隧道學(xué)習(xí)-隧道常見病害與防治(第十一章PPT課件

1、學(xué)習(xí)本課程的目的：學(xué)習(xí)本課程的目的：第1頁/共80頁11.1 11.1 概述概述11.2 11.2 隧道的水害及其防治隧道的水害及其防治11.3 11.3 隧道襯砌裂損及其防治隧道襯砌裂損及其防治11.4 11.4 隧道凍害及其防治隧道凍害及其防治11.5 11.5 隧道襯砌腐蝕及其防治隧道襯砌腐蝕及其防治第2頁/共80頁11.1 11.1 概述概述 1 1、隧道病害現(xiàn)狀、隧道病害現(xiàn)狀(1)(1)隧道的主體是人工地下結(jié)構(gòu)，處于天然介隧道的主體是人工地下結(jié)構(gòu)，處于天然介質(zhì)的環(huán)境中；質(zhì)的環(huán)境中；(2)(2)與發(fā)達(dá)國家相比，我國的公路隧道建設(shè)起與發(fā)達(dá)國家相比，我國的公路隧道建設(shè)起步較晚。設(shè)計、施丁經(jīng)

2、驗(yàn)都存在一定的差距，步較晚。設(shè)計、施丁經(jīng)驗(yàn)都存在一定的差距，思想認(rèn)識上也存在偏見和畏難情緒；思想認(rèn)識上也存在偏見和畏難情緒； 第3頁/共80頁(3)(3)在運(yùn)營中會出現(xiàn)滲漏水在運(yùn)營中會出現(xiàn)滲漏水( (水害水害) )、襯砌裂損、襯砌裂損、隧道凍害、襯砌腐蝕、震害和洞內(nèi)空氣污染隧道凍害、襯砌腐蝕、震害和洞內(nèi)空氣污染等病害，還有火災(zāi)威脅口這些病害和危害對等病害，還有火災(zāi)威脅口這些病害和危害對隧道的安全、舒適、正常運(yùn)營有重要影響和隧道的安全、舒適、正常運(yùn)營有重要影響和威脅；威脅；(4)(4)日本的一些有識之士提出日本的一些有識之士提出“20202020年的警年的警鐘鐘”，即，即“日本將從一個土建大國變

3、成修繕日本將從一個土建大國變成修繕大國大國”。20202020年的結(jié)構(gòu)物維護(hù)費(fèi)用和改建年的結(jié)構(gòu)物維護(hù)費(fèi)用和改建費(fèi)用，僅建設(shè)省就超過費(fèi)用，僅建設(shè)省就超過2 2兆億日元，是現(xiàn)在兆億日元，是現(xiàn)在的的3 3倍，維護(hù)費(fèi)用將是國家財政的巨大負(fù)擔(dān)。倍，維護(hù)費(fèi)用將是國家財政的巨大負(fù)擔(dān)。 第4頁/共80頁2 2、我國隧道養(yǎng)護(hù)面臨的主要問、我國隧道養(yǎng)護(hù)面臨的主要問題題 已建隧道營運(yùn)狀態(tài)堪憂已建隧道營運(yùn)狀態(tài)堪憂; ;(2)(2)隧道施工單位的良莠不齊和隧道施工單位的良莠不齊和“重建設(shè)、重建設(shè)、輕維護(hù)輕維護(hù)”的理念的理念; ;(3)(3)我國隧道建設(shè)與維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)相對國外我國隧道建設(shè)與維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)相對國外來講，目前尚存在

4、一定的差距，對隧道來講，目前尚存在一定的差距，對隧道健康的認(rèn)識存在著嚴(yán)重不足。健康的認(rèn)識存在著嚴(yán)重不足。 第5頁/共80頁3 3 病害現(xiàn)狀病害現(xiàn)狀 (1)(1)鐵路隧道鐵路隧道 線別隧道總座數(shù)嚴(yán)重漏水(座)襯砌裂損(座)仰拱、鋪底損壞(座)坍方落石(座)失格座數(shù)/失格率()隴海2328013433207/89.2成昆276170582836235/85.1襄渝4002248811786333/83.8陽安1489248318122/82.4寶成3446617437267/77.6貴昆18063323431134/74.4焦柳436952748195/44.7京原1281941683/64.8襄

5、黔319333435117/36.7第6頁/共80頁 (2)公路隧道 公路隧道普遍存在滲漏水現(xiàn)象，20世紀(jì)60年代以前修建的隧道大多未作防水處理，滲漏水問題突出。近年來一些新建的公路隧道，也存在較嚴(yán)重的滲漏水。公路隧道滲漏水已被列為公路工程之一。 公路隧道內(nèi)以內(nèi)燃機(jī)動車為主，廢氣、有害氣體排放量大，通風(fēng)不良引起的洞內(nèi)空氣污染問題普遍存在口另外，由于照明設(shè)計或運(yùn)營管理不善，隧道內(nèi)部亮度及照度達(dá)不到規(guī)范要求，導(dǎo)致交通事故。這些問題極有可能引發(fā)災(zāi)難性的火災(zāi)事故。 第7頁/共80頁 第8頁/共80頁防治要點(diǎn): 1、預(yù)防為主 2、早期發(fā)現(xiàn) 3、及時維護(hù) 4、對癥下藥 第9頁/共80頁11.2 11.2

6、隧道的水害及其防治隧道的水害及其防治 一、隧道水害的類型及其成因 1 1、類型、類型第10頁/共80頁2 2、成因、成因第11頁/共80頁 第12頁/共80頁 第13頁/共80頁 第14頁/共80頁 第15頁/共80頁11.3 11.3 隧道襯砌裂損及其防治隧道襯砌裂損及其防治 第16頁/共80頁 第17頁/共80頁第18頁/共80頁第19頁/共80頁 第20頁/共80頁第21頁/共80頁 第22頁/共80頁2 2、襯砌開裂的描述與觀測計、襯砌開裂的描述與觀測計 ( (一一) )開裂的描述開裂的描述第23頁/共80頁(2)(2)裂縫寬度與分級裂縫寬度與分級 裂縫開裂寬度在縫口處沿垂直裂面方裂縫

7、開裂寬度在縫口處沿垂直裂面方向量取。向量取。 縫寬縫寬 按大小分為四級：按大小分為四級： (1)(1)毛裂縫毛裂縫( (又叫發(fā)絲又叫發(fā)絲) 0.3mm) 0.3mm (2) (2)小裂縫小裂縫 0.3mm0.3mm2mm 2mm (3) (3)中裂縫中裂縫 2mm2mm20mm20mm (4) (4)大裂縫大裂縫 20mm 20mm 第24頁/共80頁(3)(3)裂縫間距裂縫間距 具有走向大致相同的相鄰裂縫間距，具有走向大致相同的相鄰裂縫間距，用以表述襯砌破碎程度，一般宜取每一用以表述襯砌破碎程度，一般宜取每一個節(jié)段單位來分析，前者為水平錯距，個節(jié)段單位來分析，前者為水平錯距，后者成為垂直錯距

8、。后者成為垂直錯距。第25頁/共80頁(4)(4)裂縫密度裂縫密度 裂縫密度是表述襯砌裂損的另一種形裂縫密度是表述襯砌裂損的另一種形態(tài)指標(biāo)，分為節(jié)段裂縫密度和節(jié)段局部態(tài)指標(biāo)，分為節(jié)段裂縫密度和節(jié)段局部裂縫密度。裂縫密度。SSddbbbSS 第26頁/共80頁 ( (二二) )襯砌裂損的檢測襯砌裂損的檢測第27頁/共80頁 ( (二二) )襯砌裂損的檢測襯砌裂損的檢測第28頁/共80頁 ( (二二) )襯砌裂損的檢測襯砌裂損的檢測第29頁/共80頁 ( (二二) )襯砌裂損的檢測襯砌裂損的檢測第30頁/共80頁 ( (三三) )裂縫寬度與深度的檢測裂縫寬度與深度的檢測 裂縫寬度和深度是判斷開裂程

9、度的重要依據(jù)，現(xiàn)場測量裂縫寬度一般采用裂縫插片尺和裂縫觀測儀，南京水利科學(xué)研究院采用自制的裂縫尺測量裂縫寬度。測量裂縫深度一般采用超聲波探測儀。 第31頁/共80頁 ( (四四) )襯砌背后空洞與密實(shí)性檢測襯砌背后空洞與密實(shí)性檢測 第32頁/共80頁診斷方法與原理診斷方法與原理1、直接法直接法：肉眼觀察結(jié)合鉆孔檢：肉眼觀察結(jié)合鉆孔檢測測2、聲學(xué)法聲學(xué)法：撞擊回波法：撞擊回波法3、物探法物探法：地質(zhì)雷達(dá)、地震：地質(zhì)雷達(dá)、地震CT4、光學(xué)法光學(xué)法：激光掃描：激光掃描5、電學(xué)法電學(xué)法：瞬變電磁法：瞬變電磁法 第33頁/共80頁直接觀察法原理直接觀察法原理第34頁/共80頁直接觀察法原理直接觀察法原理

10、第35頁/共80頁撞擊回波法撞擊回波法 第36頁/共80頁地震地震CT技術(shù)原理技術(shù)原理 通常，探測器所接受到的射線信號的強(qiáng)弱，取決于該部位截面內(nèi)組織的密度。密度高的組織吸收X線較多，探測器接收到的信號較弱；密度較低的組織吸收X線較少，探測器獲得的信號較強(qiáng)。這種不同組織對X線吸收值不同的性質(zhì)可用組織的吸收系數(shù)來表示，所以探測器所接收到的信號強(qiáng)弱所反映的是地質(zhì)結(jié)構(gòu)不同的值。而CT正是利用X線穿透工程體后的衰減特性作為其診斷疾病的依據(jù)。 第37頁/共80頁地震地震CT技術(shù)原理技術(shù)原理 X線衰減規(guī)律 通過電子計算機(jī)運(yùn)算列出人體組織受檢層面的吸收系數(shù)，并將之分布在合成圖象的柵狀陣列即矩陣的方格（陣元）內(nèi)

11、。矩陣上每個陣元相當(dāng)于重建圖象上的一個圖象點(diǎn)，稱為像素。CT的成像過程就是求出每個像素的衰減系數(shù)的過程。如果像素越小、探測器數(shù)目越多，計算機(jī)所測出的衰減系數(shù)就越多、越精確，重建出的圖象也就越清晰。deII0第38頁/共80頁成像地質(zhì)調(diào)查成像地質(zhì)調(diào)查第39頁/共80頁地震地震CT波速圖像波速圖像第40頁/共80頁地震地震CT圖像圖像第41頁/共80頁地震成像地震成像第42頁/共80頁地質(zhì)雷達(dá)波速圖地質(zhì)雷達(dá)波速圖1第43頁/共80頁地質(zhì)雷達(dá)波速圖地質(zhì)雷達(dá)波速圖2第44頁/共80頁地質(zhì)雷達(dá)成像技術(shù)地質(zhì)雷達(dá)成像技術(shù)第45頁/共80頁地質(zhì)雷達(dá)剖面圖地質(zhì)雷達(dá)剖面圖第46頁/共80頁雷達(dá)分辨提高技術(shù)雷達(dá)分辨

12、提高技術(shù)第47頁/共80頁激光掃描技術(shù)原理激光掃描技術(shù)原理第48頁/共80頁激光掃描技術(shù)原理激光掃描技術(shù)原理第49頁/共80頁瞬變電磁法瞬變電磁法 第50頁/共80頁瞬變電磁儀器瞬變電磁儀器第51頁/共80頁工程應(yīng)用工程應(yīng)用第52頁/共80頁第53頁/共80頁 第54頁/共80頁第55頁/共80頁 第56頁/共80頁第57頁/共80頁第58頁/共80頁第59頁/共80頁第60頁/共80頁第61頁/共80頁11.4 隧道凍害及其防治 第62頁/共80頁第63頁/共80頁第64頁/共80頁第65頁/共80頁二、隧道凍害的防治第66頁/共80頁第67頁/共80頁第68頁/共80頁第69頁/共80頁 第70頁/共80頁 第71頁/共80頁第72頁/共80頁第73頁/共80頁 （1）物理作用 一般是指干濕變化、溫度變化、凍融循環(huán)等。這些作用會使材料發(fā)生體積變化或引起內(nèi)部裂紋的擴(kuò)展，而使材料逐漸破壞，如混凝土、巖石、外裝修材料的熱脹冷縮等。 （2）化學(xué)作用 包括