运营公路隧道常见结构病害成因分析及施工控制建议

我国公路隧道建设进度不断加快,运营公路隧道里程迅猛增加,运营隧道出现了隧道衬砌裂缝、渗漏水、仰拱上浮等影响结构和行车安全的病害,文章分析了病害的表征和形成原因,并从施工控制角度提出了工程建议。     

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     

公路隧道衬砌裂缝病害等级判定与处治技术

裂缝是隧道衬砌最常见的病害之一,它的存在会对隧道衬砌承载力和安全性造成不同程度的影响。本文介绍了公路隧道衬砌裂缝的类型,并对裂缝成因进行分析,总结了衬砌裂缝常见的处治技术,并结合工程实例对裂缝病害等级进行判定,给出了裂缝处治建议。     

隧道2次衬砌混凝土裂缝产生原因和防治措施

公路隧道施工中,由于隧道受力情况的复杂性,外界环境条件的多变性,施工质量的波动性,隧道2次衬砌施工中或施工完成后,经常出现裂缝。对2次衬砌混凝土完成后出现的裂缝进行理论分析,并根据裂缝危害程度提出预防和治理措施,为隧道2次衬砌施工质量控制提供参考。     

公路隧道设计与施工的现状及问题探讨

目前公路隧道主要采用以喷锚构筑法(或新奥法)为理论基础,结合工程经验类比的复合式衬砌结构形式,隧道施工期间主要的风险是大变形与坍方,运营期间主要的病害是裂缝与渗漏水.国内公路隧道施工现状不能完全与设计体系相匹配是公路隧道目前主要的矛盾,而粗放式施工的现状是导致隧道运营期间出现病害的重要因素.作者结合长期的工程实践,试图...     

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。     

黄土岭隧道病害成因分析及处治设计

运营多年的公路隧道常见病害主要有隧道衬砌渗漏水、衬砌开裂、衬砌厚度不足与背后空洞、限界受侵、隧道冻害等，产生这些问题的原因是多方面的，如地质原因、施工原因等。针对黄土岭公路隧道病害整治工程，介绍了病害检测方法、成因分析以及整治方案，旨在为类似隧道病害整治工程提供借鉴。     

黄土岭隧道病害成因分析及处置设计

运营多年的公路隧道常见病害主要有隧道衬砌渗漏水、衬砌开裂、衬砌厚度不足与背后空洞、限界受侵、隧道冻害等,产生这些问题的原因是多方面的,如地质原因、施工原因等。本文针对黄土岭公路隧道病害整治工程,介绍了病害检测方法、成因分析、以及整治方案,旨在为类似隧道病害整治工程提供借鉴。     

带裂缝隧道衬砌的安全评价及有限元分析

为研究衬砌裂缝对隧道结构安全的影响,以某公路隧道的裂缝监测为工程背景,从80 处裂缝监测点中选取10 条典型裂缝, 采用综合判定法进行安全性评估,得出危险的裂缝断面,随后应用Midas/ GTS 软件建立典型裂缝断面的有限元模型,并对隧道衬砌结构的承载能力进行安全性分析。计算结果表明: 隧道衬砌出现裂缝使得衬砌结构的承载能力发生变化,其整个受力分布规律也会发生改变,重新分布力会导致现有裂缝发展,并使其他位置发生新的开裂,应根据计算结果对薄弱部位进行加固。研究结果表明: 通过采用定性的安全性评价与定量的理论计算相结合的方法,可以对带裂缝隧道衬砌结构的安全性作出科学的评估。     

公路隧道衬砌结构监测系统技术开发

以国内某高速公路隧道安全监测项目为依托,基于C#语言和Access数据库软件开发了隧道健康监测系统,将隧道衬砌裂缝各项量测数据输入数据库进行有效管理,采用基于模糊神经网络的评价方法对衬砌裂缝进行安全评价,为提高隧道运营安全,开展衬砌裂缝防治工作具有一定工程应用价值。     

黄土岭隧道病害成因分析及处治设计

运营多年的公路隧道常见病害主要有隧道衬砌渗漏水、衬砌开裂、衬砌厚度不足与背后空洞、限界受侵、隧道冻害等,产生这些问题的原因是多方面的,如地质原因、施工原因等。针对黄土岭公路隧道病害整治工程,介绍了病害检测方法、成因分析,以及整治方案。     

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。     

阳阳高速公路鹅步岭隧道病害监测

营运公路隧道病害以衬砌裂缝、渗漏、隧道结构稳定性为养护工作的难点,尤其是工程地质条件复杂和浅埋、偏压等地段的隧道结构稳定性是隧道养护的关键工作。结合鹅步岭隧道近3年的应力应变监测、裂缝监测和衬砌周边收敛监测,以该隧道病害监测发展情况,预判隧道结构的稳定性,为养护及维修加固处治提供参考依据。     

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。     

隧道工程衬砌结构补强加固技术研究

隧道工程衬砌结构病害对其正常运营会造成极大的不便,甚至有可能引发相关安全事故。该文结合甘肃某公路隧道维修加固工程实践,在阐述其衬砌混凝土结构受力特性以及新型补强加固材料主要性能的基础上,通过Ansys软件,对其衬砌施工缺陷段的二衬结构安全性进行了有限元分析,也对该实例工程进行了多方案对比分析研究,提出了衬砌结构补强加固实施方案的具体合理工程技术措施;最后采用的"灌注裂缝胶+贴碳纤维布+新型网格状钢带补强"加固方法不仅施工工艺较为简单,而且对隧道原有衬砌结构的扰动性较小,具有良好的工程实际应用意义和推广价值。     

运营公路隧道局部换拱效果及其工程影响

通过对运营公路隧道换拱工程试验段衬砌荷载和温度的现场监测,并将之与新建隧道衬砌荷载分布规律进行对比,评价换拱工程中新施作衬砌的承载性能。通过采用数值计算分析的手段,对换拱过程临近结构附加影响进行研究。结果表明:换拱工程与新建隧道工程衬砌荷载分别在荷载曲线形态和达到峰值的时间这2个方面存在明显差异;结合衬砌温度变化规律,揭示了换拱工程的新施作衬砌基本不发挥承载作用,现场监测所得荷载主要是由温度应力引起的;分析换拱过程中,邻近结构在卸荷作用下产生一定的附加沉降和附加应力。综合换拱工程衬砌承载效果及对临近结构的影响,提出了在运营隧道衬砌病害处理过程中,宜优先采用非破坏性防护措施,慎用局部换拱方案的工程建议。     

老山Ⅱ号隧道衬砌外观（气泡）质量分析与处治技术

复合式衬砌是现代公路隧道最常用的一种支护结构，而随之产生还有诸如裂缝、麻面气泡、色泽不一等衬砌外观问题。文章以宁淮高速公路老山Ⅱ号隧道为具体工程实践，对衬砌施工中产生气泡的分布规律、大小、产生原因及相应处治方法进行调查分析，得出起拱线以下部位为预防重点，并从结构设计、原材料选择、施工工艺控制等三方面可有效进行预防与处理。     

基于围岩浸水的黄土公路隧道衬砌开裂分析

针对甘肃省境内某黄土公路隧道的衬砌开裂现状,采用统计分析的方法对隧道衬砌裂缝的分布特征进行了系统研究;通过有限元数值模拟,详细分析了多种围岩浸水工况下隧道结构的变形规律和应力特征,并将数值模拟结果与隧道现场裂缝分布特征进行对比,给出了围岩浸水恶化条件下衬砌结构开裂的原因、规律和特征。研究结果表明:地表水通过土体裂缝入渗是衬砌开裂的主要原因,衬砌裂缝主要分布于拱部和边墙;围岩发生浸水后,浸水范围内的土体强度降低,失去承载力,隧道上部围岩下沉,挤压衬砌结构;随着围岩浸水范围的扩大,隧道结构的受力与变形状态逐渐恶化,结构呈压扁趋势且产生偏压,引起拱部内表面被拉裂,边墙内表面由于局部压应力过大产生开裂;拱部开裂先于边墙且开裂情况最为严重,隧道上下行线相邻两边墙衬砌开裂情况较另外两边墙严重,数值模拟结果与现场衬砌裂缝特征基本吻合;在相似工程条件的黄土隧道设计时,应加强隧道拱部结构的抗拉性能和边墙结构的抗压性能。     

云南山区国省干线运营公路隧道衬砌病害状况分析

基于云南山区100余座国省干线运营公路隧道服役状况检测数据,统计了隧道衬砌裂缝、衬砌背后空洞和衬砌渗漏水等病害特征,得到了各典型病害的主要存在形式、存在部位及其分布规律,分析了各典型病害主要成因。结果表明:衬砌裂缝以环向裂缝为主,边墙及墙脚处裂缝居多,裂缝多集中在宽度小、长度短的区间。衬砌背后空洞以拱顶和拱腰处为主,多集中在长度14m以内、横向宽度10cm～50cm范围。围岩越好,发生衬砌背后空洞的概率越大。渗漏水类型以浸渗为主,渗漏水多集中在边墙处。所得结论可为云南省公路隧道维修加固、病害防治和设计、施工优化提供参考及数据样本。     

飞鱼泽隧道裂缝处治设计

以平(远街)锁(龙寺)高速公路飞鱼泽隧道为工程背景,详述了对该隧道裂缝进行处治的措施.首先对裂缝分布情况进行展开描绘;然后制定相应处治施工程序,并严格依照程序进行施工:对支护脱空、积水及空洞区域注浆回填,裂缝集中、中墙顶等围岩松动区域进行注浆同结,渗水部位将渗水引排,裂缝位置灌浆修补,并设置内防水系统,用碳纤维布对二次衬砌进行粘贴补强;最后还建立了隧道健康诊断监测系统.通过治理,取得了较好的效果,隧道按时交付运营,公路按时通车.