从当前铁路隧道衬砌典型病害谈设计施工改进措施

铁路隧道对运营安全性要求极高,特别是高速铁路隧道。通过系统研究分析隧道衬砌典型病害（仰拱上拱、涌水、拱顶掉块风险）的原因,提出设计施工需改进的工程技术措施建议： 1)仰拱上拱的主要原因是地下水、构造应力、膨胀力、施工质量、结构刚度不足等,建议采取加强隧底防排水、加大仰拱矢跨比、加强仰拱结构刚度和强度、确保仰拱施工质量等措施; 2)涌水的主要原因是岩溶等复杂的水文地质条件、排水设施未充分发挥作用、施工质量缺陷等,建议采取加强水文地质勘察及施工地质评估、优化排水设计、提高衬砌施工质量、加强运营维护管理等措施; 3)拱顶掉块风险的主要原因是拱部衬砌存在空洞、厚度不足、施工缝缺陷等,建议采取优化施工缝结构设计、加强开挖和防水板铺设质量控制、配备先进工装设备等措施。     

基于数值模拟分析的隧道衬砌质量缺陷影响研究

由于设计、施工等因素导致的我国地铁区间隧道渗漏水,衬砌掉块、厚度不足、开裂、脱空以及不密实等病害频发,严重危及地铁的运营安全。针对地铁区间隧道施工造成的衬砌质量缺陷,在分析缺陷成因基础上,对不同隧道缺陷的形式及缺陷的特性进行了统计分析。基于统计分析,对隧道衬砌施工中存在典型缺陷对隧道结构受力特性的影响进行了数值模拟研究,分析了衬砌背后空洞、不密实、厚度不足以及组合缺陷等条件下隧道衬砌的安全特性。基于数值模拟分析,提出了施工中隧道衬砌缺陷地质雷达无损检测的测线布置方式,指导了区间隧道衬砌质量的检测作业,取得了良好的效果。     

公路隧道衬砌结构火灾损伤检测与评估研究

某运营隧道过火段的衬砌结构出现混凝土大面积剥落掉块和严重灼烧,危及隧道结构安全而暂停运营.文中结合航拍建模技术和外观检查,对该隧道二衬厚度及初支情况、衬砌强度及碳化深度、内轮廓情况等进行检测以了解隧道衬砌受损程度.其主要检测手段包括地形信息采集与云模型建立、衬砌外观检查、激光断面扫描、地质雷达检测、钻孔取芯及其抗压强度...     

公路隧道叠合式套拱加固技术应用研究

随着运营时间的增长,公路隧道部分衬砌结构因承载能力不足,逐渐发生变形、开裂、错台、掉块等较严重病害,亟需进行加固处治。叠合式套拱是一种强力的加固措施,可以与原衬砌结构结合成一体共同承担围岩荷载,最大限度利用原结构的剩余承载能力,加固效果显著。依托工程实践,对叠合式套拱加固技术进行分析研究,结果显示该方法可显著改善原衬砌强度、刚度及稳定性,极大地提高衬砌承载能力,有效地抑制二次衬砌裂缝的发生、发展,确保隧道运营安全。     

日本隧道衬砌的安全问题及今后采取的措施

在对日本运营隧道的混凝土衬砌剥落掉块病害调查、研究、分析的基础上由铁道科研部门提出了结合整治的研究课题。     

基于钢拱架支撑加固衬砌裂损方法的研究

衬砌裂损是隧道工程中最常见的病害,研究衬砌裂损加固方法和防治隧道衬砌裂损具有重大意义。通过对雷公岽隧道裂损区域的检测和力学分析,利用有限元模型模拟计算病害区域对钢拱架支撑加固的响应,建立存在裂损的隧道衬砌结构安全性评价方法。基于计算模型和评价方法,分析了裂损区域对衬砌结构稳定的影响。结果表明,环向钢拱架显著增强了衬砌的承载能力,对裂损区域的衬砌起到支撑作用,可有效防止衬砌局部掉块,提高隧道交通安全。     

基于张吉怀铁路隧道衬砌缺陷控制的新型信息化衬砌台车研究与应用

为有效解决、控制和减少衬砌开裂、掉块、脱空等质量缺陷,保障隧道工程建设安全和运营安全,系统地研发了新型信息化衬砌台车,并形成了以衬砌施工信息为基础的隧道二次衬砌病害控制方法。采用旋转式对接快速分料系统,解决了混凝土离析和施工冷缝问题,提高了混凝土浇注施工效率;采用自动振捣系统,减少了漏振、欠振现象,有利于保证混凝土的密实度;采用V型槽零搭接装置,克服了顶裂施工缝的问题;采用可伸缩式堵头板解决了超欠挖时端模封堵的难题;采用信息采集与控制系统,实现了自动化和信息化施工。试验证明,采用新型信息化衬砌台车能够减少开裂、掉块、脱空等衬砌质量缺陷,有效提高衬砌施工质量。     

岩溶区运营公路隧道水害分析及处治

岩溶地区运营公路隧道大多数存在水害问题,这些水害问题会对隧道的运营和结构安全性造成影响,严重的水害甚至会阻断交通,对衬砌结构造成永久性破坏。以京珠高速公路某隧道在特大暴雨的影响下出现了二衬混凝土掉块、边沟涌水涌泥和隧道渗漏水等水害为例,对岩溶地区运营公路隧道水害原因及防治措施进行了分析研究,可供同类工程参考和借鉴。     

铁山隧道病害治理技术

巴彭公路铁山隧道位位于四川省达川市境内，铁山大河沟西北６６°，全长２０９９ｍ，由于采煤层采空区，地下水及软弱围岩等因素的影响，至使４０＋５２７＋６０８段二次衬砌出现开裂，错台，掉块，钢筋弯曲，剪断，水沟边墙出现断裂，渗水，危及到行车安全，被迫关闭交通，进行病害整治。病害整治的方法为，对隧道围岩及其采空区进行注浆加固后，拆除病害严重段的二次衬砌及其仰拱，路面，重新施作钢筋混凝土结构，而对一般病害段则     

家竹箐隧道煤系地层段病害特征及成因分析

家竹箐隧道自1997年建成运营以来,分别于2003年和2013年在煤系地层段发现有衬砌开裂、剥落、掉块、渗水等病害。对病害原因进行调查、分析,主要结论及建议如下:1)隧道的2次病害均发生在大变形处理与非处理的过渡段,病害以衬砌裂损为主;2)隧道区地应力是持续发展、聚集、提高的,既有大变形段的小里程端是地应力的主要聚集、作用区;3)区域构造产生的地应力作用是造成隧道病害的主要原因,围岩软弱、结构偏弱是次要原因;4)预计构造运动造成该隧道煤系地层段地应力的聚集、作用并导致病害的产生存在着6~10年的周期性;5)建议类似地质条件下软质岩高地应力大变形隧道设计及施工加强措施的地段应扩展到大变形两侧一定范围。     

浙江临安排山岳山隧道整修工程启动

浙江02省道临安排山、岳山隧道建成于上世纪九十年代，经过10多年的运营，由于当地的土质和当时的施工工艺等原因，隧道衬砌表面渗水严重，拱顶局部出现松散、崩落，隧道岩壁随着风化的加重，出现掉块。由于渗水量较大，在冬季容易出现冻结，加速了衬砌和路面的老化，其安全隐患已严重影响通行车辆和行人的安全。隧道在整修过程中，实行双向全封闭整修施工。从2009年1月23日起对02省道25K＋450到28K＋900路段进行封闭，封闭时间为7个月，至2009年8月23日止。隧道整修将维持其原有轮廓，     

杜公岭隧道工程地质特征及工程危害性分析

为查清杜公岭隧道工程地质条件与隧道病害间的关系,通过对杜公岭隧道工程地质条件的论述,分析了隧道工程地质特征,探讨了各类地质因素对隧道工程的潜在危害与风险。结合杜公岭隧道工程建成运营后出现的隧道病害与检测情况,系统地分析了多种工程地质因素对隧道工程产生危害的作用机理。研究表明:杜公岭隧道工程地质危害性是由地层岩性、地下水、岩溶、地质构造等多种地质因素共同作用的结果。在这些影响因素中,地下水显化并加剧了隧址区各种工程地质因素,促使隧道围岩产生软化膨胀、隧道衬砌支护结构附加荷载增加、隧道衬砌混凝土结构遭受硫酸盐侵蚀等;岩溶为地下水的流通与汇集提供的途径,使得大气降水对其快速补给,并在局部区域汇集;围岩中的石膏岩在地下水的作用下产生膨胀,并为地下水的腐蚀提供了硫酸根离子供给;各类危害行为相继出现、互相交织,对隧道衬砌结构从不同的方面造成了损害,使其隧道衬砌呈现出不同的病害表现形式。因此,隧道工程的安全性与稳定性常受控于隧址区工程地质条件,而由于现有技术与人类认知的局限,无法实现对隧址区工程地质信息的透明化获取与工程危害性的精准预判,使得隧道工程建设常面临较高风险。     

隧道衬砌端头橡胶堵头板封堵技术

隧道拱部脱空、开裂、脱落掉块、端头缺陷等问题在各大隧道工程施工中均存在,这将直接影响后期隧道运营的安全性,如何在施工过程中避免此类问题的发生变得尤其重要。隧道衬砌端头橡胶堵头板具有操作方便、重量轻、密封性好、可重复使用、安全可靠和性价比高的优点,在确保混凝土质量和止水带精度方面较传统工艺有了较大地提升。现依托张吉怀铁路隧道衬砌端头橡胶堵头板封堵技术,重点介绍其结构及工作原理、施工工艺等内容,对以后此类技术的推广应用起到一定得借鉴作用。     

沪蓉西扁担垭隧道二衬补强加固处理方案的探讨及实施

针对部分隧道建成初期或投入运营若干年后二次衬砌混凝土出现的开裂现象,以及隧道修建过程中出现的大量裂缝甚至二衬掉块、坍塌现象。通过对沪蓉西扁担垭隧道ZK43+967拱顶偏左(行车向)处开裂和掉块处补强加固方案的比选和实施,对如何选择安全、方便、快捷、节省,保证人员和结构安全、施工方便、保证工期的方案进行了探讨,并介绍了一种比较简单、安全的运营期隧道的养护和维修方法。     

L型接头混凝土衬砌模板台车设计

为解决铁路隧道二次衬砌拱顶背后空洞、衬砌厚度不足、掉块等问题,提出混凝土预制技术与现浇技术有机结合,二次衬砌拱部使用预制管片,其余部位依然使用现浇混凝土的技术方案,为此研制L型接头混凝土衬砌模板台车。重点介绍该台车的结构组成和设计,确定设计方案和参数,简要说明在重庆铁路枢纽东环线胡家沟隧道的现场应用。该台车的使用能缩短施工工期,减少施工人员数量,解决拱顶掉块问题。     

岩溶区运营公路隧道衬砌受力特性模型试验分析

岩溶区隧道的修建改变了原有地下水平衡,溶洞的存在会使水压力集中作用在隧道衬砌上产生集中应力,严重威胁到隧道的正常运营与安全。以广东省岩溶地区运营公路隧道为工程依托,基于室内隧道模型试验,研究岩溶区运营公路隧道在不同溶洞空间分布形态大小特征、不同节理倾角、强降雨条件下衬砌的受力特性,以隧道衬砌表面应变、孔压、土压力和衬砌周边围岩位移的试验测试数据为分析依据,得出结论:沿经过隧道衬砌中心位置走向为45°和135°的溶洞对隧道衬砌不良作用大;溶洞的直径对于隧道衬砌受力特性影响最小,其作用主要是通过与围岩节理面倾角和溶隧间距(溶洞与隧道)的组合来体现;溶洞与隧道距离约在该距离为1.5倍隧道直径时,隧道衬砌的安全性最差;围岩的节理面倾角对隧道衬砌安全性的影响较为复杂,主要表现为以围岩沿节理面方向运动发生的附加应力作用和地下水沿节理面渗流所发生的孔压调节作用。     

云屯堡隧道围岩变形特性与预防控制措施研究

当隧道穿越围岩时,由于其围岩变形,极易在隧道拱部发生离层、掉块、滑塌等工程事故。文中针对云屯堡隧道围岩变形导致的支护、衬砌破坏,分析围岩变形机理,比较现场施工与设计之间的区别,提出围岩变形控制的具体对策;而后针对不同等级围岩变形开展专项设计,通过试验验证确定支护及衬砌方案,施工监测结果表明,专项设计能够有效地控制围岩变形。     

铁路隧道工程缺陷整治处理控制

结合新建瑞昌至九江铁路吴家铺隧道缺陷整治处理工程实例,分析铁路隧道工程缺陷形成原因,针对隧道脱空及空响、衬砌厚度不足、仰拱(底板)底空洞及虚砟、衬砌钢筋保护层厚度不足、衬砌钢筋和施工缝止水带外露、衬砌裂缝和渗漏水、衬砌砼不密实、拱顶掉块及蜂窝麻面和错台等缺陷提出整治处理措施。     

隧道病害无损检测技术

<正>0引言随着中国公路建设的快速发展,特别是高速公路的建设与改造,公路隧道工程不断增多,隧道施工安全和质量也因此受到越来越多的关注。在新建公路隧道施工中,衬砌是隧道的主要承载结构,也是隧道防水的重要工程,其施工质量对隧道长期稳定和使用功能的正常发挥具有很大影响。目前,隧道衬砌常见的质量问题有衬砌与围岩结合部的缺陷、局部裂缝、混凝土强度不够、衬砌厚度不足等。运营多年的公路隧道普遍存在渗漏水、衬砌裂损和空隙等病害(图1)。这一是由前期隧道施工时衬砌质量存在缺陷,或由     

公路隧道运营期衬砌病害分析及对策研究

我国隧道行业经过多年大规模的建设和发展,现在无论是数量还是长度都已位居世界首位。但由于受自然因素、设计水平、施工质量和运营环境等方面的影响,我国隧道在运营期暴露的问题较多,由此产生的病害给隧道通行质量和行车安全带来严重挑战。为探讨隧道运营期衬砌病害的处治方法,分别从衬砌水害及冻害、开裂、劣化、厚度不足和背后空洞等方面进行原因分析,在此基础上给出隧道病害处治流程和渗漏水来源判定流程,并结合以往衬砌加固的成功经验就主要衬砌病害提出处治措施,可为隧道类似衬砌病害处治设计及施工提供指导。