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摘要:采用合理的施工工艺、方法、措施和材料,可以有效的防治隧道病害的发生。本文介绍了常见的隧道施工病害,分析了病害产生的原因并提出相应的处理方案。
关键词:隧道施工;病害;处理方案
隧道是地下通道的一种,也是最常运用的一种。通常隧道是设计给交通或其他用途使用的。若施工于地面下称作地下隧道。它是人类利用地下空间的一种形式,通常的隧道都是埋置于地层中的。常见的隧道病害也大多是因为隧道埋置于地层中引发的,地层中环境复杂需要考虑的影响因素也十分繁杂。渗漏水(水害)、衬砌裂损、隧道冻害、衬砌腐蚀、震害和洞内空气污染等都是隧道常见的病害。这些病害的发生不仅影响到隧道的正常运营还将引发一系列的安全问题,危及人类的生命安全。
首先,隧道渗漏水(水害)。水害一种是最常见的隧道病害,是指围岩的地下水和地表水以渗漏或涌出的形式直接或间接地进入隧道内造成的危害。这些危害影响到隧道的稳定运行及隧道周围的环境,降低了隧道的使用寿命,甚至会危及整个工程的安全运营。隧道水害发生的原因有客观方面的也有主观方面的,修建隧道时原本水系统的平衡被破坏,地下水集聚的通道自然而然的成为穿过山体的隧道。另一方面,当隧道围岩与含水地层连通时,隧道衬砌的防水方法和排水设施不完善等都必然会引发隧道水害。图1和图2为比较完善的隧道衬砌防水处理中施工缝及沉降缝的防水处理图。对于隧道水害的处理方案,最常用的也是最基本的方法是适当疏排、注浆堵水、增设内防水层。隧道水害的处理方案的选择与隧道周围的水体密切相关,在隧道内疏导积水、填平沟谷、砌沟排水等,对于地表水丰富的浅埋隧道的防水害处理都是十分有效的措施。然而对于地下水丰富的隧道,则应采取在隧道内增设水沟,增加双侧沟的数量以及加深侧沟或采取设置密并暗管加深水沟等措施,这些措施对于地下水丰富的隧道才是合理有效的。
其次,衬砌裂损。衬砌裂损是隧道病害的主要形式。隧道衬砌是承受地层压力、防止围岩变形坍落的工程主体建筑物。隧道衬砌裂损会造成隧道结构稳定性破坏,衬砌结构的安全不能得到保证,进而隧道功能无法正常使用,隧道的安全也无法保证。由于隧道衬砌主要是承受地层压力的,影响地层压力大小的因素也间接成为影响到隧道衬砌的因素,工程地质、水文地质以及围岩的物理力学特性是主要的也是决定性的因素。另外施工方法以及工程本身质量的好坏也会影响到隧道衬砌。隧道衬砌的影响因素很多,隧道衬砌裂损病害的成因也是多种多样的。隧道周围地层力学性态不均匀,形变压力作用,温度的影响以及收缩应力等都会引起隧道衬砌结构物产生裂缝和变形,这些裂缝和变形都属于隧道衬砌裂损。对于隧道衬砌裂损的处理方法有裂缝整修,衬砌背后空洞压浆,底版的稳定处理,换拱、换边墙。
再则,衬砌腐蚀。隧道衬砌腐蚀病害会降低隧道衬砌的承载能力危及行车安全。隧道襯砌腐蚀包括物理腐蚀和化学腐蚀两个方面,很多时候物理腐蚀和化学腐蚀是同时进行的。很多时候,施工过程中隧道衬砌的一些缝隙防水处理不到位,这样就会引起腐蚀性环境水,沿这些防水处理不到位的缝渗流到衬砌内侧。腐蚀性的环境水对衬砌进行侵蚀,引发隧道衬砌的腐蚀。隧道衬砌防腐蚀的处理方案要从腐蚀产生的要素(即腐蚀介质,易腐蚀物质的存在以及地下水流动性)入手,做好隧道工程的勘察工作,注重水文地质对工程的影响,了解腐蚀性介质的成分、来源以及造成隧道衬砌腐蚀的机理。在这些工作的基础上提出合理的处理方案。
最后,隧道冻害。隧道内水流和围岩积水冻结,引起的影响到安全运营和建筑物的正常使用的各种病害的统称。隧道在设计和施工时,没有全面考虑到寒冷地区防冻问题也会引起隧道的冻害的发生。防水、保温、加强结构等是隧道冻害处理、防治的基本措施。实际中的冻害处理是一个将各种防冻措施综合利用最终达到防冻目的的过程。
隧道病害直接影响到隧道的正常运营和安全运营,与国家的财产安全和人民的人身财产安全息息相关,其带来的影响程度也不可一概而论。病害整治和正常运营是矛盾存在的,我们对隧道病害的整治不可能不影响到隧道的正常运营,同意只要隧道正常运营病害的整治工作就无法正常进行。隧道病害的处理工作还是要以预防为主,认真考察隧道周围的地质环境,并将地质环境对隧道工程的影响结合到隧道设计、施工工作中,从根本上防止隧道病害的发生。再则运营中已经出现的病害必须弄清病害的成因,制定合理有效的处理方案,在隧道运营配合下高效的完成病害整治工作,为隧道的安全运营提高保障。
参考文献
[1] 朱忠林,马伟斌,史存林.合宁线试验段路堑基床地基动力特性试验研究[J],铁道建筑.2007.
[2] 王智猛,蒋关鲁,魏永幸.达成线红层泥岩路基循环加栽试验研究[J],岩土工程学报.2008.
[3] 殷允腾.特殊地质条件下隧道结构的震害机理分析及抗震研究[D]. 山东科技大学 2011
[4] 郭晓华.天津市地铁既有线隧道结构现状评估及治理[D]. 天津大学 2004
[5] 贾倩.分层黄土中隧道结构与周围土体的相互作用特征研究[D]. 西安建筑科技大学 2010
[6] 郭永军.聚丙烯纤维喷射混凝土在隧道锚喷支护中的应用研究[D]. 辽宁工程技术大学 2007
[7] 罗定伦.隧道抗减震模型试验围岩相似材料研究[D]. 西南交通大学 2009
[8] 师义军.既有公路钢桥剩余疲劳寿命评估及疲劳可靠性研究[D]. 西安建筑科技大学 2005
关键词:隧道施工;病害;处理方案
隧道是地下通道的一种,也是最常运用的一种。通常隧道是设计给交通或其他用途使用的。若施工于地面下称作地下隧道。它是人类利用地下空间的一种形式,通常的隧道都是埋置于地层中的。常见的隧道病害也大多是因为隧道埋置于地层中引发的,地层中环境复杂需要考虑的影响因素也十分繁杂。渗漏水(水害)、衬砌裂损、隧道冻害、衬砌腐蚀、震害和洞内空气污染等都是隧道常见的病害。这些病害的发生不仅影响到隧道的正常运营还将引发一系列的安全问题,危及人类的生命安全。
首先,隧道渗漏水(水害)。水害一种是最常见的隧道病害,是指围岩的地下水和地表水以渗漏或涌出的形式直接或间接地进入隧道内造成的危害。这些危害影响到隧道的稳定运行及隧道周围的环境,降低了隧道的使用寿命,甚至会危及整个工程的安全运营。隧道水害发生的原因有客观方面的也有主观方面的,修建隧道时原本水系统的平衡被破坏,地下水集聚的通道自然而然的成为穿过山体的隧道。另一方面,当隧道围岩与含水地层连通时,隧道衬砌的防水方法和排水设施不完善等都必然会引发隧道水害。图1和图2为比较完善的隧道衬砌防水处理中施工缝及沉降缝的防水处理图。对于隧道水害的处理方案,最常用的也是最基本的方法是适当疏排、注浆堵水、增设内防水层。隧道水害的处理方案的选择与隧道周围的水体密切相关,在隧道内疏导积水、填平沟谷、砌沟排水等,对于地表水丰富的浅埋隧道的防水害处理都是十分有效的措施。然而对于地下水丰富的隧道,则应采取在隧道内增设水沟,增加双侧沟的数量以及加深侧沟或采取设置密并暗管加深水沟等措施,这些措施对于地下水丰富的隧道才是合理有效的。
其次,衬砌裂损。衬砌裂损是隧道病害的主要形式。隧道衬砌是承受地层压力、防止围岩变形坍落的工程主体建筑物。隧道衬砌裂损会造成隧道结构稳定性破坏,衬砌结构的安全不能得到保证,进而隧道功能无法正常使用,隧道的安全也无法保证。由于隧道衬砌主要是承受地层压力的,影响地层压力大小的因素也间接成为影响到隧道衬砌的因素,工程地质、水文地质以及围岩的物理力学特性是主要的也是决定性的因素。另外施工方法以及工程本身质量的好坏也会影响到隧道衬砌。隧道衬砌的影响因素很多,隧道衬砌裂损病害的成因也是多种多样的。隧道周围地层力学性态不均匀,形变压力作用,温度的影响以及收缩应力等都会引起隧道衬砌结构物产生裂缝和变形,这些裂缝和变形都属于隧道衬砌裂损。对于隧道衬砌裂损的处理方法有裂缝整修,衬砌背后空洞压浆,底版的稳定处理,换拱、换边墙。
再则,衬砌腐蚀。隧道衬砌腐蚀病害会降低隧道衬砌的承载能力危及行车安全。隧道襯砌腐蚀包括物理腐蚀和化学腐蚀两个方面,很多时候物理腐蚀和化学腐蚀是同时进行的。很多时候,施工过程中隧道衬砌的一些缝隙防水处理不到位,这样就会引起腐蚀性环境水,沿这些防水处理不到位的缝渗流到衬砌内侧。腐蚀性的环境水对衬砌进行侵蚀,引发隧道衬砌的腐蚀。隧道衬砌防腐蚀的处理方案要从腐蚀产生的要素(即腐蚀介质,易腐蚀物质的存在以及地下水流动性)入手,做好隧道工程的勘察工作,注重水文地质对工程的影响,了解腐蚀性介质的成分、来源以及造成隧道衬砌腐蚀的机理。在这些工作的基础上提出合理的处理方案。
最后,隧道冻害。隧道内水流和围岩积水冻结,引起的影响到安全运营和建筑物的正常使用的各种病害的统称。隧道在设计和施工时,没有全面考虑到寒冷地区防冻问题也会引起隧道的冻害的发生。防水、保温、加强结构等是隧道冻害处理、防治的基本措施。实际中的冻害处理是一个将各种防冻措施综合利用最终达到防冻目的的过程。
隧道病害直接影响到隧道的正常运营和安全运营,与国家的财产安全和人民的人身财产安全息息相关,其带来的影响程度也不可一概而论。病害整治和正常运营是矛盾存在的,我们对隧道病害的整治不可能不影响到隧道的正常运营,同意只要隧道正常运营病害的整治工作就无法正常进行。隧道病害的处理工作还是要以预防为主,认真考察隧道周围的地质环境,并将地质环境对隧道工程的影响结合到隧道设计、施工工作中,从根本上防止隧道病害的发生。再则运营中已经出现的病害必须弄清病害的成因,制定合理有效的处理方案,在隧道运营配合下高效的完成病害整治工作,为隧道的安全运营提高保障。
参考文献
[1] 朱忠林,马伟斌,史存林.合宁线试验段路堑基床地基动力特性试验研究[J],铁道建筑.2007.
[2] 王智猛,蒋关鲁,魏永幸.达成线红层泥岩路基循环加栽试验研究[J],岩土工程学报.2008.
[3] 殷允腾.特殊地质条件下隧道结构的震害机理分析及抗震研究[D]. 山东科技大学 2011
[4] 郭晓华.天津市地铁既有线隧道结构现状评估及治理[D]. 天津大学 2004
[5] 贾倩.分层黄土中隧道结构与周围土体的相互作用特征研究[D]. 西安建筑科技大学 2010
[6] 郭永军.聚丙烯纤维喷射混凝土在隧道锚喷支护中的应用研究[D]. 辽宁工程技术大学 2007
[7] 罗定伦.隧道抗减震模型试验围岩相似材料研究[D]. 西南交通大学 2009
[8] 师义军.既有公路钢桥剩余疲劳寿命评估及疲劳可靠性研究[D]. 西安建筑科技大学 2005