隧道質量通病與防治措施

2021-08-17 05:12:34 字數 5071 閱讀 7487

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(一)洞內滲透漏水

目前,隧道的滲透漏水主要表現在牆、拱的滲水、滴水、漏水及路面的冒水。其原因是隧道在施工期間和建成後,一直受著地下水的影響。當地下水壓較大,防水工程質量欠佳時,地下水便會通過一定的通道滲入或流入隧道內部,造成滲漏水,對行車安全以及襯砌結構的穩定性構成威脅。

隧道的滲漏水不僅會降低混凝土襯砌的耐久性,而且會降低隧道內各種設施的功能, 惡化隧道內的環境,嚴重時對行呈成安全以致對結構的穩定造成威脅。

形成原因:

(1)拱頂襯砌不密實當圍岩壓力過大時,導致拱腰部位襯砌出現縱向拉裂,拱頂襯砌壓碎掉塊,導致滲漏。

(2)支護技術不過關,工程上常採用的先拱後牆法施工,迴圈進尺短、襯砌緊跟、以襯代支,致使襯砌接縫過多,且接縫處理不能達到防水標準,導致接縫滲水。

(3)振搗不到位在混凝土襯砌的過程中,有時存在襯砌不到位的現象,形成透水的開放性毛細管路,尤其是混凝土拌合物在密實泌水過程中,析出水分部分被擠向上面,部分聚集在集料顆粒的下面,導致襯砌混凝土存在泌水管路。

(4)混凝土中有空隙由於施工順序不當或沉降或襯砌混凝土中存在雜物等原因, 導致襯砌混凝土中存在空隙。

(5)腐蝕性天然水對襯砌混凝土有腐蝕性,可能造成漏水孔隙,甚至導致襯砌混凝土剝落開裂。 滲漏水整治的指導思想是以排為主、 以防助排, 引水洩壓、 斷絕水源, 設多道防水線。

滲漏水的預防措施:

(1)設計預防措施在隧道設計時應首先做好水文地質勘測,根據岩體類別、透水性、地質構造、地下水型別、流量、補給條件及洞頂地面形狀等制定防水措施,以保證襯砌的使用壽命。 預防為主、綜合治理是隧道防排水設計的宗旨。不同的工程,防排水設計原則也不同。

對於山嶺隧道,採取「以排為主,截、堵、排相結合的綜合治理」原則。設計時,應根據隧道的地形、地貌、工程及水文地質等進行調查分析,制定出切實可行的方案。

(2)結構外層防水措施結構外層的防水, 從國內隧道複合式襯砌對防水層材料的選擇來看, 應用防水板較多。 主要是因為防水板為工廠定型生產的產品,具有薄厚均勻、質量***、施工方便、對環境無汙染等優點。 防水施工期間,隧道防水層施工應在主體結構初期支護完成後進行。

由於噴射混凝土基面凹凸不平,因此鋪設防水層前必須對其進行處理,達到規定要求:由拱部開始向兩邊牆下垂鋪設泡沫塑料襯墊;鋪設 ldpe 和 eva 膜裁剪卷材時,要考慮搭接在地板上的搭接寬度≮30cm;ldpe 和 eva 膜焊縫質量檢查一般用肉眼檢查,當兩層經焊接在一起的膜呈透明狀、無氣泡,融為一體,表明焊接牢固嚴密。必要時,可作充氣法檢查。

防水的抗刺戳能力較弱,因此必須注意嚴加保護。

(3)結構自防水措施在設計中應合理確定混凝土的抗滲標號, 不能片面強調混凝土抗壓等級, 一味加大單位體積混凝土水泥用量,將會使混凝土水化熱和收縮量增加,導致混凝土裂縫,破孩混凝土結構自防水能力。 對變形縫及施工縫採取有效措施進行處理是十分重要的。 因為它們往往是隧道與地下工程防水的薄弱部位,通常變形縫形式有:

嵌縫式、貼上式、埋入式。橡膠止水帶在施工中稍有不慎易走形,導致止水效果降低,應確保施工接縫嚴密、不滲不漏,變形縫應密封止水、適應變形、施工方便。本著「以防為主、多道設防」的原則,也可採用複合式橡膠止水變形縫,複合式橡膠止水變形縫系三道設防,即首先在變形縫部位、現澆混凝土中間埋入橋式橡膠止水帶, 然後再在端部施作雙組份聚硫橡膠嵌縫, 最後在預留槽塗抹焦油聚氨酯防水膠。

這樣將埋入,嵌入,貼上三種型式變形縫止水帶組合在一起,形成三道防線, 防水可靠性得到很大提高。

(4)施工預防措施根據水文地質情況,水流性質,水量大小,岩層裂隙傾向及山頂地表水源補給情況, 按設計規定, 做好洞頂地表防排水和襯砌背面的排水設施, 同時應將施工排水與永久性的防治水統籌考慮。完善鑽爆設計,控制爆破,出現超挖時,對拱腳,邊牆腳以上 10cm 範圍內應用與襯砌相同的材料一次性回填密實, 其它部位採用片石等回填密實。 施工中要加強振搗,保證混凝土密實;拱牆盡可能一次澆注,儘量減少施工縫;先拱後牆法施工的隧道,灌注拱圈混凝土時應及時撐卡口梁,防止拱圈因下沉或內移造成開裂。

施工時應注意排水暢通,嚴禁水浸泡拱牆腳,防止出現不均勻沉降;由於施工方法工藝的限制,對二次襯砌結構與初期支護間存的空隙, 應採用回填注漿使初期支護與二次襯砌緊密結合, 以改善其傳力條件和減少滲漏水。

滲漏水整治方法:

滲漏水的治理應採取「以排為主,截,排,堵相結合;先拱後牆,拱堵牆排,集中湧水處設管引排,因地制宜,綜合整治」的處理措施,主要包括:地表水截流,大面積滲水的防水抹面,集中滲漏水,漏水的埋管引流以及壓注漿液等方法。

(1) 襯砌背後注漿根據滲漏水的輕重, 襯砌背後注漿採用初次注漿和檢查注漿。 初次注漿採用水泥砂漿, 檢查注漿材料採用純水漿。 當地下水壓力較大, 水流速度快, 滲漏嚴重時, 採用可灌性好, 結實率高,快凝早強,凝結時間可調的水泥——水玻璃雙液漿。

(2) 襯砌內部壓注丙凝化學漿液主要用於隧道滲漏水量較小,水流分散,不利於引排的拱部施工縫,襯砌裂縫及個別出水點。 進行襯砌內部注漿, 以封閉水流通道及襯砌裂隙, 或使水流相對集中, 便於引排。

(3) 噴抹砂漿防水層法主要用於拱部大面積出現面漏,網狀裂縫滲漏水,對主要出水點在鑿槽引排,嵌縫堵漏後,噴抹砂漿防水層,防水層厚度 20mm-25mm。

(4) 嵌縫堵漏法主要用於區域性施工縫浸水, 滲水等水量較小的部位處理。 隧道環向施工縫堵漏採用嵌複合式膨脹橡膠條,結合鑿槽埋管,將水引入側溝。隧道縱向縫堵漏,採用嵌入式自粘型止水條,進行封堵。

(5)鑿槽排水法主要用於拱、 牆單點線流、 射流等水量較大而不易用以上幾種堵水措施處理的滲漏部位。其方法是從滲水點起鑿槽,在槽中埋設半個聚氯乙烯管或塑料排水板,外用防水砂漿封閉。

(6)可排水止水帶預防施工縫滲漏可排水復合橡膠止水帶是能對環向施工縫中的滲水進行 「先排後堵」 的新型止水帶。 可排水復合橡膠止水帶為內建式止水帶, 設定在襯砌厚度的中間, 橫斷襯砌環向施工縫。 當環向施工縫內出現滲水時,滲水沿環向施工縫流至止漿濾水帶,由於止漿濾水帶可滲水,滲水很容易進入排水通道,並由其排入隧道的排水系統。

如果部分滲水在穿越止漿濾水帶時沿與混凝土之間的間隙橫向流動, 則會遇到貼上在止水帶翼緣上的遇水膨脹橡膠條的阻擋。遇水膨脹橡膠條遇水後膨脹,使止水帶翼緣與混凝土之間的間隙密實,滲水沿橫向流動,阻力增大,從而提高了止水帶的止水能力。

(二) 襯砌裂縫

隧道出現裂縫輕則縮短使用壽命,重則產生毀滅性的破壞。隧道應進行動態施工。由於受技術和資金條件的限制, 一般隧道在設計前對一些因素很難準確確定, 因此在施工中要隨時觀察掌子面,對圍岩情況進行對比和分析,及時調整和完善設計。

隧道拱、牆的裂縫主要由環向的、水平向的、斜向的和網狀的裂縫,其性質分受力和非受力裂縫。 襯砌裂縫形成的原因非常的複雜, 往往是多種不利因素綜合作用的結果, 施工不規範造成的襯砌裂縫佔了很大一部分, 材料質量差或配合比不合理導致的開裂和設計不當引起的開裂僅佔一小部分。

形成原因:

(1)設計區域性與實際地質不符、處置不當。由於多種原因,設計單位在設計勘察時無法深入地開展地質勘察工作, 進行隧道圍岩類別評價及支護結構設計時缺乏必要的準確的依據, 再者實際地質情況並不是與設計截面相適應的, 這就造成了結構受力與設計的嚴重不符而埋下開裂隱患。

(2)施工方法和現場操作不規範、管理不到位。 ①隧道開挖控制不嚴格,監控量測檢查不到位,現場管理不嚴格,個別部位襯砌厚度嚴重不足,襯砌混凝土厚度嚴重不均勻,從而造成區域性應力集中產生混凝土的開裂。由於沒有嚴格進行監控測量, 不能科學的判斷圍岩的變形和收斂情況, 盲目進行二襯混凝土的施工,造成混凝土不能抵抗圍岩變形從而產生開裂:

②不嚴格執行相關規範要求,盲目追求施工進度,過早拆除模型,拆模後不進行有效的養生(特別是靠近洞口的地段) ,造成混凝土水化熱不能有效循序散發、混凝土自身承載不足,區域性混凝土在不能有效抵抗外力的情況下,產生區域性變形,進行應力的二次分布而導致開裂; ③軟弱圍岩地段往往不能嚴格執行設計,基地清理不徹底,仰拱填充施工偷工減料, 沒有根據實際圍岩情況沉降縫設定進行調整,除非時出現重大事故,一般很少向設計、監理單位反映, 同時由於監理人員水平也參差不齊, 對設計缺陷或不足難以提出建設性意見或建議,在多種因素的綜合作用,一般會造成設計不能滿足實際地質情況,從而導致混凝土的開裂; ④混凝土機械拌和過程中原材料不嚴格計量,外加劑的摻加更是隨意性大,沒有嚴格或者不能嚴格根據現場砂、 碎石的實際含水率及時調整施工配合比, 造成混凝土水灰比與設計不符,混凝土質量不能滿足設計要求; ⑤灌注過程控制不嚴格,沒有嚴格控制混凝土灌注速度,造成模型壓力的巨變,區域性變形引起初凝混凝土破化產生開裂。

防治措施:

(1)嚴格控制混凝土的拌和質量,主要是混凝土配合比和混凝土和易性的控制;

(2) 嚴格執行監控量測程式, 進行科學分析後指導襯砌作業遵守科學的二次襯砌原則, 對於特殊情況(一般是變形不穩定) ,必須提供資料分析並建議設計單位調整襯砌引數, 不能強攻硬土;

(3)及時進行斷面檢測,確保開挖輪廓符合設計,杜絕嚴重侵入襯砌現象的發生。對模型就位時發現的侵入不得存在僥倖、偷懶心理,必須認真進行返修,很多區域性開裂均是由於個別位置侵入未處理引起;

(4)認真清理基底浮渣,並用清水沖洗乾淨,對於有仰拱填充的襯砌,嚴格控制仰拱尺寸、厚度,拱牆襯砌時一定要對與仰拱接觸面進行鑿毛清理;

(5)對於地質變化處和設計沉降位置不符的,一定要及時通知設計單位現場核實、進行襯砌引數調整。

(三)鋼筋保護厚度合格率低

形成原因:

(1)鋼筋加工質量不合格。

(2)搭板鋼筋網保護層不足

(3)搭板下底模未用砂漿等封底,形成跑漿現象。

防治措施:

(1)嚴格控制搭板混凝土的質量。

(2)搭板鋼筋網要有架立筋等,確保不下沉。

(3)存在跑漿現象時,底模必須用砂漿等封底,確保不跑漿。

(4)鋼構件加工架立注意事項: ①鋼筋成型截料前,必須按設計圖紙進行計算,制定下料表,經相關技術員及監理工程師批准後方可截料。 ②鋼筋加工過程中,現場技術員必須加強檢查,及時向監理工程師報檢,監控施工過程質量; ③不得使用塑料、石子、鋼筋頭等材料做墊塊,應使用高強度砂漿或混凝土墊塊,墊塊應做成弧形、三爪或四爪型,並且墊塊上應埋綁絲,墊塊的尺寸在使用前必須嚴格和圖紙對應。

④水平放置墊塊每平方公尺不得少於 6 個,豎直放置墊塊每平方公尺不得少於 4 個。 ⑤鋼筋混凝土構件的臨時空面都應安置墊塊,並進行檢測(防治彎折變形) 。

(四)拱牆背後脫空

襯砌背後存在一定規模的空洞或空洞回填不密實是經常遇到的病害。據雷達檢測表明, 拱牆背後脫空現象比較普遍, 尤以拱頂脫空較為嚴重, 個別甚至達到人可在其中爬行的程度。 引起脫空的原因除管理不力外,超挖過大,未回填或回填不到位,或未採用壓力幫浦送回填混凝土等有關。

牆背脫空使襯砌和圍岩不能形成乙個完整的受力體系, 同時對二次襯砌產生一定的威脅, 圍岩落石砸穿襯砌的事故也曾發生。

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