隧道養(yǎng)護技術-隧道襯砌裂損及其防治

項目八隧道襯砌裂損及防治

任務一基礎知識任務二襯砌裂縫處治任務三穩(wěn)固巖體任務四襯砌更換與加固任務五襯砌裂損的預防技術任務四襯砌更換與加固一、壓漿加固1.圬工體內(nèi)壓漿加固襯砌裂損發(fā)展非常緩慢或者已呈穩(wěn)定，可以進行圬工體內(nèi)壓漿，一般以壓環(huán)氧樹脂漿為主，并選擇無水季節(jié)施工。2.砌背后壓漿加固主要是針對襯砌的外鼓和整體側(cè)移。在拱后壓漿增加拱的約束可以起到提高襯砌剛度和穩(wěn)定性的作用，所以一般可以局部應用，主要在發(fā)生外鼓變形的部位。任務四襯砌更換與加固二、嵌補加固對已呈穩(wěn)定暫不發(fā)展的裂縫，如果不能采取壓漿加固者則采用嵌補加固。1、以巖石強度或巖石的物理性質(zhì)指標為代表的分類方法。2、以巖體構(gòu)造、巖性特征為代表的分類方法。3、與地質(zhì)勘探手段相聯(lián)系的分級方法。4、組合多種因素的分級方法。任務四襯砌更換與加固三、噴錨加固

裂損襯砌的所有內(nèi)鼓變形和向內(nèi)移動的裂損部位，采用（預應力）錨桿加固巖體（如圖所示），可將襯砌與巖體嵌固在一起，形成一個均勻壓縮帶，以增強圍巖的穩(wěn)定性。四、

套拱加固如果混凝土質(zhì)量差，厚度不夠，或受機車煤煙侵蝕，掉塊剝落嚴重，并且拱頂凈空有富余時，可對襯砌拱部加筑套拱或全斷面加筑套拱（如圖所示）。任務四襯砌更換與加固拱部套拱加固全斷面套拱加固任務四襯砌更換與加固五、更換襯砌拱部襯砌破壞嚴重，已喪失承載能力，用其它整治補強手段難以保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，或者襯砌嚴重侵入限界，采用其它整治措施有困難時，采用全拱更換，徹底根除病害。

六、其它加固手段當僅有墻腳內(nèi)移而不下沉和隧底巖土隆起時，可在墻基處增設混凝土支撐以擴大基礎。隧底圍巖軟弱下沉或隧底填充上鼓時，可加設仰拱。項目九隧道襯砌腐蝕任務一隧道襯砌腐蝕基礎知識任務二隧道襯砌腐蝕整治任務三隧道襯砌腐蝕預防

隧道襯砌腐蝕基本穩(wěn)定任務一基礎知識隧道襯砌腐蝕是指隧道襯砌結(jié)構(gòu)受到物理或化學作用被腐蝕的現(xiàn)象。襯砌腐蝕開裂及變酥危害：腐蝕使混凝土變酥松，強度下降，降低襯砌的承載能力。縮短隧道使用壽命，危及行車安全。任務一基礎知識隧道襯砌腐蝕分為物理腐蝕和化學腐蝕。物理腐蝕凍融交替部位的凍脹性裂損干濕交替部位的鹽類結(jié)晶性脹裂損壞化學腐蝕：硫酸鹽侵蝕、鎂鹽侵蝕、軟水溶出性侵蝕和一般酸類腐蝕隧道襯砌腐蝕的分類和特點腐蝕介質(zhì)活動性地下水基本穩(wěn)定易腐蝕物任務一基礎知識腐蝕三要素隧道襯砌腐蝕的影響因素：1、襯砌污工的質(zhì)量和水泥的品種；2、滲流到襯砌內(nèi)部的環(huán)境水含侵蝕性介質(zhì)的種類和濃度；3、環(huán)境的溫度和濕度等自然條件。任務一基礎知識環(huán)境水對混凝土侵蝕的判定標準項目九隧道襯砌腐蝕任務一隧道襯砌腐蝕基礎知識任務二隧道襯砌腐蝕整治任務三隧道襯砌腐蝕預防

任務二隧道襯砌腐蝕整治整治原則隧道襯砌防腐蝕措施，應首先從搞好勘測設計著手，掌握隧道工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料。查明環(huán)境水含侵蝕性介質(zhì)的來源和成分，在正確判定其對襯砌混凝土侵蝕的程度的基礎上，因地制宜地采取防治措施。整治原則為：因地制宜，綜合整治，徹底整治。任務二隧道襯砌腐蝕整治腐蝕成因（3）生物作用菌類、昆蟲等的侵害作用，包括使材料因蟲蛀、腐朽而破壞，如木材的腐蝕等。

任務二隧道襯砌腐蝕整治腐蝕成因

（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）化學作用包括酸、堿、鹽等物質(zhì)的水溶液及有害氣體的侵蝕作用。這些侵蝕作用會使材料逐漸變質(zhì)而破壞，如水泥石的腐蝕，鋼筋的銹蝕、混凝土在海水中的腐蝕、石膏在水中的溶解作用等。隧道襯砌腐蝕防治措施任務二隧道襯砌腐蝕整治提高襯砌的密實度和整體性外摻加料法：比如摻加粉煤灰可以去除游離的Ca(OH)2。選用耐侵蝕水泥加強襯砌外排水措施在襯砌表面做隔離防水層采用與侵蝕性環(huán)境水不起化學反應的天然石料筑襯砌向襯砌背后壓注防蝕漿液等項目九隧道襯砌腐蝕任務一隧道襯砌腐蝕基礎知識任務二隧道襯砌腐蝕整治任務三隧道襯砌腐蝕預防

任務三隧道襯砌腐蝕預防襯砌腐蝕預防預防襯砌老化預防隧道侵蝕任務三隧道襯砌腐蝕預防預防隧道侵蝕水是隧道襯砌腐蝕的至害媒介，防腐蝕先治水。水的侵蝕包括溶出性侵蝕（即非結(jié)晶性侵蝕）、結(jié)晶性侵蝕和復合性侵蝕（溶出性和結(jié)晶性兩種侵蝕同時作用或交替作用）。任務三隧道襯砌腐蝕預防預防隧道侵蝕

（1）溶出性侵蝕

預防該類侵蝕，只要預防襯砌滲漏水（2）結(jié)晶性侵蝕

預防該類侵蝕，需防止襯砌滲漏水，并防止混凝土浸水，可采用抗侵蝕混凝土修筑襯砌或利用防蝕層。（3）復合性侵蝕

前兩種方法綜合運用任務二隧道襯砌腐蝕整治預防襯砌老化主要措施

1、采用抗侵蝕混凝土：

抗侵蝕水泥材料選擇抗硫酸鹽水泥、火山灰質(zhì)水泥；抗各種化學腐蝕的礬土水泥。

1、采用防蝕層：

將耐腐蝕材料鋪設在襯砌混凝土表面，使之成為防蝕層，提高襯砌抗腐蝕能力。

任務三隧道滲漏水整治技術項目七隧道水害及隧道防水任務三隧道滲漏水整治技術隧道滲漏水形式多種多樣，但其滲漏水機理是一致的，即滲水處與結(jié)構(gòu)外地層存在水力聯(lián)系或結(jié)構(gòu)存在滲水通道。滲漏水治理時需仔細分析滲漏水成因，從根本入手，采取針對性的措施，才能較為徹底地根治滲漏水，切不可盲目封堵，治標不治本，否則只能欲速則不達，事倍功半。根據(jù)滲漏水產(chǎn)生機理及施工經(jīng)驗，滲漏水治理施工應遵循“排堵結(jié)合、剛?cè)嵯酀⒁虻刂埔?、綜合治理”的原則。

對于個別滲漏范圍廣、滲漏情況較為嚴重的隧道，一般是由于防水系統(tǒng)遭受到較為嚴重的破壞或結(jié)構(gòu)后水源補給較為充足，為提高治水效果，在逐項治理前應進行一次系統(tǒng)的襯砌后回填注漿，以達到減小襯砌后貯水空間、阻塞部分滲水通道的目的。回填注漿可通過預留注漿管或重新安設注漿管進行，深度以穿過二襯距初支表面5cm為宜，注漿材料以水泥單液漿摻加適量膨脹劑或膨潤土水泥漿為主，必要時也可采用水泥—水玻璃等快凝漿材。回填注漿過程中應嚴格控制壓力等參數(shù)，避免對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。對于范圍非常小的滲水，可采用在房屋、樓宇、地下室工程中廣為使用的聚氨酯堵漏劑（俗稱：發(fā)泡劑）配合針式注漿設備進行封堵，其注入襯砌后會快速侵入周邊空隙，迅速膨脹已達到阻塞滲水通道的目的。處理前處理后對于有明顯出水點，形成明流的滲漏水，我們采用埋設排水盲管的方法將漏水引導排出。首先，用切割機在出水點周圍及水流路徑上切“V”型槽，切槽寬度深度應考慮將埋設排水管的直徑，如槽寬過寬，不易后續(xù)封堵表面，在形成引排水通道后，漏水容易從槽兩邊擴散形成新的出水點；又如槽深度過深，在拱頂及拱腰有傾角的位置后續(xù)封面填充時，會由于材料自重過大而造成不密實或脫落，影響處理效果，一般寬度大于排水管體直徑1cm左右，深度大于管體半徑1cm為宜；然后，選用市場隨處可見的軟質(zhì)的PVC，PE管，之所以選用“軟質(zhì)”排水管，是因為隧道洞身多為弧形，“軟質(zhì)”材料能更好的帖近襯砌，隨洞身弧度改變而管體不會破壞。將管體從中剖開，清槽后平順的扣于槽內(nèi)，并加以固定，管內(nèi)可填充少量類如土工布條的吸水物質(zhì)，以起到集中吸附漏水不向管體四周擴散的作用；最后采用具有防水性質(zhì)且快干的填充材料如防水膩子、環(huán)氧砂漿樹脂、錨固劑等將槽身填實，表面抹平。處理前切槽后抹平槽身處理后項目八隧道襯砌裂損及防治

任務一基礎知識任務二襯砌裂縫處治任務三穩(wěn)固巖體任務四襯砌更換與加固任務五襯砌裂損的預防技術任務二襯砌裂縫處治1、整治原則整治襯砌裂損病害首先要消滅已有的襯砌裂損帶來的對結(jié)構(gòu)及運營的一切危害，并防止再加大裂損。其次是采取以穩(wěn)固圍巖為主，穩(wěn)固圍巖與加固襯砌相結(jié)合的綜合治理措施。2、裂縫的種類（1）張裂彎曲受拉和偏心受拉引起的裂損，其特征是裂紋、裂面與應力方向正交，縫寬由表及里逐漸變窄。如圖所示。任務二襯砌裂縫處治（2）壓潰彎曲或偏心受壓引起的襯砌裂損。裂紋邊緣呈壓碎狀，嚴重時受壓區(qū)表面產(chǎn)生魚鱗狀碎片（中間厚，四周?。﹦兟涞魤K等現(xiàn)象，如圖所示。（3）錯臺由剪切力引起的裂縫，裂縫寬度在表面至深處大致相同，襯砌在裂縫兩側(cè)沿剪切方向有錯動，即形成錯臺，如圖所示。2、以巖體構(gòu)造、巖性特征為代表的分類方法。3、與地質(zhì)勘探手段相聯(lián)系的分級方法。4、組合多種因素的分級方法。任務二襯砌裂縫處治3、表面修補法

對已呈穩(wěn)定暫不發(fā)展的裂縫，如果不能采取壓漿加固者則采用嵌補加固。任務二襯砌裂縫處治4、壓漿修補法（1）圬工體內(nèi)壓漿加固：襯砌裂損發(fā)展非常緩慢或者已呈穩(wěn)定，可以進行圬工體內(nèi)壓漿，一般以壓環(huán)氧樹脂漿為主，并選擇無水季節(jié)施工。（2）襯砌背后壓漿加固：主要是針對襯砌的外鼓和整體側(cè)移。在拱后壓漿增加拱的約束可以起到提高襯砌剛度和穩(wěn)定性的作用，所以一般可以局部應用，主要在發(fā)生外鼓變形的部位。5、拱部掛網(wǎng)、噴錨裂損襯砌的所有內(nèi)鼓變形和向內(nèi)移動的裂損部位，采用（預應力）錨桿加固巖體（如圖所示），可將襯砌與巖體嵌固在一起，形成一個均勻壓縮帶，以增強圍巖的穩(wěn)定性。任務二襯砌裂縫處治項目八隧道襯砌裂損及防治

任務一基礎知識任務二襯砌裂縫處治任務三穩(wěn)固巖體任務四襯砌更換與加固任務五襯砌裂損的預防技術任務五襯砌裂損的預防技術

一、勘察設計措施1.隧道設計時，應進行詳細勘察以準確劃分圍巖級別，在此基礎上選擇恰當?shù)囊r砌類型，使襯砌結(jié)構(gòu)與圍巖實際荷載相適應而避免襯砌裂縫病害。2.隧道穿過偏壓地段、斷層破碎帶、褶皺區(qū)等局部圍巖松散壓力或結(jié)構(gòu)壓力較大的地段，襯砌結(jié)構(gòu)要相應地采取加強措施，進行特殊設計。3.隧道襯砌用混凝土必須選擇合適的水灰比，以延緩混凝土隨時間推移發(fā)生碳化，降低寒冷地區(qū)材料劣化。任務五襯砌裂損的預防技術二、施工控制措施1.隧道施工時應處理好施工縫、變形縫（溫度縫、沉降縫）。因施工質(zhì)量問題沒有處理好而出現(xiàn)裂縫，主要表現(xiàn)為平行于隧道襯砌環(huán)的裂縫，裂縫產(chǎn)生的原因主要是施工質(zhì)量和混凝土本身的因素。2.改善施工條件，加強施工中各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，加強混凝土材料檢驗，嚴格控制施工配合比、水灰比。避免由于在隧道襯砌的施工縫處產(chǎn)生裂縫，以及襯砌表面產(chǎn)生蜂窩麻面等不良現(xiàn)象，降低承載能力。3.進行準確的施工放樣。防止超欠挖、模板拱架支撐變形、塌方等情況的發(fā)生，造成襯砌厚度偏薄或結(jié)構(gòu)受力不對稱，降低襯砌的承載能力。1、巖石強度或巖石的物理性質(zhì)指標為代表的分類方法。2、以巖體構(gòu)造、巖性特征為代表的分類方法。3、與地質(zhì)勘探手段相聯(lián)系的分級方法。4、組合多種因素的分級方法。任務五襯砌裂損的預防技術4.選擇合適的施工方法，進行合理的施工組織。避免由于施工方法不當和施工組織不當，在施工過程中各工序緊跟不上不能及時成環(huán)，會造成不均勻沉降和拱腳內(nèi)移，常在拱頂和拱腰處出現(xiàn)裂縫。5.隧道襯砌混凝土澆筑時及時回填拱頂空隙。模筑混凝土襯砌拱背常出現(xiàn)拱頂襯砌與圍巖不密貼的空隙，不及時回填密實，就形成拱腰承受圍巖較大荷載，拱頂在一定范圍內(nèi)存在空載，從而形成對拱頂襯砌不利的馬鞍型受力狀態(tài)，導致拱腰內(nèi)移張裂、相應拱頂上移、內(nèi)緣受擠壓等常見病害。項目二隧道襯砌裂損及防治

任務一基礎知識任務二襯砌裂縫處治任務三穩(wěn)固巖體任務四襯砌更換與加固任務五襯砌裂損的預防技術隧道襯砌裂損的描述充分穩(wěn)定不穩(wěn)定基本穩(wěn)暫時穩(wěn)定任務一基礎知識破損部位將襯砌劃分為左右拱圈、左右邊墻及仰拱5個部分，再將每個部分依周長劃分4個等份，即把隧道襯砌斷面分為20個部位，如圖。襯砌各部位的劃分1、以巖石強度或巖石的物理質(zhì)指標為代表的分類方法。2、以巖體構(gòu)造、巖性特征為代表的分類方法。3、與地質(zhì)勘探手段相聯(lián)系的分級方法。4、組合多種因素的分級方法。任務一基礎知識2

襯砌移動襯砌移動是指襯砌整體或其中一部分出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(傾斜)、平移和下沉(或上抬)等變化，也有縱向與橫向移動之分。3

襯砌開裂襯砌開裂是指襯砌表面出現(xiàn)裂紋和裂縫或貫通襯砌全部厚度的裂紋的總稱。襯砌開裂包括有張裂、壓潰和錯臺三種。1

襯砌變形襯砌變形有橫向變形和縱向變形兩種，其中橫向變形是主要變形。襯砌橫向變形是指襯砌由于受力原因而引起拱軸形狀的改變。隧道襯砌裂損的分類任務一基礎知識隧道襯砌裂損的成因1、設計、地質(zhì)方面的原因

(1)勘測結(jié)果很難保證完整準確；

(2)襯砌的類型選擇不當。2、施工方面的原因(1)施工方法選擇不當；(2)施工質(zhì)量不過關。3、地下水方面的原因

(1)地下水的動、靜壓力作用可將襯砌壓裂；

(2)嚴寒地區(qū)凍脹也是襯砌裂損的原因。4、運營維護方面的原因隧道襯砌在運營中，養(yǎng)