隧道襯砌裂縫產(chǎn)生原因分析及預(yù)防和治理措施

蘭州交通大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設(shè)計(論專業(yè)(班級)：12級土木工程 設(shè)計題目：隧道襯砌裂縫產(chǎn)生原因分析及預(yù)防和治理措施畢業(yè)設(shè)計成績評議表姓名班級職稱答辯委員會綜合評語評語內(nèi)容包括：(學術(shù))思想、方案選擇、設(shè)計(論文)達到的水平、設(shè)計(論證)有無錯誤等。畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書設(shè)設(shè)計(論文)題目隧道襯砌裂縫產(chǎn)生原因分析及預(yù)防和治理措施要研究內(nèi)容2、編制隧道襯砌裂縫產(chǎn)生原因分析及預(yù)防措施；關(guān)鍵環(huán)節(jié)計劃進度11、，《中國隧道及地下工程修建技術(shù)》，人民交通出版社2、關(guān)寶樹，《隧道工程維修管理要點集》，人民交通出版社3、傅鶴林，《科學出版社5、，《隧道及地下工程》，西南交通大學出版社6、陳秋南，《隧道工程》，機械工業(yè)出版社，8、陳志敏、歐爾峰、馬麗娜，《隧道及地下工程》，清華大學出版社9、，《山區(qū)高速公路隧道施工關(guān)鍵技術(shù)》，參考資料開題報告設(shè)計(論文)題目設(shè)計(論文)題目隧道襯砌裂縫產(chǎn)生原因分析及預(yù)防和治理措施隧道或多或少都存在襯砌開裂的現(xiàn)象，嚴重影響到運營安全。許多工程還未交付使用就它地方關(guān)于隧道襯砌開裂的事例更是不勝枚舉，以上實例充分說明，隧道發(fā)生裂縫已不工方面談一點預(yù)防措施和看法，旨在拋磚引玉。選題的目的及意義隨著我國大規(guī)模基礎(chǔ)建設(shè)的開展,隧道工程已成為鐵路、公路和水利水電等大型項目中的重要工程。在這種形勢下,隧道工程的重要性越來越顯著，隧道工程所占的比例逐步增大。隧道襯砌裂縫不僅影響了美觀，還給工程質(zhì)量留下了隱患。施工中必須采了襯砌裂縫產(chǎn)生的原重點研究內(nèi)容提出了預(yù)防裂縫產(chǎn)生和治理的措施。孝設(shè)設(shè)計(論文)題目隧道襯砌裂縫產(chǎn)生原因分析及預(yù)防和治理措施自接受畢業(yè)設(shè)計任務(wù)安排以來，首先按照編制的有關(guān)要求，進行了相關(guān)信息和數(shù)據(jù)的收集整理，查閱相關(guān)資料和書籍以確保本文的合理性。文大體分為七個部分第一部分：目前國內(nèi)隧道襯砌裂縫研究方法及現(xiàn)狀。第二部分：隧道襯徹裂損變形的現(xiàn)狀和主要危害。第三部分：隧道襯砌開裂的類型。第四部分：隧道襯砌裂縫觀測方法。第五部分：隧道施工對襯砌裂縫的預(yù)控。設(shè)計完成情況結(jié)題驗收設(shè)計(論文題根據(jù)《畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書》要求，畢業(yè)設(shè)計(論文)已全部完成，請老師審閱。指導(dǎo)教師評分(優(yōu)、良、中、及格、不及格)：摘要工程建設(shè)?？涨暗慕ㄔO(shè)熱潮。因其在改善路線線形、縮短里程少占地面積等方面發(fā)揮的重要作用，必將得到更為廣異較大，隧道穿越的山體地質(zhì)及水文等條件復(fù)雜多變。由于以及對襯砌有侵蝕性的環(huán)境水等調(diào)查不足；未能采用加強型入手，從施工角度分析了隧道襯砌裂縫產(chǎn)生的原因,再現(xiàn)襯砌道襯砌裂縫產(chǎn)生及發(fā)展規(guī)律，從而對隧道設(shè)計、施工以及粗淺見解。AbstractWiththerapiddevelopmentofnationaleconomy,transportundertakingshavedevelopedvigorouslyinourcountry.Tunnelasahighway(railway)isaveryimportantpartinengineeringconstructionstructure,alsousheredintheunprecedentedbuildingintheimprovementoftheroute,shortenthedistanceandtraveltime,improvetheoperatingefficiencyandreducetheareaplayedanimportantrole,willgetmoreextensivepromotionanddevelopment.However,theregionaldifferencesinnaturalconditionsinourcountry,tunnelthroughthemountaincomplexgeologicalandhydrologicalconditions,thelocalweaksurroundingrockandswellingrockandtransformQiYoucorrosiveenvironmentsuchaswatersurvey,failedtouseimpropermeasures,strengtheningpreventionandcontrolofliningstructureorsectionsoftunnelliningconstructionqualitydefects,suchastunnelintunnelliningcrackcausedmanyoperation.Suchasliningcracktreatmentinappropriateliningwillappear,notonlyisnoteasytorepairandaffectthenormaloperationoftunnel,tunnelliningandallkindsofventilation,lightingandfirefightingequipmentcorrosiondamage,worsenwatersurfacedrivingenvironment,therebyreducingdrivingspeedandsafetyperformance.SotheyFromthetypeoftunnelliningcrack,thispaperanalyzedfromthepointsofviewoftheconstructionoftunnelliningcrackreason,representtheliningcrackcharacteristicsanddamageforms,drawatunnelliningcrackandthelawofdevelopment,thusthedesignandconstructionofthetunnelandtunnelliningcrackdiseasepreventionandcontrolofsomeshallowsareputforward02(一)圍巖加固1267道襯砌裂縫研究方法及現(xiàn)狀營中隧道呈現(xiàn)出越來越多的裂縫狀方案進行了一系列的研究，其采用的研究方法主要研究方法，現(xiàn)場試驗的研究數(shù)據(jù)不僅可以為科研場量測數(shù)據(jù)分析可以直接指導(dǎo)實際工程的建設(shè)，同過程的實際受力狀態(tài)，為結(jié)構(gòu)的安全性評價提供；淺埋偏壓裂縫治理試驗；軟弱膨脹性圍巖裂縫治巖溶區(qū)裂縫治理以及隧道塌方的治理等。或共同作用模式。數(shù)值計算方和主要危害以我國公路鐵路隧道襯砌目前裂損變形情況為例(如表1)。裂損比例(%)400水利、通風設(shè)施銹蝕、道床翻漿、嚴寒和寒冷地區(qū)產(chǎn)生凍漿、線路變形、危及行車安全，被迫降低車輛運行速度，大進行大修整治，施工與運營相互干擾，費用進一步增大。如類型各方面的因裂縫等三1.縱向裂縫(如圖)：襯砌裂縫平行或基本平行于隧道軸線，其危害性最大，繼續(xù)發(fā)展個隧道塌方，破壞襯砌斷面的整體性。產(chǎn)生裂縫的原設(shè)計承載力不夠、隧道周邊欠挖部位未進行處理使襯。2.環(huán)向裂縫(如圖)：襯砌裂縫垂直或近似垂直于隧道軸線，主要是由于圍巖壓力變存在3.斜向裂縫(如圖)：一般和隧道縱軸呈45°左右延伸較長，幾條斜向裂縫互相交叉，是由于混凝土斜截面上的拉應(yīng)力或剪應(yīng)力超過混凝，主要分為襯砌擠壓張口型裂縫、襯砌內(nèi)緣受彎1.張口裂縫(如圖)：常見在拱腰，邊墻部位。多由襯砌承受較大的地層壓力作用向內(nèi)限抗拉強度發(fā)生張口裂縫；部分見于拱頂，由于拱頂不密實，拱頂松動圍巖掉塊，隨著時間的推移拱頂上受拱頂松動圍巖壓力向內(nèi)位移，內(nèi)緣拉應(yīng)力超過鋼筋混凝土的極限抗拉強度，產(chǎn)生混凝土的極限抗拉強度，產(chǎn)生“”形張口裂縫。拱腰和邊墻部位出現(xiàn)多條張裂錯臺，并2.閉口裂縫(如圖)：常見于拱頂發(fā)生較嚴重內(nèi)移地段的拱腰部位和拱腰發(fā)生嚴重內(nèi)移的拱頂部位，由于襯砌拱頂(拱腰)兩側(cè)受壓，拱腰(拱頂)襯砌向外位移內(nèi)側(cè)受壓產(chǎn)3.錯臺裂縫(如圖)：主要為拱腰處襯砌混凝土受剪切應(yīng)力作用而開裂出現(xiàn)錯位，呈縱向、斜向或“X”型交叉分布。剪切裂縫主要是由于偏壓、圍巖自身承載力不足、縱向沉降差和其它施工因素引起。由于混凝土澆筑后,地基受力產(chǎn)生不均勻沉降，以及過早脫模后襯砌背后空腔內(nèi)松動圍巖產(chǎn)生滑動，混凝土襯砌遭受巨大外力沖擊等都容易產(chǎn)生4.收縮裂縫：多見于隧道洞口氣溫變化影響較大地段，由于施工過程中停電、機械故障等原因，迫使混凝土澆筑中斷時間超過混凝土的初凝時間，故障排除后繼續(xù)澆筑混凝土時，原有的混凝土基礎(chǔ)表面沒有進行鑿毛處理，或者鑿毛后沒有將松散混凝土層沖洗干凈就在原混凝土表面進行澆筑，致使新舊混凝土接茬處出現(xiàn)裂縫。一般情況下在襯砌封閉成環(huán)后，張口裂縫和閉口裂縫相呼應(yīng)而產(chǎn)生，張口裂縫附近必定會產(chǎn)生閉口裂縫，閉口裂縫周圍一定會出現(xiàn)張口裂縫。觀測方法寬度、長度和深度等進行記錄(如圖)。裂縫如果持續(xù)發(fā)展，則紙條被拉裂，直接量測工中各埋入兩個鋼釘，其中一個直立，另一個制成“L”型，兩個鋼釘?shù)募舛讼嘟挥谝稽c(如圖)。這種方法既能測量裂縫的擴張程度，還可以這種方法是在裂縫兩側(cè)完好的污工中各畫出兩個標記(如圖)，根據(jù)兩個標記的相對位縫的預(yù)控護的相互關(guān)系有了重新認識，不再傳統(tǒng)地將圍巖視為荷載消極地”承受圍巖壓力。而是立足于保護圍巖、利用和調(diào)傳統(tǒng)礦山法后工程界提出的現(xiàn)在使用最廣泛的設(shè)計施工理目的是在巖石或土層中開挖隧洞時，使圍巖形成一個整體的一部分。其核心是：利用圍巖支撐隧道，使圍巖本身形護并加強監(jiān)控測量，確定圍巖變形基本穩(wěn)定后再進行體，以維護圍巖自身穩(wěn)定性為基點，采用錨桿和噴巖的自穩(wěn)性。錨噴層荷載和周圍水壓力(圍巖自穩(wěn)性較強)。穩(wěn)定是巖體自身具有承載和自穩(wěn)能力，圍巖喪失穩(wěn)“新奧法”在隧道及地下工程的應(yīng)用推廣中逐漸形成自己獨特的思想體系，在施工理念護密實。重視又指施工場所周邊環(huán)境的影響。巖狀態(tài)采取對策，隧道開挖過程中的地質(zhì)條件是變，“新奧法”施工對隧道襯砌裂縫和變形進行了有。仍以甘肅某隧道為例，改隧道在建設(shè)過程中某段出現(xiàn)大型采行削山卸載，但論證結(jié)果只是加強襯砌類型。待塌方處理次發(fā)生大型坍塌，造成數(shù)榀已支護完成的拱架損毀，后不局部圍巖松散、壓力或構(gòu)造應(yīng)力較大地段襯砌結(jié)構(gòu)未能相應(yīng)防排水可靠性措施，也未對仰拱采取加強措施混凝土鋪底厚能及時壓漿回填或者不回填，造成拱頂襯砌背后空洞較大，加之上部巖土坍落導(dǎo)致拱腰承受圍巖較大荷施工工藝、方法不當。先拱后墻(上下導(dǎo)坑)法施工時，拱架支撐變形下沉，造成拱由于施工測量放線產(chǎn)生較大誤差導(dǎo)致超欠挖、初支變形、坍方等在施工中未能妥善處來確定二次襯砌的施作時間，安全可靠性差造成二次襯砌超設(shè)計荷載承受圍巖壓更有甚者為了獲得更大經(jīng)濟利益，在淺埋、軟弱地層中刪減預(yù)留變形量忽略了圍巖側(cè)變成了臨空面，襯砌邊墻由原來的部分受壓結(jié)構(gòu)變成同縫的原因，常見的主要因素有：偷工減料、野蠻開挖距離較近，開挖過程中相互擾動較大，破壞了圍巖的相防和治理措施施工前期地質(zhì)勘查工作，為隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計提供準確的工加強施工過程中的地質(zhì)復(fù)查核實工作，以便及場經(jīng)常遇到的問題，為了彌補設(shè)計上的缺陷現(xiàn)場工程技術(shù)人員(設(shè)計、監(jiān)理、施工)要對開挖暴露后的圍巖情況及時與設(shè)計圖紙進行核對，發(fā)現(xiàn)不符之處不可盲目施工，應(yīng)立即會同現(xiàn)場設(shè)計人員協(xié)商做出相應(yīng)的變更。穩(wěn)加強機械開挖管理水平。凝期支護或襯砌結(jié)構(gòu)作出加強調(diào)整。砌與初支間空腔壓漿，提高混凝土襯砌與噴射混凝土前提下，隧道襯砌裂縫的治理主要從圍巖加固，二次襯砌是地段，施工單位應(yīng)提前作好施工期間可能出現(xiàn)的不利因素(如山體滑坡失穩(wěn)等)的應(yīng)對塌方空穴處理時一般采用填漿砌片都要求洞穴內(nèi)回填穩(wěn)定支撐牢固，出水點引排水通初支完成或二次襯砌混凝土施工后要及時注漿回填密次襯砌混凝土的關(guān)鍵。超挖造成的二次襯砌背后的較近年來，運營隧道出現(xiàn)襯砌裂縫和坍塌事故，主要是管注漿、大管棚超前支護、地表注漿、隧道徑向注漿巖面空間較大，存在形狀不規(guī)則的空洞開倉處理難度支護的完整性，針對此現(xiàn)象當襯砌背后存在較大空腔(1)施工工藝流程(如圖)：(2)施工步驟：1)預(yù)埋泵送管或Ф100mm熱軋鋼管(與拱架間連接鋼筋或鋼筋網(wǎng)片焊接牢固)，作為預(yù)2)采用C25泵送混凝土(坍落度控制180~200mm)進行泵送回填處理直到密實(如圖)。助開挖的一種施工工藝，適用于自穩(wěn)時間較短的砂層、砂弱圍巖帶、淺埋地段、地下水較多的破碎圍巖地段，一般性差、開挖面滲水多的情況下適用。但實際施工中普遍存清、對其工藝流程的操作把關(guān)不嚴、對注漿量的控制不當造成工程質(zhì)量缺陷,出現(xiàn)圍巖固結(jié)不佳、設(shè)計和計量注漿量遠二類為注水泥漿或水泥+水玻璃雙液漿等化學漿液，通間加固并達到一定自穩(wěn)力。(1)超前小導(dǎo)管設(shè)計參數(shù)：插角在10-15°。小導(dǎo)管頂端為尖錐型以利于導(dǎo)管打入巖壁的鉆孔內(nèi)(如圖)，小導(dǎo)管打(2)施工工藝流程(如圖)：(3)施工步驟：1)制作小導(dǎo)管，導(dǎo)管頂端制成尖錐型以利于導(dǎo)管打入巖壁的鉆孔內(nèi)(如圖)，管圖超前小導(dǎo)管注漿加固圍巖整體層、斷層破碎帶、淺埋大偏壓等松散堆積體)的隧道施工。長管棚與短管棚相比，其一短環(huán)組成的鋼筋籠，環(huán)向間距1m)?？v向兩組管棚間，應(yīng)有不小于的水平搭接長度。，水灰比為：W：C=：1。當?shù)叵滤^發(fā)肓或漿液擴散范圍較大時，注漿漿液改為水泥-水玻璃雙液漿。注漿壓力采用~1Mpa。(2)施工工藝流程(如圖)(3)施工步驟：管(如圖)。1)鉆機鉆孔達到設(shè)計要求，鉆桿用連接套接長，鉆孔比設(shè)計孔深長。2)依次拆卸鉆桿。3)頂管作業(yè)：采用鉆機連接套管自動跟進裝置連接鋼管，將第一節(jié)管子頂入孔內(nèi)。40厘米時，用管鉗卡住管棚，反轉(zhuǎn)鉆機，使頂進連接套與鋼管，對準上一節(jié)鋼管端部，人工持管鉗用鋼管連接套將兩5)按配合比拌制水泥漿，注漿使管內(nèi)漿液充填密實。注漿采用后退式注漿工藝，以保證機械打孔，通過注漿管用一定的壓力將水泥漿液或具巖體裂隙、碎石孔隙或巖土層的界面，經(jīng)過漿體的充(1)注漿管設(shè)計參數(shù)：距按2m×2m梅花型布置(如圖)。(3)施工步驟：(2)施工工藝流程(如圖)：1)圍巖地質(zhì)調(diào)查(土質(zhì)、孔隙率)，根據(jù)地質(zhì)情況選擇注漿材料，確定注漿參數(shù)和機2)鉆孔安設(shè)導(dǎo)管，連接孔口管安裝止?jié){閥，檢查管路是否符合要求，并拌制漿液。3)開始注漿，檢查注漿壓力是否達標，注漿使管內(nèi)漿液充填密實外溢為止，以保證注漿方地層自穩(wěn)性較差，但能保證開挖施工安全，并確定 (1)注漿管設(shè)計參數(shù)：根據(jù)拱架間距而定，垂直于開挖輪廓線梅花型布設(shè)(如圖)。注漿管采用Φ42mm鋼管加管。注漿管布設(shè)完畢后，在注漿管周圍噴射混凝土封(2)施工工藝流程(如圖)：(3)施工步驟：1)為了防止?jié){液從附近鉆孔中滲流，施工采用隔排隔孔施工，注漿順序按照先底部、再2)鉆孔施工注漿孔采用風機成孔，成孔以后及時采用高壓水進行清孔；3)在注漿過程中，加強對注漿施工段附近圍巖的和地質(zhì)觀察，并對注漿施工地段進行監(jiān)注漿加固圍巖，注漿材料水灰比為不得低于1：1的漿液，并根 (二)二次襯砌表面補強維或鋼板等粘在襯砌內(nèi)表面，控制裂縫的有害裂縫應(yīng)及時進行處理，防止裂縫，不會影響度后，以~壓力壓入水泥-水玻璃漿液或環(huán)氧樹脂漿液。壓漿結(jié)束后在壓力下壓水檢查壓調(diào)色料處理。裂3-5m，安裝WDT25中空注漿錨桿，注入水泥砂漿，灰砂比1：(3~5)，水灰比1：1，施工時由下往上逐級注漿，注漿壓力以~為宜。注漿結(jié)束后，另鑿新孔在~壓力下壓入刮抹料和調(diào)色料處理。(三)套襯補強的載荷能(1)隧道凈空斷面是否允許縮小，如允許，可以縮小多少；(2)既有襯砌的厚度是否滿足設(shè)計要求；(3)套襯的厚度比較薄，并且須采用鋼筋混凝土，如何保證混凝土的澆注質(zhì)量；(4)如何能使新的鋼筋混凝土與既有的混凝土結(jié)合成一個整體；(5)運營隧道是否允許在混凝土澆注過程中停止通行。(1)隧道凈空有縮小的余地。(2)保證新施作的襯砌有很高的強度和厚度。 (3)運營隧道在混凝土澆注過程中，每次中斷行車的時間應(yīng)能滿足澆注一環(huán)混凝土的需3.套襯施作程序(如圖)： (1)裂縫調(diào)查的內(nèi)容應(yīng)包括裂縫的寬度，深度，有否滲水，裂縫的連通情況。 (2)對襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性作出評估，確定采用何種處置措施。