试析隧道衬砌结构常见病害和对策.pdf

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1、交通建设建材与装饰2016年6月试析隧道衬砌结构常见病害和对策谢勇江德飞（重庆市市政设计研究院重庆市江北区400012）摘要：隧道已经逐渐成为一种常见的地下结构形式，隧道工程的建设往往容易受到地质条件、设计施工和运营环境的影响，在施工和后期使用中，常常出现不同程度的病害，从而影响隧道内行车舒适性和安全性。本文重点探讨了隧道衬砌结构常见的病害问题，并提出对策，以供参考。关键词：隧道；衬砌结构；病害；对策中图分类号：U457.2文献标识码：A文章编号：1673-0038（2016）23-0270-021引言膨胀，往往容易产生偏压，造成衬砌开裂。随着我国公路、铁路交通

2、的进一步发展，隧道结构技术难度3.1.2不均匀沉降越来越大，对隧道的设计、施工与运营期的管理维护都提出了新进行仰拱施工之前，如果底板地基的承载力不够，或者存在的挑战。由于山岭特殊的自然条件，隧道的安全运营容易遭受一浮渣、虚土，都可能造成仰拱填充下沉，继而拉裂衬砌边墙和拱些病害威胁与影响，因此需要及时进行检查，并发现病害，了解顶混凝土，或者是由于隧道在修建中要穿越不同的地层，特别是其成因，然后通过检测确定隧道的主要病因并采取合理有效的穿越断层、破碎带、岩溶、倾斜的软弱夹层时，地基承载力差异较整治方法进行治理。大，容易引起隧道裂缝以致失稳。3.1.3衬砌后空洞回填不

3、实2隧道衬砌结构衬砌背后空洞，往往会导致围岩松弛、土压力增加，导致衬砌隧道衬砌结构，通常是沿着开挖隧道的壁面建造而成的，其出现变形开裂，在空洞较大，衬砌强度不足的情况下，甚至会发主要作用在于防止围岩的变形与地层塌方，阻挡地下水渗漏等生崩塌。而造成空洞的因素也很多，包括地质突变引起坍塌，未问题，其结构组成通常包括拱部、边墙（直边墙或曲边墙）、仰拱能及时进行充填，或者溶洞、陷穴未及时发现空洞，或者施工中或铺底等（见图1）。隧道衬砌结构根据使用要求和围岩的特性，使用的机械器具没有达到工程要求，施工人员本身在施工中疏有不同的衬砌内轮廓，从而定出宽度、高度、形式和衬砌截面

4、及忽等，都会导致空洞，如果在拱顶拱肩出现孔洞，将加大回填施厚度。隧道衬砌作为支护的基本理论是把隧道围岩和衬砌作为工的难度，提高衬砌结构的危险性。相互有联系的统一体，即隧道围岩不仅作为一种压力作用在衬3.1.4衬砌厚度不足砌上，而且作为一种介质与衬砌共同作用，从而达到分担隧道开衬砌厚度不足的原因如下：①开挖施工光面爆破效果不符合挖扰动造成的重力问题，维持隧道工程稳固。要求，效果不理想，平整度不够。从隧道开挖新奥法原理上，围岩的突出部分改变了围岩的整体受力结构，造成应力集中，变形突出；②施工时欠挖，没有把一些临时支撑拆除净就进行浇筑，节理发育时发生坍塌而未及时清理掉

5、，用圬工体填充，初期支护不到位支撑不强，导致支撑变形侵入衬砌。3.2衬砌变形、移动衬砌变形问题，指的是衬砌在受力影响下，出现的拱轴形状改变，导致隧道净空不够，或者侵占了预留的加固空间。衬砌变图1隧道衬砌结构图形一般可以分成两种情况，即横向变形与纵向变形，横向变形是3隧道衬砌结构常见病害实例分析主要变形。而衬砌移动，则指的是衬砌整体或者其中的一部分，某隧道位于山西境内，属于一级铁路。隧道沿途经过的地质，发生转动（倾斜）、平移或下沉等变化，衬砌移动同样存在纵向与大多为黄土、湿陷性黄土和膨胀土，节理发育强风化破碎石灰横向移动两种。岩、黏土、粉土。地下水较少，环境较为干

6、燥。地质复杂程度一般。3.3隧道衬砌水害隧道长221m，覆盖最厚处不足20m，是埋深较浅的短直隧道。隧隧道衬砌结构的水害，主要是存在于隧道围岩的地下水、地道内温度和隧道外基本一致。表水出现直接或间接渗漏、涌出，进入了隧道的内部，将会对隧3.1衬砌开裂问题道衬砌结构造成危害。一般来说，水害的类型包括以下种类：3.1.1偏压（1）根据发生水害的部位、实际水流量等，可将灾害分成以下就地形上来看，如果隧道洞顶的覆盖层较薄、地面坡度较陡、几种：拱顶渗水、滴水、漏水成线、成股射流以及仰拱隆起；边墙围岩较差，且斜交洞门和傍山浅埋段时，往往容易产生偏压。从的漏水灾害则分为渗水、

7、淌水两种；少数隧道甚至存在涌水病害地质上看，当围岩有膨胀性黏土土层，雨季水量充沛，引起围岩·270·2016年6月建材与装饰交通建设问题。性与耐久性。（2）按照水源的补给状况，可将其分成两种，即地下水补给、4.3隧道水害整治技术关键地表水补给。地下水的补给通常有稳定的水资源，其流量受季节在整治水害之前，需要详细了解现场的病害情况，明确病害变化的影响小；地表水补给流量，会当地的季节性变化而变化。的来源，进而采取相应的、有效的隧道整治措施。依据隧道所处3.4隧道衬砌冻害地点的地质水文条件、周边环境因素，隧道水害特点等，在水害混凝土属于一种复合材料，主要成分包括集料、

8、水泥和水。混整治施工中，