6、 产生衬砌裂损承载力降低, 总之 , 隧道内各种病害并不是单独作用的 , 而是几种情况共同作用 , 对衬砌结构产生连环破坏 , 致使衬砌混凝土开裂、 变形 , 产生剥落、 掉块等 , 使衬砌的有效厚度减薄 ,承载力降低, 安全可靠性减小 , 随着病害的持续发展, 最终导致衬砌结构失稳破坏。铁路隧道病害严重影响着运输的安全, 制约了铁路运输的快速发展。 为了整治各类病害 , 铁路部门每年都要耗费大量的人力、物力、财力 , 但是对于病害的整治分析我国还处于相对落后的地位。例如对于已发生病害的隧道 , 其承载力如何、是否需要加固 , 尚没有统一标准, 广大的养护、维修人员总是从经验推断病害隧道的可靠

7、性, 从而进行维修加固。针对以上问题 , 本文根据国内外维修、养护的经验, 分别介绍隧道水害、冻害、衬砌裂损、衬砌侵蚀等病害的现象及其对衬砌结构及运输安全的影响,并比较详细地分析和讨论了各种病害的成因以及有效的治理方案。关键词 : 隧道 ; 病害类型 ; 病害成因 ; 病害整治第一章 隧道病害类型及整治方案1. 隧道病害类型我国既有铁路由于受修建时技术标准和施工技术的限制，许多隧道在营运后不同程度地存在各种病害。 主要病害类型有： 水害； 衬砌破损；冻害等。有些隧道甚至没有作二次衬砌，有些衬砌不饱满，衬砌与围岩结合不紧密发生脱离，严重影响隧道的使用，有的甚至危及行车安全，必须进行全面整治。2.

8、 隧道病害整治技术对于以上的病害采取以下的整治方案：注浆加固堵水技术，锚杆支护技术，套衬技术，结构抽换技术，渗漏水引排技术等。第二章 水害的种类、危害及成因隧道水害是指在隧道的修建或运营过程中遇到水的干扰和危害。 水害是隧道中常见的一种病害 , 调查资料表明 , 大部分的隧道存在不同程度的水害。 水害不仅本身对隧道结构产生危害 , 降低衬砌结构的可靠性, 导致衬砌失稳破坏, 而且还会引发其它病害, 对隧道整体结构的稳定影响很大。1水害的种类及其危害1.1 施工中的隧道水害施工中的隧道水害主要是指隧道围岩的地下水或部分地表水, 以渗漏或涌出方式进入隧道内造成的危害。施工中隧道渗、 漏水 , 造成

9、洞内空气潮湿不仅影响施工人员的身体健康,而且使施工机械、设备产生锈蚀、腐烂, 使绝缘设施失效, 造成电路短路、跳闸甚至漏电事故, 危及人身、设备安全。当变为突水或涌水时, 就危及到施工人员的人身安全 , 损坏施工机械, 造成塌方 , 斜、 竖井被淹没, 中断施工 ,造成重大的经济损失。 如大瑶山隧道就因突水致使班古坳竖井被淹没, 使其基本上未能发挥竖井作用。1.2 运营中水害种类及其危害隧道漏水和涌水。在运营隧道中围岩的地下水和地表水直接和间接地以渗漏方式或涌出的形式进入隧道内造成的危害。它受漏水、涌水规模以及隧道结构、牵引类型、地质条件等的影响 , 其产生的危害主要有:a. 对电力牵引区段和

10、电力配线, 使电绝缘失效, 发生短路、 跳闸等事故,危及行车安全 ;b. 洞内空气潮湿, 影响养护人员身体健康, 使洞内设备（ 通讯、照明、钢轨等 ） 锈蚀 ;c. 混凝土衬砌风化、腐蚀、剥落, 造成衬砌结构破坏;d. 涌水病害造成衬砌破坏, 道床翻浆冒泥, 中断行车。衬砌周围积水。主要是指运营隧道中地表水或地下水向隧道周围渗流汇集 , 如果不能迅速排走而引起的病害有:a. 水压较大时会导致衬砌破裂 ;b. 使原完好的围岩及围岩的结构面软弱夹层因浸水而软化或泥化 , 失去承载力 , 对衬砌压力增大而导致衬砌破裂:c. 使膨胀性围岩体积膨胀, 导致衬砌破坏;d. 在寒冷地区发生冰胀和围岩冻胀,

11、快速导致衬砌破坏。1.3 潜流冲刷主要是指由于地下水渗流和流动而产生的冲刷和溶蚀作用。 其危害有 :衬砌基础下沉, 边墙开裂或者仰拱、整体道床下沉开裂;围岩滑移错动导致衬砌变形开裂;对超挖回填不密实或未全部回填者, 引起围岩坍塌 , 导致衬砌破坏;1.4 侵蚀性水对衬砌的侵蚀。2水害产生的原因水害产生的原因很多 , 归纳起来可分为以下几种 :2.1 勘测与设计设计人员在设计时往往只重视建筑和结构上的要求, 而忽视了防排水的设计要求; 在防水设计之前, 对其工程地质及水文地质情况了解得不够仔细 , 对衬砌周围地下水源、水量、流向及水质勘察不全 ; 有时还缺乏反映防水材料性能的室内试验数据, 对结

12、构抗渗、抗腐蚀未作具体要求。2.2 施工施工中的许多隧道和地下工程由于其光面爆破效果不佳, 喷射混凝土面难以吻合; 加上防水板接缝采用电烙铁, 焊缝不均匀、 不牢固 , 使防水板很容易产生空鼓开裂; 局部超挖过量, 回填不好不实 , 这样使塑料防水板的防水效能无法发挥。有的施工单位一味追求施工速度, 忽视二次衬砌质量, 造成混凝土内部空隙、衬砌表面粗糙不光滑。另外对排水设施不按施工规范要求操作等, 使地下水丰富地区的隧道造成严重的渗漏水。2.3 材料目前国内许多生产防水材料的厂家由于其设备陈旧 , 原材料选择不严,工艺落后 , 而致使产品质量较差, 达不到国家质量标准, 如果选用这样的防水材料

13、也是导致隧道渗漏水的原因之一。2.4 监理隧道及地下工程的施工监理是近几年来才开始的 , 目前缺乏防水施工工艺等方面的监理规程。 以前只是施工单位把关, 由于防水概预算定额较低对防水材料的选择和使用过问较少, 所以 , 要做到确保速度及地下工程的防水质量 , 施工监理不可忽视。2.5 验收工程竣工后, 从衬砌表面往往看不出什么问题 , 管理单位缺乏检验手段有时又接近运营期限, 往往对交验前渗水情况 , 缺少进一步查验, 只好按竣工报告及施工总结, 勉强验收 , 导致运营后渗漏水逐渐严重。2.6 匹配防水技术的匹配就是指防水设计、防水材料和防水施工工艺与防水工程相适应的问题。 从工程实例来看,

14、不少工程渗漏水是由于防水材料与基面粘结不良或不适应造成的 , 因而搞好防水技术的匹配近年来引起了人们的广泛关注。防水施工方法不外乎喷射、涂刷、抹压、注浆、粘贴等等, 防水材料可分为沥青、橡胶、塑料、水泥及聚合物等, 不论采用何种施工工艺和何种材料 , 都有与建筑物基面的接触问题。所以从这一角度考虑, 防水效果的关键是防水层与基面的粘结和适应问题。第三章 衬砌侵蚀的种类及危害隧道内金属构件的锈蚀、混凝土衬砌的侵蚀破坏, 都属于腐蚀病害。一般混凝土具有较好的耐久性、耐腐蚀性和较高的强度。但是 , 一旦由于地下水的侵入 , 衬砌受到侵蚀介质经常作用 , 就会出现起毛、酥松、蜂窝麻面、起鼓剥落、孔洞露

15、石、骨料分离等材质破坏, 导致材料强度降低, 衬砌厚度变薄, 渗、漏水严重, 降低其使用寿命。隧道内混凝土衬砌的腐蚀按其种类不同, 可分为水蚀、烟蚀、冻蚀及骨料溶胀等。1. 水蚀主要指衬砌受到地下水的作用而产生的腐蚀。 一般发生在隧道的拱部、边墙、仰拱、排水沟和电缆槽等各部位。溶出型侵蚀。 主要是指水泥石中的生成物被水分解溶失造成的侵蚀 ,表现为外观尚完善, 常有白色沉淀物 , 内呈多孔状, 强度降低。硫酸盐侵蚀。主要是指环境水中含有硫酸根离子对混凝土的侵蚀。镁盐和氨化物的侵蚀。2. 烟蚀主要是指在蒸汽机车牵引的区段, 其产生的“烟雾”对衬砌混凝土产生的侵蚀 , 分为化学性侵蚀和机械性侵蚀。3

16、. 冻蚀冻蚀是指在严寒地区的隧道, 混凝土衬砌由于冻融交替产生的侵蚀。4. 骨料溶胀骨料溶胀指衬砌混凝土中的粗、细骨料中含有遇水溶解和膨胀的材料而造成的对衬砌的侵蚀。第四章 冻害的种类及其成因隧道冻害会导致衬砌冻胀开裂 , 以至疏松剥落, 造成隧道衬砌结构的失稳破坏 , 降低衬砌结构的安全可靠 性 , 严重影响铁路运输的安全和正常运行。同时由于我国幅员辽阔 , 冻土地区分布广泛（ 其中多年冻土占整个陆地面积的 1/ 5） , 在现有的 6 万多公里铁路 5 000 多座铁路隧道中 , 有相当一部分处于冻土分布地区。 随着铁路自身发展的要求, 在寒冷地区 （ 西北地区 ）修建铁路隧道已是不可避免

17、 , 隧道冻害问题会随之增多。1. 冻害的种类1.1 冰柱、冰溜子渗漏的地下水通过混凝土裂缝逐渐渗出 , 在渗点出口处受低温影响积成冰柱 , 尤其在施工接缝处渗水点多 , 结冰明显 , 累积十至几十厘米厚的冰溜子 （ 又称为挂冰） 。 如不清理 , 冰溜子越积越大, 侵入限界 , 危及行车安全。拱部渗漏逐渐形成冰柱子（ 冰葫芦 ） , 一般地区仅仅是影响限界。在电气化牵引区段, 冰柱子下垂, 挂在接触网高压电线上造成短路、坠断电线造成放电、跳闸, 严重时危及人身安全。隧道排水沟槽设施, 保温不良引起冰冻称冰塞子。水沟地下排水困难 ,因结冰堵塞, 使水沟 （ 管或槽 ） 冻裂破损 , 地下水不易

18、排走, 衬砌周边因水结冰而冻胀 , 致使隧道内各种冻害接踵而来。1.2 衬砌发生冰楔隧道砌筑在围岩良好地段, 一旦衬砌壁后有空隙, 渗透岩层的地下水,在排水不通畅时水就积在衬砌与壁后围岩间 , 结冰冻胀产生冰冻压力 , 传递给衬砌。经缓慢发展, 常年积累冰冻压力像楔子似的 , 使衬砌发生破碎、断裂、掉块等现象。1.3 围岩冻胀破坏隧道修筑在不良地质地段的围岩（i、r类及破碎花岗岩、砂岩）地段，如果围岩层面及结构内含水多时, 冬季就易发生冻胀破坏, 主要有 :隧道拱部衬砌发生变形与开裂。 拱部受冻害影响时, 拱顶下沉内层开裂, 衬砌开裂严重时尚有错牙发生, 拱脚变形移动。 冻融时又有回复（ 留有

19、残余裂缝 ） , 多次循环危及结构安全。隧道边墙变形严重。 边墙壁后排水不畅 , 积水成冰 , 产生冻胀压力 , 造 成拱脚不动, 墙顶内移 , 有的是墙顶不动墙中发生内鼓现象, 也有墙顶内移致使断裂多段。隧道内线路冻害。线路结构下部无排水设施，在地下水丰富地区，水 在冬季就冻结, 道床隆起。在水沟之处因保温不好, 与线路一样有冻结, 这样水沟全长也会高低不平。由于冻融使线路和道床翻浆冒泥、水沟断裂破坏。水沟破坏后排水困难 , 渗入线路又加大了线路冻害范围。衬砌材料冻融破坏。隧道混凝土设计标号较低，抗渗性差，在地下水丰富地区 , 水就渗入混凝土内部。到冬季水在混凝土结构内冻结, 膨胀产生冻胀压

20、力 , 经年冻融循环使结构变酥、强度降低, 造成冻融破坏。洞口段冻融变化大 , 衬砌除结构内因含水受冻害外 , 岩体冻胀压力传递等破坏, 促使衬砌发生纵向裂纹和环向裂纹。隧底冻胀和融沉。 对多年冻土隧道, 隧底季节融化层内围岩若有冻胀性 , 而底部没有排水设备, 每年必出现冻胀融沉交替, 无铺底的线路很难维持正常状态; 有时铺底和仰拱也发生隆起或下沉开裂。2. 冻害的成因2.1 寒冷气温的作用隧道冻害与所在地区气温 （ 低于 0 或正负交替） 有直接关系。 由于气温的变化使得隧道产生冻害。2.2 季节冻结圈的形成沿衬砌周围各最大冻结深度连成一个圈叫做季节冻结圈。当衬砌周围超挖尺寸大小不等, 超

21、挖回填用料不当及回填密实不够产生积水, 形成冻结圈。 在严寒冬季, 较长的隧道 , 两端各有一段长度能形成冻结圈 , 叫做季节冻结段。中部的一段, 多年不会形成季节冻结圈 , 叫做不冻结段。隧道两端冻结段长度不一定相等。同一座隧道内季节冻结段的长度恒小于洞内季节负温段的长度。隧道的排水设备如埋在冻结圈内 , 冬季易发生冰塞。 在冻结圈范围内的岩土 , 由于受强烈频繁的冻融破坏, 风化破碎程度与日俱增 , 也是冻害成因之一。2.3 围岩的岩性对冻胀的影响在隧道的季节冻结圈内如果是非冻胀土 , 是不会发生冻胀性病害的。 冻结圈内冻土的分布情况就决定了发生冻害的部位。如果隧道围岩全是冻胀性土且均匀分

22、布, 则发生冻胀时沿衬砌外围对称均匀分布; 如果是冻胀性土与非冻胀性土成层状分布, 就可能出现冻胀部位不对称和非均匀分布。2.4 隧道设计和施工的影响隧道在设计和施工时, 对防冻问题没有考虑或考虑不周, 造成衬砌防水能力不足、洞内排水设施埋深不够、治水措施不当 , 加上施工单位未按施工规范认真施工等, 都会造成和加重运营阶段隧道的冻害。第五章 隧道病害整治技术人们早已认识到隧道病害对运营的严重威胁，只是限于条件，目前对高速公路病害隧道的治理，由于受行车条件的限制，大都处于治表为主的状况，修修补补，一段时间后旧病复发的很多。除非病害严重到危及结构安全才加以彻底整治，治理技术主要有以下几种。1.

23、注浆加固堵水技术注浆作为加固围岩的一种手段，在隧道病害治理中所起的作用主要表现在加固地层以提高围岩的承载力和充填衬砌背后空洞使衬砌均匀受力，从而达到阻止衬砌结构继续变形或破坏。同时，浆液能充填岩体裂（ 孔） 隙（ 洞 ） ，降低地层透水系数，同时能够修补衬砌混凝土结构裂缝达到加固和阻水的双重目的。通常采用的浆液有普通硅酸盐水泥（ 或特殊 ） 单液浆、水泥水玻璃双组份浆液及化学浆液等。2. 锚杆支护技术锚杆具有悬吊作用、组合梁作用、紧固作用及均匀压缩拱作用 （ 如图 1所示 ） ，在隧道结构产生病害部位安设锚杆，可有效提高围岩的整体承载能力，将已产生裂纹的衬砌混凝土与已加固的围岩结合在一起，阻止

24、衬砌结构的进一步破坏。3. 套衬技术病害治理中如衬砌产生的裂缝不密集，尚不足以危及隧道结构安全，经加固后仍有较强的承载能 力，而且存在净空断面缩小的余地，在安设锚杆、注浆加固的基础上，可以考虑施作套衬。套衬就是在既有衬砌内表面再灌注一定厚度的混凝土，与既有衬砌共同承担围岩压力。套衬可以有效地阻止既有衬砌进一步裂损变形，同时可起到防水的作用。4. 结构抽换技术隧道衬砌结构如果裂缝交错分布，密度较大，并伴有片块剥落，严重错台，侵入净空限界，使原衬砌失去使用功能，则应考虑拆除旧的衬砌结构，重新施作新的衬砌。结构抽换过程中，必须采取如下措施，保证施工 和隧道结构安全。（ 1）架设钢架支撑，抑制结构变形

25、发展；（ 2）注浆加固围岩，并利用注浆管悬吊既有裂损衬砌；（ 3）运用静态破碎及控制爆破技术拆除1 日有裂损混凝土，并严格控制开挖进尺（ 4）及时进行初期支护并加强监控量测。5 、渗漏水引排技术地下水在高速公路隧道病害成因中，是最活跃、最具破坏力的因素，隧道渗漏 水病害治理难度最大，其治理效果能够综合反映隧道整治质量。（ 5）及时进行初期支护并加强监控量测。5. 渗漏水引排技术地下水在高速公路隧道病害成因中，是最活跃、最具破坏力的因素，隧道渗漏水病害治理难度最大，其治理效果能够综合反映隧道整治质量。对于从衬砌表面（ 主要在“三缝”部位） 渗漏出来的地下水，必须配合采用引排技术治理。第六章 隧道

26、衬砌混凝土裂缝的成因与防治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。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

27、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, 在混凝土内部和表面间形成温度梯水泥水化过程中产生大量的热量度而产生应力 , 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

28、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

29、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1. 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

30、足。个别隧道衬砌混凝土背后存在脱空现象。2. 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。3. 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。4. 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。5. 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。6. 夏季施工时砂、石料露天堆放, 无切实有效的降温

31、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1. 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。2. 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

32、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 =

33、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白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0 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

34、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1.2m1.5m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wdt2即空注号锚杆，注入 水泥砂浆，灰砂比1: （35）,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

35、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。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01%针、片状物含量0 15%粒径以531.5mm为宜，最大不超过40mm 3.砂：采用级配良好的中砂，细度模数应为3.02.3,粒径小于0.31

36、5mm的 颗粒含量所占比例宜为1520%产格控制含泥量在3%z内。为方便混凝土 的运输、泵送和浇筑，砂率取35%-45%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0.450.55之间，混凝土入泵塌落度控制在（12±2） cm=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%

37、,具体掺量需经试验确定。（ 1）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。（ 2） 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。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

38、 , 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1. 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。2. 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。3. 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

39、遮阳棚 , 用冷水冲洗碎石降温。尽量安排在夜间浇筑混凝土。4. 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1h1.5h, 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。5. 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。第七章 实例