《铁路隧道衬砌裂缝成因及防治.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铁路隧道衬砌裂缝成因及防治.ppt（23页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、铁路隧道衬砌裂缝成因及防治,新建渝利铁路土建4标长洪岭隧道进口,二O一O年九月,隧道病害定义：隧道病害是指隧道施工及运营过程中出现的渗漏水、裂缝、表面腐蚀等。隧道病害分类：隧道病害分为表面病害及非表面病害。表面病害即指肉眼可见的隧道病害，包括隧道衬砌开裂、严重错台及渗漏水等。非表面病害一般包括衬砌厚度不够，强度未达到设计标准及衬砌背后空洞等。,一、表面病害衬砌破损衬砌破损主要有衬砌变形、衬砌移动和衬砌开裂三种类型。衬砌变形是指隧道的横向变形及纵向变形。其中横向变形是主要变形，是指衬砌受围岩应力的作用引起的拱轴形状的改变，其结果是造成隧道开裂，严重的可能导致部分衬砌侵入限界，甚至造成隧道的坍塌。
2、,隧道移动是指衬砌的整体或其中的一部分出现转动（倾斜）、平移、上抬、（或下沉）等变化，见下附图。,图1、隧道衬砌纵向移动基本状态,图2、隧道衬砌横向移动基本状态,图3、序上表,隧道开裂是指衬砌表面出现裂缝，包括张裂、压溃、错台等三种状态。隧道衬砌变形及移动目前只在极少数隧道中出现，这里不做详解，我们只就隧道常见的病害隧道开裂导致的裂缝进行详细分析。,1、裂缝的类型：隧道衬砌混凝土裂缝的主要类型有以下几种：干缩裂缝、温度裂缝、外部作用产生的裂缝、施工缝处理不当引起的接茬缝等。1.1干缩裂缝：衬砌混凝土在硬化的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，
3、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，浇筑混凝土后，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
4、产生变形裂缝，荷载变形裂缝在隧道衬砌混凝土冰海中占有的比例逐年增加，必须引起广大施工人员的高度重视。1.3 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，原有的混凝土表面没有进行凿毛处理，或重新开始浇筑后没有铺水泥砂浆垫层，就会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裂缝形成的原因比较复杂，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在15%左右,设计不当引起的裂缝占5%。2.1 设计原因由于近年来国家基础建设投资
5、规模大，工期要求紧，部分勘察设计单位没有深入开展地质勘探工作，隧道围岩类别评价及支护结构设计缺乏科学依据，与实际施工存在一定的偏差，这是导致隧道施工质量的隐患。2.2 施工工艺或现场操作不规范a、隧道开挖成形差，衬砌混凝土厚度不均匀；欠挖或初期支护侵入衬砌限界，造成混,凝土厚度不足，个别隧道衬砌混凝土背后存在脱空现象。b、监控量测不规范，初期支护收敛不稳定即开始施工二次衬砌，造成二次衬砌超设计荷载承受围岩压力。c、混凝土搅拌时随意性大，没有严格按照施工配合比配料，在混凝土运输及泵送过程中加水现象严重。d、采用整体式钢模板台车施工，混凝土浇筑过程中振捣不均匀或漏振，混凝土均质性,差。e、过于追求
6、施工进度，提前脱模时间，使低强度的混凝土过早的承受荷载，破坏了混凝土的结构，脱模后养护不规范。f、夏季施工时砂、石料露天堆放，无切实有效的降温措施，混凝土入模温度过高，冬季施工时采取的防寒保温措施不力。2.3 原材料质量差。混水泥品种选择不当，安定性不良，不同批次的水泥混用。碎石、砂级配差，碎石中石,粉含量大，针、片状物过多，都会影响水泥与骨料的胶结。3、衬砌混凝土裂缝的治理混凝土作为多组材料组成脆性材料，裂缝的存在是客观的，作为施工单位必须加强混凝土的施工管理，避免和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
7、衬砌结构的稳定。,3.1 细微裂缝隧道衬砌混凝土表面经常出现一些没有扩展性的细微裂缝（裂缝宽度小于0.05mm），这种裂缝是稳定的，一般可以自愈，不会影响结构的使用和耐久性。3.2 贯通性裂缝。贯通性裂缝的危害较大，必须采用有效的治理办法。具体为沿裂缝的方向凿成宽5cm，深3cm的V行槽，在槽内骑缝每隔0.5m钻一孔，孔深为衬砌厚度的1/2或1/3，一般不少,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的压浆管进行注浆，注浆饱满后将注浆管封闭，检验效果。注浆目的是将裂缝填充饱满、密实，避免形成渗水点。,衬砌纵向裂缝,3.3 密集裂缝密集裂缝形成的原因多为衬
8、砌背后有空洞或衬砌厚度不够，密集裂缝的危害性很大，必须采用防水及地层加固处理。具体为在脱空部位用手风钻钻孔，钻孔时钻杆上用油漆标有限深标记，避免穿透防水板，高压风清空后埋设相匹配的注浆导管。采用挤压式注浆机注浆，注浆顺序沿线路上坡方向进行，注浆过程中时刻观察注浆压力和流量的变化。当注浆压力达到0.20.3Mpa或溢浆管流出浆液时，即可结束本孔注浆。,拱部回填注浆,注浆结束后采用速凝砂浆将注浆孔封填密实。,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、水温地质资料，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。4.3
9、 严格混凝土施工工艺a、采用光面爆破技术，优化钻爆参数，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、严格按照施工配料单拌合，并控制混凝土的入模温度。4.4 混凝土浇筑a、混凝土在运输与泵送过程中严禁加水。b、适当放慢浇注速度，两侧边墙对称分层,浇筑，到拱、墙交界处停11.5h，待边墙混凝土下沉稳定后，再浇筑拱部混凝土。c、混凝土浇筑过程中必须加强振捣，提高混凝土的密实度及均质性，减少内部裂缝和气孔，提高抗裂性。4.5 混凝土的脱模、养护a、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。b、脱模后及时对混凝土进行养护。养护采,用喷淋洒水进行保湿、潮湿养护。洒水次数应以混凝土表面保持湿润状态为度，养护用水应与混凝土拌和用水相同。裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理。在施工中应采用各种有效的预防,措施来预防裂缝的出现和发展，保证隧道衬砌能安全、稳定的使用。,谢 谢！,
