某运营隧道二衬劣化原因分析及处治设计

衬砌劣化作为运营隧道最为常见的病害之一,对隧道二衬结构的强度、刚度以及稳定性均会产生一定程度的影响,严重时会影响隧道运营期间的结构整体稳定性。根据重庆某运营高速公路隧道二衬劣化并急需处治的实际情况,结合相应专项检测报告及水质分析,发现造成隧道衬砌劣化的主因是衬砌背后地下水中所含硫酸盐和碳酸盐对混凝土的腐蚀。为此,基于混凝土腐蚀破坏的模式及机理,并结合隧道具体病害情况及原设计情况,提出了针对性的处治措施,取得了良好的处治效果,可供类似隧道病害处治参考。     

奉溪高速喜口池隧道病害分析及处治方案研究

喜口池隧道运营4年后出现路面及电缆沟严重变形开裂、衬砌渗漏水及开裂等病害现象,引起行车不适。为保障隧道结构安全和路面行车舒适度,确保隧道运营安全,需对隧道结构和路面病害进行检测和处治维修。为查清隧道病害现状,通过查阅隧道设计图纸、竣工文件等资料以及开展现场专项检测,结果表明,该隧道存在初支与二衬间脱空、二衬欠厚、仰拱填充不规范等未按设计图施作等行为,据此制定了隧道病害维修加固的工程措施,并已应用于隧道病害处治施工现场,取得了较好处治效果,供类似工程参考。     

山西某既有高速公路隧道病害综合治理技术研究

杜公岭隧道的病害特点是衬砌裂缝发展范围广、边沟电缆沟变异严重及路面拱起开裂等。结合杜公岭隧道病害段的设计资料、施工记录及变异检测结果,分析了病害发生情况下衬砌结构的安全性,探讨了该隧道病害发生的原因,提出了疏通隧道排水系统+二次刻槽植入钢格栅的套衬加固+置换仰拱并扩大边墙墙脚基础的综合处治技术方案,为我国今后类似条件下公路隧道病害的治理积累了宝贵的经验。     

硫酸盐腐蚀对浅埋公路隧道安全性能的影响

针对受硫酸盐化学腐蚀后Ⅴ级围岩中埋深为10 m的隧道,运用同济曙光软件建立荷载-结构法拉压弹簧模型进行分析计算,计算表明:硫酸盐化学腐蚀可使隧道衬砌产生劣化,这一现象对病害处衬砌的力学性能影响较大,对无病害处衬砌的力学性能影响较小;无论是裂缝还是剥落病害,拱顶处病害比拱腰处病害对隧道安全性的影响大;起拱线处的剥落病害对隧道安全性的影响也不容忽视;隧道衬砌同样位置发生剥落病害或裂缝病害时,剥落比裂缝对隧道整体安全性的影响程度大.     

云梧高速公路石牙山隧道衬砌结构加固方案比选

广东省云梧高速公路石牙山隧道运营5年后初期支护与二次衬砌间出现了空洞、脱空等较严重病害现象,已经危及行车安全,需进行结构加强以确保隧道正常运行。基于对隧道病害现场情况、检测报告、工程地质、水文地质、原设计、前期各方论证的分析,结合相关规范对隧道养护、病害处治方法的要求以及目前病害隧道结构加固常用技术方法,提出拆换二次衬砌、钢板带加固+脱空填充、工字钢加固+脱空填充等3个结构加固方案。通过对隧道施工安全性、工期、耐久性、对行车的影响、美观性、经济性、业主要求等多方面进行综合比选,确定采用拆换二次衬砌方案对石牙山隧道进行结构加固处治。     

八里关隧道病害整治

为了对八里关隧道衬砌裂缝、隧道渗漏水、衬砌脱空等病害进行整治,对隧道病害进行了病害分析和方案制定,提出了采用衬砌病害治理及结构补强处治、衬砌施工缝渗漏水处治、隧道衬砌后空洞注浆处治、非施工缝渗漏水处治、砌裂缝处治和点状渗漏水处治等方案,对隧道进行整治加固。施工完成后隧道外观明显改善,极大提高了行车安全。实践证明,实施整治方案后,延长了隧道的使用寿命,并产生了较为明显的经济效益。     

恒山特长隧道病害成因分析及综合治理

恒山特长隧道2011年2月27日在ZK88＋907位置发生塌方,ZK88＋854-＋902段二衬出现严重的超、侵限变形,二衬侵入净空最大达25cm,仰拱出现开裂变形,衬砌整体移位且地表山坡拉张与剪切裂缝发育范围不断扩大,影响到隧道结构安全。本文主要对该隧道病害的特征、形成原因及综合处治方案进行了论述,经过监控量测表明,隧道已处于稳定状态,取得了良好的治理效果,为隧道病害治理提供了有效的参考依据。     

基于层次-可拓（AHP Extenics）模型的既有隧道衬砌结构病害评价

为解决既有隧道衬砌结构病害威胁交通安全、影响交通质量和使用寿命等问题,从工程施工、自然环境和工程地质3方面共13个独立的既有隧道衬砌结构病害影响因素入手。首先,采用层次分析法（AHP）建立既有隧道衬砌结构病害形成因素指标体系,提出基于层次-可拓（AHP Extenics）模型的既有隧道衬砌结构病害评价方法; 然后,结合工程实际和专家打分确定病害评价指标权重,进而利用相关函数对病害评价指标和权重进行可拓运算; 最后,得出既有隧道衬砌结构病害评价等级。该方法采用形式化的可拓综合评价模型替代传统的模糊综合评价法,以定量的形式给出定性分析结果,使计算结果更加客观,为既有隧道衬砌结构的病害评价提供了一种新方法。     

存在衬砌病害的隧道计算模型研究与应用

本文根据存在病害时衬砌结构几何特征、承载机理,基于荷载结构方法建立了存在裂缝、厚度不足、材料劣化3类病害的隧道计算模型,并编制了相关计算程序,为分析病害对衬砌结构的承载特征和安全性的影响规律提供了理论依据,为运营隧道状态评定及病害处治奠定了基础。     

公路隧道衬砌背后空洞对围岩压力分布影响的研究

地质雷达检测结果表明,衬砌背后存在空洞是隧道施工质量典型缺陷之一,在缺陷段衬砌易出现开裂。尽管实际施工中对空洞进行了注浆处治,但仍常常发现衬砌裂损病害。在隧道安全评估计算中,当采用荷载结构法时,计算模型仅仅只对空洞处不施加荷载及约束条件,其它条件与没有空洞缺陷部位相同,这种计算结果与现场病害出现部位不符。介绍以数值试验为主要手段,通过地层结构法对不同部位及宽度的空洞衬砌进行分析,以期找出衬砌背后空洞对围岩压力分布影响的规律,对以往荷栽结构计算模型进行修正,为隧道衬砌结构病害评估、处治及养护措施提供理论依据。     

硫酸盐侵蚀环境下公路隧道加固改造技术研究

公路隧道受到地下水中硫酸盐矿物质的侵蚀作用，混凝土会逐渐发生结晶疏松、强度降低、成层剥离等病害，严重影响隧道的使用功能和运营安全。对硫酸盐侵蚀环境下公路隧道进行加固改造的关键在于“治水”,且最大限度利用原结构的剩余承载能力，提高衬砌结构的安全系数，达到安全、环保、经济的目标。依托工程实践，对复合式高抗硫酸盐混凝土套拱为主的综合加固改造技术进行分析研究，结果显示：该技术可显著改善隧道的抗硫酸盐侵蚀能力，提高原衬砌支护结构的强度、刚度及稳定性，确保隧道运营安全。     

在役公路隧道新增风机预埋件的处治技术

重庆某隧道是主城区过江车流量最大的路段之一,白天长期基本处于缓堵状况,致使隧道内空气质量差、可见度低,隧道使用的舒适性受到很大影响。根据通风、防灾救援要求,隧道拟按原设计要求增设一组风机,改善洞内环境,同时增强隧道的防灾救援能力。根据隧道专项检测报告,在拟新增风机的桩号位置无相应的预埋件,且该段二衬无配筋,附近段落存在初支与二衬间脱空、衬砌厚度不足等病害。为了解决新增风机预埋件的问题,依据检测报告及通风计算,确定了风机悬挂桩号,并对段落内隧道病害进行处治,再利用锚杆、锚栓将风机联接钢板固定,同时对其是否满足强度要求进行验算。结果表明,本次处治措施满足新增风机预埋件的要求。在役隧道新增预埋件的研究成果目前在国内报道极少,但随着车流量的增多,既有隧道新增风机的情况会普遍出现,本文采取的技术与措施可有效满足在二衬表面新增风机预埋件的要求,供类似工程参考。     

重庆龙家湾隧道病害整治设计

根据重庆主城区龙家湾隧道病害的现场检测数据,选取其病害严重区段制订加固整治方案,并针对其二衬结构严重大面积脱空欠厚区段选取典型断面建立了带病害的隧道衬砌结构计算模型,计算分析了该隧道加固前和加固后的断面衬砌结构承载性能,并对隧道整体结构的安全性做出了评价,对同类工程有一定的参考价值。     

公路隧道过火衬砌结构安全分析及处治措施探讨

为查明火灾对隧道衬砌的影响程度及采用何种处治措施较为有效,以历经火灾事故的淘金山隧道为例,对隧道过火衬砌进行外观病害检测,以及对衬砌内部承载力进行安全计算分析,基于表观检测和应力计算分析,采用喷射混凝土联合钢筋网对受损衬砌进行处治,以修复和加固受损二次衬砌,并对喷射混凝土及周边熏黑的段落进行人工打磨、平整表面,对外观进行修复改善。经处治后的受损衬砌安全系数达到公路隧道设计规范要求,该处治措施有效、快速、经济,确保隧道恢复安全营运。     

二衬背后空洞对衬砌结构影响的数值模拟研究

公路隧道运营过程中易出现二衬背后空洞现象,造成二衬开裂、渗漏水、承载力不足等危害。空洞的产生原因可能是地质、施工、混凝土材料、耐久性或与隧道周围环境发生反应等。采用数值模拟方法分别对空洞发展过程、不同空洞深度、不同埋深隧道条件下空洞对衬砌结构的影响进行研究。数值模拟结果表明,随着空洞的逐渐扩大、空洞深度增加和隧道埋深的增大,衬砌安全系数呈减小趋势,拱顶部分安全系数降低显著,二衬结构内力重新分布,空洞部分的弯矩增大而轴力会相应减小,围岩竖向位移增大。目前通常采用在隧道二衬背后注泥浆或混凝土的方式填充空洞。研究成果可为二衬背后空洞处治提供参考和借鉴。     

偏压、浅埋连拱隧道病害分析及处治探讨

介绍了湖南省某高速公路偏压、浅埋连拱隧道在施工过程中出现的初期支护破坏、二次衬砌开裂等病害,分析了病害产生的原因,并介绍了病害处治采用的回填反压、围岩注浆加固、结构抽换、裂缝嵌补等病害综合处治措施,为隧道病害处治提供一种思路和借鉴.     

公路隧道衬砌裂缝处治技术研究

通过对某公路隧道衬砌裂缝现场调查,结合《公路隧道养护技术规范》进行隧道技术状况类别评定,并基于荷载-结构法对规范推荐的几种典型裂缝处治方法进行分析研究,得到了处治前后的衬砌内力及安全系数。研究表明:衬砌裂缝处治措施均有效的改善了衬砌结构的受力状况,提高了衬砌结构的安全系数,达到了裂缝处治的预期效果。该研究为公路隧道衬砌裂缝病害处治提供了参考和思路。     

偏压、浅埋连拱隧道病害分析及处治探讨

介绍了湖南省某高速公路偏压、浅埋连拱隧道在施工过程中出现的初期支护破坏、二次衬砌开裂等病害,分析了病害产生的原因,并介绍了病害处治采用的回填反压、围岩注浆加固、结构抽换、裂缝嵌补等病害综合处治措施,为隧道病害处治提供一种思路和借鉴。     

石膏质岩隧道新置换衬砌结构受力特征研究

为分析石膏质岩隧道衬砌结构置换施工后的受力特征,依托杜公岭隧道病害处治工程实例,在隧道病害处治施工阶段和运营阶段对6个不同病害现象的典型断面新置换衬砌结构的初期支护变形、初期支护钢架应力、初期支护-围岩接触压力、初期支护-二次衬砌接触压力等进行为期2.5年的现场测试。测试结果表明:在新置换初期支护单独承载的3~5个月时间内,初期支护的变形速率和变形量均较小,其中5个测试断面的拱顶沉降和周边收敛量最大,其分别为6.8,6.4mm;新置换初期支护钢架应力较小并且在二衬浇筑后较短时间就达到稳定状态,其中64处测点(总计72处)应力小于100 MPa;边墙芯样发现石膏、硬石膏成分的断面在二次衬砌浇筑后的26个月内,其边墙或拱顶测点的初期支护-围岩接触压力和初期支护-二次衬砌接触压力仍有明显变化,其中个别测点经过10~20个月才能达到峰值,另有个别测点在3~8个月到达峰值后受干湿交替环境影响会出现变化;综合分析认为,杜公岭隧道衬砌结构主要受到围岩中硬石膏的膨胀作用,石膏的吸水软化作用不明显,其围岩压力具有缓慢发展的特点,新置换二次衬砌承担了主要的围岩压力,新置换初期支护安全性较高;建议石膏质岩地层隧道二次衬砌不宜过早施作或者初期支护与二次衬砌间设置缓冲变形层,以充分发挥初期支护的承载力、减小二次衬砌承担的围岩压力。     

浅埋偏压小净距隧道施工病害处治技术

以临夏至合作高速公路曲奥隧道为工程背景,通过地形、地质、施工、实际现场条件等方面综合考虑,分析了该浅埋偏压小净距隧道二衬、仰拱开裂等施工病害的原因,有针对性的采取中夹岩加固、仰拱基底加固及二衬裂缝处理处治技术,并对加固处治后的隧道结构进行现场跟踪监测,进一步评价了处治效果。