烏鞘嶺特長隧道襯砌裂紋的監(jiān)控量測與整治

1、烏鞘嶺特長隧道襯砌裂紋的監(jiān)控量測與整治劉江華（鐵道第五勘察設計院 北京 102600）摘 要：隧道襯砌裂紋的存在必然地影響著隧道的正常運營和使用壽命。文章從裂紋的產生及其成因入手，分析了裂紋存在時的危害，并結合國家重點工程蘭新線蘭武段增建二線控制工程烏鞘嶺隧道8#斜井襯砌裂紋的統計分析資料，闡述了裂紋監(jiān)控量測方法。并根據裂紋的統計資料，討論了采用環(huán)氧樹脂膏進行襯砌裂紋整治的施工方案、施工工藝流程和整治關鍵技術等。最后，給出了控制裂紋產生的具體措施。關鍵詞：隧道工程；烏鞘嶺；襯砌裂紋；整治；施工工藝中圖分類號：U45 文獻標識碼：AReorganizing and Monitoring of L

2、ining Crack in Wushaoling Longer TunnelLIU Jiang-hua(The Fifth Survey & Design Institute of China Railways, Beijing 102600，China)Abstract：The normal use and life-span were affected necessarily by existing of lining crack. In the base of coming into being and cause of formation for lining crack, the

3、harms of lining crack were analyzed. And combining the data of lining crack for statistic and analysis 8th inclined well of the Wushaoling longer tunneling, of the national important engineering, of Lanzhou-Wuwei section of Lan-Xin Railway, the methods were elaborated of reorganizing and monitoring

4、of crack. Besides, according to statistic data of lining crack, the construction plan, key technology and technological process etc. were discussed of reorganizing and administering for lining crack by cream of epoxy. Finally the detail measurements were given of avoiding bringing the lining crack.K

5、eywords：Tunnel Engineering；Wushaoling；Lining Crack； Reorganizing and Administering； Construction Technology1 引言隨著國民經濟的發(fā)展，國家對我國鐵路發(fā)展的遠景規(guī)劃也在不斷深入農村、山區(qū)，使得新建鐵路越來越多，同時加之社會對環(huán)、水保工作要求的越來越高，又使得隧道工程所占比例逐步增大。就目前狀況下，隧道二次襯砌混凝土施工普遍采用整體式襯砌模板臺車、泵送混凝土等施工工藝，但混凝土在硬化過程中因各種原因產生的裂紋，不僅影響著隧道的美觀，同時還必然地給工程質量和安全運營留下隱患。對隧道襯砌裂紋的產

6、生、危害及其裂紋整治研究，以最大限度地消除列車運行的安全隱患是一項新的課題。對裂紋的整治和研究工作主要集中在以下幾個方面：（1）純粹針對混凝土本身性質的研究1、2；（2）通過數據融合技術進行隧道監(jiān)控量測變形的理論研究3；（3）針對隧道二次襯砌常見病害的研究48；（4）從工程實踐角度進行的裂紋整治研究9等。本文擬從襯砌裂紋的產生、襯砌裂紋的量測方法入手，討論襯砌裂紋的整治原理、材料、施工工藝流程等，以為以后類似工程提供幫助。2 裂紋產生2.1 裂紋產生原因及類型2.1.1 裂紋的類型 隧道襯砌混凝土裂紋的類型主要有：（1）干縮裂紋；（2）溫度裂紋；（3）外荷載作用產生的變形裂紋；（4）施工縫不當

7、處理引起的接茬縫等。2.1.2 裂紋的成因（1）干縮裂紋：混凝土在硬化過程中水分逐漸蒸發(fā)散失，使水泥石中的凝結膠體干燥收縮產生變形，由于受到圍巖和模板的雙重約束，變形產生應力，當應力值超過混凝土的抗拉強度時，就會出現干縮裂紋。其影響因素主要有：水泥品種、用量及水灰比，骨料粒徑的大小、級配，外加劑的品種和摻量。（2）溫度裂紋：水泥在水化過程中要產生大量的熱量，在混凝土內部和表面形成較大溫度梯度從而產生應力，當溫度應力超過混凝土內外的約束力時，就會產生溫度裂紋。它的產生與襯砌厚度、水泥的品種、用量有關。（3）荷載變形裂紋：如仰拱和邊墻基礎的虛碴未清理干凈，混凝土澆筑后，基底易產生不均勻沉降；襯砌模

8、板臺車和擋頭板固定不牢固、過早脫模、或脫模時混凝土受到較大的外力撞擊都易產生變形裂紋。（4）施工縫：施工過程停電或機械故障往往會使混凝土的澆筑過程被迫中斷甚至嚴重超過混凝土的初凝時間，繼續(xù)澆筑時，由于施工工藝的問題往往對原澆筑混凝土的表面未進行鑿毛處理，或處理后沖洗不干凈，同時未鋪設砂漿墊層的情況下就開始在原澆筑混凝土表面澆筑新的混凝土，使得兩次澆筑混凝土出現施工縫（接茬縫）。2.2 裂紋危害 襯砌裂紋問題，可能會導致隧道建成通車后產生出現滲（漏）水、襯砌鋼筋發(fā)生銹蝕、結構不能整體受力，嚴重者甚至可以引起襯砌局部掉塊和結構的整體性破壞5。襯砌混凝土產生的裂紋對隧道的結構和開通運營安全造成了極大

9、的威脅，一方面引起結構應力的重新分布，使得裂紋處易產生應力集中；另一方面對于電氣化鐵路而言，由于裂紋處地下水的滲漏，直接影響著隧道內鐵路機車電力接觸網、其他電力、通信、信號及其設備的安全使用和壽命。2.3 洞內環(huán)境及混凝土的有關參數根據實驗室現場測定：洞內環(huán)境溫度2224，相對濕度在63%64%。混凝土分為素混凝土/35cm（厚度）、素混凝土/40cm、鋼筋混凝土/35cm、鋼筋混凝土/40cm；混凝土的有關參數：坍落度1518cm，水灰比0.480.51，入模溫度923。拆模時間按蘭州交通大學10同等養(yǎng)護條件下的對比試驗控制在不小于48h，強度不低于7.5MPa。2.4 裂紋的表現形式經過對

10、烏鞘嶺隧道8#斜井右線（YDK172+950YDK174+461）已完襯砌施工資料的統計，右線隧道長度1511m，經現場調查統計，共有裂紋40條，其中縱向裂紋28條（左側23條、右側5條），裂紋寬度0.15.3mm不等；環(huán)向裂紋12條，寬度0.23.5mm；最長裂紋為YDK173+865處，長度為3.8m，全部裂紋累計長度105m。3 監(jiān)控量測方法襯砌開裂是隧道最常見的病害之一，觀察開裂的形態(tài)、規(guī)模、模式等對推定荷載、變異狀況、變異程度等是十分重要的。開裂的調查主要是通過目視來觀察襯砌表面出現的開裂、剝離、剝落或漏水的狀況，描述開裂的位置、長度、寬度、錯臺等。觀察開裂可采用尺度測定（規(guī)尺、游標

11、尺）、開裂寬度測定（帶刻度的放大鏡、開裂規(guī)尺）、開裂記錄（相機、攝影機）和記錄用紙（變異展開圖紙、觀察結果記錄紙）等。而在現場對開裂的調查主要是通過簡易的計量器具進行的，如在開裂的前端設標志、在開裂處設砂漿餅進行觀察、設置開裂計、設置標點量測等8。該項目在襯砌裂紋觀察中主要采用現場方法進行，達到了預期目的。4 襯砌裂紋整治原理及材料4.1 整治原理分析環(huán)氧樹脂是一種含有環(huán)氧基的高分子聚合物，呈塑性，加入硬化劑后，與交聯劑發(fā)生交聯固化反應，變成不溶于水的堅固體型網狀結構的巨大分子高聚物，從而達到整治裂紋的目的。4.2 整治材料環(huán)氧樹脂漿液是指由環(huán)氧樹脂、固化劑、增塑劑、稀釋劑混合而成的液體，壓入

12、裂紋修補、粘合裂紋；環(huán)氧樹脂膏是指在環(huán)氧樹脂漿液中摻入適量的水泥、砂或滑石粉混合而成的硬塑體，用于封堵裂紋。本次整治中固化劑采用乙二胺，其作用是使環(huán)氧樹脂交聯體型網狀巨大分子；增塑劑采用鄰苯二甲酸二丁脂，作用是改善環(huán)氧樹脂的脆性，增加其韌性和抗沖擊性；稀釋劑采用丙酮，作用是降低環(huán)氧樹脂的粘度，易于操作使用，同時延長其使用時間；填充劑一方面摻入滑石粉增加其和易性，易于拌制和操作，另一方面在保證環(huán)氧樹脂使用強度及其他性能的情況下，以水泥、細砂、碎石等作為環(huán)氧樹脂的替代物降低成本，同時也能在一定程度上降低反應熱量、增加粘結力。4.3 試驗研究及參數確定 在整治前，首先應綜合考慮裂紋寬度、施工工藝流程

13、、隧道內環(huán)境溫（濕）度等確定合理的比。經不同配比抗壓強度和初凝時間對比試驗分析，在該環(huán)境溫度下環(huán)氧樹脂漿液選用10:1.5:1.0:120（環(huán)氧樹脂:乙二胺:二丁脂:水泥）的配比。5 整治施工方案及工藝流程5.1 施工方案 通過配比試驗研究，采用4.3中所確定的配比，而在隧道內按當時用量進行拌和。采用自制壓漿器壓漿，電動空壓機送風加壓。壓漿嘴采用長4cm的5mm銅管，手持式電鉆鉆孔，用手錘將壓漿嘴打入孔內。壓漿器與壓漿嘴采用軟膠管聯結，并設銅質閘閥。根據裂紋寬度直接將環(huán)氧樹脂膏涂抹在壓漿嘴周圍以封堵裂紋或經刻槽后以環(huán)氧樹脂膏封堵裂紋，從而達到整治的目的。5.2 施工工藝工藝流程 采用環(huán)氧樹脂壓

14、漿方法進行襯砌裂紋的整治的施工工藝如圖1所示。襯砌裂紋調查 襯砌裂紋調查 裂紋統計標識 襯砌裂紋調查裂紋成因分析 襯砌裂紋調查制定整治方案 襯砌裂紋調查配比試驗 襯砌裂紋調查施 工 準 備 襯砌裂紋調查埋 設 注 漿 管 襯砌裂紋調查壓 漿 處 理 襯砌裂紋調查封 堵 裂 紋 襯砌裂紋調查不合格壓漿效果檢測 襯砌裂紋調查合格壓漿設備清洗 襯砌裂紋調查圖1 注漿工藝流程圖5.3 裂紋整治關鍵技術埋設注漿管、封堵裂紋、壓漿等三個工藝是裂紋整治的關鍵技術。注漿管的埋設質量直接影響著注漿的效果。封堵裂紋以裂紋寬度為依據分別采用不同的方法。裂紋寬度小于5mm時，首先用干凈棉紗蘸丙酮擦拭裂紋表面的灰塵，然

15、后將環(huán)氧樹脂膏擠壓進裂紋以封堵；裂紋寬度大于5mm時，先將裂紋表面鑿出梯形槽，槽寬1.52.5cm，槽深1.01.5cm；最后用棉紗蘸丙酮將槽面擦拭干凈，槽內抹入環(huán)氧樹脂膏，與其周圍的襯砌混凝土表面平齊。壓漿直接決定著環(huán)氧樹脂膏能否完全進入裂紋間隙或充滿整個裂紋以達到整治裂紋的目的。6 整治效果檢測與分析文獻9采用QJ-85數顯式周邊收斂儀進行量測，并進行回歸分析以確定是否趨于穩(wěn)定，從而判斷整治效果。我們根據現場具體情況，采用傳統、實用、可靠的鉆芯取樣目測方法進行分析。根據裂紋總長度，共取芯5處，主要選取較長、較深或貫通性的裂紋進行取樣分析，經取樣，通過整治的5處裂紋均有環(huán)氧樹脂膏存在，且縫隙

16、填塞密實，無漏填現象。后經壓力試驗機對鉆芯進行抗壓強度試驗，結果未從經整治的裂紋處斷裂，為此判斷整治效果較為明顯，達到了預期的效果。7 控制裂紋產生的主要措施根據以上討論，避免襯砌混凝土裂紋的產生的主要措施如下：（1）選用合適的水泥，這是因為高強度水泥其混凝土的早期彈性模量高，在一定的溫度變化和干縮變形下，會產生較高的應力；（2）在施作二次襯砌混凝土前，通過大量對比試驗，并比照現行的國家或行業(yè)標準，選用合適的水灰比和正確的水泥、水的用量；（3）嚴格控制骨料粒徑的大小及其級配和細骨料的含泥量；（4）通過試驗確定外加劑的類型、摻量；（5）通過質檢工程師和監(jiān)理工程師的層層把關，加強仰拱和邊墻基礎處的

17、虛碴的清理工作；（6）通過同等養(yǎng)護條件下的對比試驗分析，并結合國家或行業(yè)標準，確定襯砌脫模時間，避免較大的撞擊；（7）加強襯砌混凝土的養(yǎng)生工作，尤其是在混凝土最高溫度峰值一般出現的混凝土澆筑后的前3d，控制混凝土澆筑后的內部溫度與氣溫溫差在25內；（8）對設計為素混凝土的地段，在邊墻部位增設襯砌鋼筋骨架；（9）加強施工組織，完善施工工藝，采用備用機械設備，消除混凝土澆筑過程的停頓，降低其澆筑過程機械的故障率；（10）制定緊急預案措施，如果出現不正?，F象時及時采取措施，將損失降到最小。參考文獻1、李春梅. 大體積混凝土施工裂縫控制方法J. 貴州工業(yè)大學（自然科學版），2003，（3）：93962

18、、PKMehta. Concrete Technology for Sustainable Development（混凝土技術可持續(xù)發(fā)展的基本原則）J. Concrete International，1999，（11）3、李嵐、李寧. 隧道監(jiān)測系統中的數據融合技術J. 中國鐵路，2004，（6）：30324、佘健、何川. 隧道二次襯砌病害通用處治方法研究J. 中國鐵道科學，2005，（1）：25295、王建秀、朱合華、唐益群，等. 雙連拱公路隧道裂縫成因及防治措施J. 巖石力學與工程學報，2005，（2）：1952026、程尚、李凡、陳建平，等. 新奧法二次襯砌施工中幾個問題的探討J. 安全與

19、環(huán)境工程，2002，（1）：9117、于來法. 論地下鐵道的變形量測J. 測繪通報，2000，（5）：13158、關寶樹編著. 隧道工程施工要點集M. 北京：人民交通出版社，20039、段俊彪、白志勇. 環(huán)氧樹脂壓漿在隧道襯砌裂縫整治中的應用J. 四川建筑，2004，（6）：12612710、蘭州交通大學. 烏鞘嶺隧道襯砌抗裂混凝土階段試驗報告R. 蘭州交通大學，2005：140下面是贈送的中秋節(jié)演講辭，不需要的朋友可以下載后編輯刪除！謝謝中秋佳節(jié)演講詞推薦中秋,懷一顆感恩之心老師們，同學們：秋濃了，月圓了，又一個中秋要到了!本周日，農歷的八月十五，我國的傳統節(jié)日中秋節(jié)。中秋節(jié)，處在一年秋季的

20、中期，所以稱為“中秋”，它僅僅次于春節(jié)，是我國的第二大傳統節(jié)日。中秋的月最圓，中秋的月最明，中秋的月最美，所以又被稱為“團圓節(jié)”。金桂飄香，花好月圓，在這美好的節(jié)日里，人們賞月、吃月餅、走親訪友無論什么形式，都寄托著人們對生活的無限熱愛和對美好生活的向往。中秋是中華瑰寶之一，有著深厚的文化底蘊。中國人特別講究親情，特別珍視團圓，中秋節(jié)尤為甚。中秋，是一個飄溢親情的節(jié)日;中秋，是一個彌漫團圓的時節(jié)。這個時節(jié)，感受親情、釋放親情、增進親情;這個時節(jié)，盼望團圓、追求團圓、享受團圓這些，都已成為人們生活的主旋律。同學們，一定能背誦出許多關于中秋的千古佳句，比如“舉頭望明月，低頭思故鄉(xiāng)”、“但愿人長久，

21、千里共嬋娟”、“海上生明月，天涯共此時”這些佳句之所以能穿透歷史的時空流傳至今，不正是因為我們人類有著的共同信念嗎。中秋最美是親情。一家人團聚在一起，講不完的話，敘不完的情，訴說著人們同一個心聲：親情是黑暗中的燈塔，是荒漠中的甘泉，是雨后的彩虹中秋最美是思念。月亮最美，美不過思念;月亮最高，高不過想念。中秋圓月會把我們的目光和思念傳遞給我們想念的人和我們牽掛的人，祝他們沒有憂愁，永遠幸福，沒有煩惱，永遠快樂! 一、活動主題：游名校、賞名花，促交流，增感情二、活動背景：又到了陽春三月，陽光明媚，微風吹拂，正是踏青春游的好時節(jié)。借春天萬物復蘇之際，我們全班聚集在一起，彼此多一點接觸，多一點溝通，共

22、話美好未來，與此同時，也可以緩解一下緊張的學習壓力。 相信在這次春游活動中，我們也能更親近的接觸自然，感悟自然，同時吸收萬物之靈氣的同時感受名校的人文氣息。三、活動目的：1. 豐富同學們的校園生活，陶冶情操。2. 領略優(yōu)美自然風光，促進全班同學的交流，營造和諧融洽的集體氛圍。 3. 為全體同學營造一種輕松自由的氣氛，又可以加強同學們的團隊意識。 4. 有效的利用活動的過程及其形式，讓大家感受到我們班級的發(fā)展和進步。四、活動時間：XX年3月27日星期四五、活動參與對象：房產Q1141全體及“家屬”六、活動地點：武漢市華中農業(yè)大學校內七、活動流程策劃：1、27日8點在校訓時集合，乘車2、9點前往華農油菜基地、果園，賞花攝影3、10點30，回農家樂開始做飯，進行“我是廚王”大比拼4、1點30，收拾食品殘物，開始集體活動5、4點，乘車返校八、職能分工及責任定崗1、調研組：負責前期的選址、策劃的撰寫、實地考察、交通工具的聯系和檢驗組長：金雄成員：吳開慧2、安全保衛(wèi)組：負責登記參加春游的人數，乘車前的人數的登記，集體活動時同學的請假的審批，安全知識的培訓與教育，午餐制作的人員分組組長：徐楊超成員：王沖3、食材采購組：根據春游的人數和