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隧道及地下工程病害和整治

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发表时间:2020-05-02 11:30

地下水通过衬砌的薄弱处渗漏入洞内,使衬砌腐蚀、风化及洞内设备锈蚀;寒冷地区的洞内会有挂冰、冰柱及冰锥等出现,使衬砌及洞内设备被冻融破坏。漏水原因可能是衬砌抗渗性差、防水设备不足或失效、衬砌裂损和腐蚀,以及施工原因所产生的衬砌缺陷等,可采用排、堵、截相结合,综合整治,并按具体情况确定其主次。


1排水


最常用的方法是在衬砌内表面开凿沟槽,将水沿边墙引入排水沟内,其工程量小,施工方便;也可钻孔将衬砌背后积水引入洞内水沟排出。


2堵水


若水压不大,漏水孔洞较小时,可用速凝水泥胶浆直接堵塞。若水压和漏水孔洞均较大时,可先插管排水,待管周围砂浆有一定强度后再拔管直接堵塞。大量漏水时,可在衬砌背后注浆形成防渗壳。出水范围较大,有条件时可作结构外防水层,最为有效;其次可作内防水层(见隧道及地下工程防水)。如衬砌损坏,可用防水混凝土更换。如原衬砌接缝未作防水处理或失效而漏水,可重作防水处理。在沉降逢处增设止水带


3截水


为了防止地表水通过地层渗入洞内,应针对洞顶情况进行整治。如填平洞顶洼地、水塘,疏导流水溪沟,铺砌仰坡等

衬砌由于环境因素的作用,而遭受的化学和物理侵蚀。


化学侵蚀有:


①地下水中有侵蚀物质;

②地下建筑中所储存的物质有侵蚀性

③与混凝土直接接触处,有因细菌作用而生成的侵蚀性物质,多见于下水道和污水处理池;

④蒸汽机车煤烟中有害气体对混凝土的侵蚀。


物理侵蚀有:


①冻害;

②混凝土集料溶胀;

③混凝土机械磨损,如车间、仓库工作上的磨损,蒸汽机车煤烟对衬砌的机械磨损;

④混凝土因温度突然大幅度下降而受到的热震;

⑤高速水的破坏。上述侵蚀中以地下水的侵蚀最为多见,寒冷地区则容易产生冻害。

可将地下水排出和在衬砌背面设防蚀层。若在衬砌内面设防蚀层,对来自隧道内的分解性水蚀、烟蚀有防护效果。防蚀层的材料可用各种特种水泥、沥青砂浆或沥青混凝土、树脂类砂浆或混凝土、各种防蚀涂料、镶面块材等。伸缩缝腐蚀的整治,除在缝背排水外、可用油膏和胶油嵌缝,缝口再粘贴氯丁胶板、开卸式塑料止水带或软聚氯乙烯板条封口。对腐蚀深度不大的衬砌,可先抹面再作防蚀层。如腐蚀深度较大,可先模筑防水混凝土再作防蚀层,也可先喷浆或喷混凝土再作防蚀层。当腐蚀面较大时,可成环更换衬砌或用喷混凝土修筑套拱以加固。


防治冻害


冰冻可能导致衬砌冻融破坏,围岩冻胀引起衬砌变形开裂,排水设施可能堵塞,因挂冰造成净空不足等。可采取以下防治措施:①整治漏水和疏干围岩周围积水;②将衬砌周围冻胀性土更换成透水性强的粗粒土;③在洞口设防寒帘幕;④用膨胀珍珠岩混凝土、膨胀蛭石混凝土、浮石混凝土和加气混凝土等作内衬保温层,或先涂防水水泥再喷涂泡沫绝热层和防火层作成保温层;⑤用电加热器或热排水管加热衬砌;⑥用锚杆安装聚氯乙烯瓦楞板使与衬砌有一定间隙,板上喷涂氨基甲酸乙酯泡沫绝热材料和防火层,隧道漏水可在间隙中流泄而不致冻结;⑦在洞外设锅炉用管道向洞内供热。


衬砌裂损


衬砌裂损是隧道主要病害之一,其危害是:裂缝漏水;地层中若含有害气体时可从裂缝逸出;使隧道净空变小或碎块伤人;衬砌因变形而降低对围岩的支护能力,而使围岩丧失稳定。按裂缝的成因,可分为结构性或非结构性裂缝。前者表示结构整体和局部的稳定和安全因素已受影响,其原因可能是设计不当,施工质量差或其他未预料到的事故。非结构性裂缝的成因,如温度收缩、干缩等。结构性裂缝按其受力性质可分为压裂、拉裂和剪裂性裂缝。应分析裂缝对衬砌稳定性的影响,以决定整治措施,


整治措施


①加强岩体稳定性,如整治水害、疏干地层以稳定岩体;注浆加固围岩,改善衬砌受力状态;填充或支护衬砌外围的洞穴;锚杆加固岩体换填软弱的地基层等。

②加固或更换衬砌,如向衬砌体内或背部注浆,喷混凝土(视裂损程度确定是否加设钢筋网和锚杆),加设钢拱架或嵌轨,更换衬砌等。


  隧道的挖掘施工安全为要务,隧道安全逃生管道,是最后一道防线。

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