隧道襯砌裂縫檢測及處理方法
更新時間:2021-04-10 17:51
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隨著我國近年來高等級山區公路(lù)的大量修建,公路隧道不論是(shì)數量、規模,還是施工難度都達到(dào)了前所未(wèi)有的(de)高度,且方興未(wèi)艾。同時,很多隧道在施工和運營過(guò)程中,會產生裂縫,目前(qián)有關隧道襯砌裂縫成(chéng)因的研究已經開(kāi)展,但與襯砌裂縫檢測及處理方法相關的研究則不多見。
關(guān)鍵詞:隧道襯砌;裂縫;檢測方法;處理方法
引言
由於受到地質、施工缺陷、設計不合理,以及圍岩不均勻變形、地下水侵(qīn)蝕、初期支護失效等因素的影響,隧道結構在(zài)施工(gōng)和運營期會逐(zhú)漸(jiàn)暴露出種種病害,裂縫便是其中一種主要的病害類型。隧道襯砌裂縫產生的初期,不論是擴展運動,還是閉(bì)合運動,都會有(yǒu)一個明(míng)顯的運動過程。裂縫(féng)產生的主要影響因素的變化,會影響(xiǎng)裂縫數量增速。隨著時間的推移(yí),當裂縫影響因素作用減弱或者趨於平衡時,裂縫運(yùn)動也會(huì)趨於穩定。當裂縫產生和(hé)運動時,就(jiù)需要一(yī)些方法(fǎ)進行探測及處理,以達(dá)到安全合理的經濟效益。
一、常用測量設備
隧道在施工過程(chéng)中,難免(miǎn)會出現一(yī)些質量缺陷,例如初期支護與二(èr)次(cì)襯砌欠厚(hòu)、初期支護與圍(wéi)岩(yán)之間存在(zài)空洞或雜物充填、初期支護與二次(cì)襯砌(qì)間脫開、鋼支撐間距偏(piān)大、襯砌(qì)表麵或內部存在裂縫等等(děng),但隧道是地下工程屬於(yú)半隱(yǐn)蔽結構,無法直接對襯砌混凝土質量、厚度、隧道(dào)圍岩狀(zhuàng)況及裂縫進行檢(jiǎn)查。因此,近幾年來主要采用探地雷達作為主要檢查手段,這(zhè)是因為與(yǔ)其(qí)它方法相(xiàng)比,探地雷達具有連續(xù)、無損、高效和(hé)高精度等優點(diǎn)。
二、隧道襯砌裂縫的危害
國內外學者對公路隧道裂縫病害的處治進行了大量(liàng)的研究,並取得了一些可(kě)喜的研究(jiū)成果,現僅收集到的資料,將對這個問(wèn)題的認識歸納如下。
(一)隧道整體病(bìng)害嚴重,二次襯砌裂縫多、密度大,拱部和中隔牆滲漏水嚴重,尤(yóu)其是(shì)中隔(gé)牆牆頂部位,滲漏水現象尤為突出。中隔牆局部存在(zài)縱向和斜向荷(hé)載裂縫,這些裂縫大多伴有滲漏水現象,對結構的安全影響較大。
(二)地下水從二(èr)次襯砌牆麵的裂縫滲出,牆麵留下了大量汙痕,很多位置裂縫(féng)處都有白色物(wù)質(zhì)析出。經過常年的累積,白(bái)色物(wù)質可(kě)能已經嚴重的堵塞了原設計排水係統,導致雨季時地下水從襯砌(qì)的各個薄弱環節中滲(shèn)漏出來。
三、現階段裂縫監測係統存在(zài)的主要問題
隧道裂縫檢測係統分為硬件係統和軟件係統。軟件係統包括圖像采集模塊、標定生成模塊和數據(jù)處理模塊。圖像采集(jí)模塊和數據處理(lǐ)模塊都可借鑒已開(kāi)發並已應用的路(lù)麵采集係統。標定生成(chéng)模塊方麵,由(yóu)於隧道界(jiè)限大都是弧形(xíng)界麵與路麵明顯不同,所以需要一種特殊(shū)的(de)標定模塊。
已(yǐ)經開發並已經投人使用的車載隧道檢測係統,如日本(běn)的隧道檢測係(xì)統,不能(néng)夠達到快速準確(què)進行裂縫檢測,無法(fǎ)實現對裂縫信息的有效提取(qǔ)。韓國漢陽大學開(kāi)發的檢測係統雖然檢測精度比較(jiào)高(gāo),但是車載速度(dù)還相對較慢,而且目前處(chù)於試驗階段,對(duì)隧道的實際情況的(de)對應解決還不完善(shàn),需進一步優(yōu)化。
比如檢測環境中(zhōng)不可避免(miǎn)地都存在噪聲,這會對後續的(de)圖(tú)像處理帶來一定的困難。隧道檢測係統相比路麵檢測係統因為周圍環境、路麵的(de)不平整等帶來的噪聲外,還有照(zhào)明亮度的(de)不均勻性(xìng)所產(chǎn)生的噪聲。已有的基於圖像處理的文獻(xiàn)中(zhōng)對噪聲的濾除有比較全麵的研(yán)究,可以優化圖像。
漢陽(yáng)大學采用的一(yī)個具有黑點的板麵,每個黑點之間分離5mm。該檢測係統是在室內(nèi)進行試驗,而且檢測對象的(de)選取方麵沒(méi)有更實際化,即沒有(yǒu)選擇一個近於隧道界麵的弧形麵,同時,在係統中隻是應(yīng)用了一個相(xiàng)機進行檢測(cè)試(shì)驗,因此(cǐ)存(cún)在著不合理性。
四、裂縫處治方案
按照有關規範和類似工程經(jīng)驗,並結合現場處治(zhì)的具體措施,裂縫病害處治可采用低(dī)壓注(zhù)漿法對寬度>0.2mm的裂縫進行(háng)處理,對(duì)寬度<0.2mm的裂縫進(jìn)行表麵封閉處(chù)治。
(1)低壓注漿處理法
寬度大於0.2mm的裂縫采(cǎi)用低(dī)壓注漿法進行修補,通過壓注改性環氧化學(xué)灌縫漿(jiāng)材填充封閉裂(liè)縫,粘結(jié)裂縫表麵阻止襯砌裂縫發展。低壓注漿處理法的工序為,裂縫清理(lǐ)、封閉裂縫和安設塑料底座、安設灌漿器、灌漿、清理表麵。
1、裂縫清理,首先應將(jiāng)裂縫(féng)周圍5cm範圍的防火塗料(liào)或表麵砂漿、粉塵及泥灰清除幹(gàn)淨,露出襯砌混凝(níng)土,裂(liè)縫中如被泥土粉塵堵塞,可用小型工業吸塵器吸出。沿裂縫兩邊約3cm的混(hún)凝土表麵要用濕布擦去塵土,但要注(zhù)意縫中不得進水(shuǐ)。
2、確定注入口,一般按照(zhào)20-30cm距離設置一個注入口,注入口的位置盡量設在裂縫較寬、開口較暢通的部位,貼上膠帶,預(yù)留。
3、封閉裂縫(féng),采用封縫膠沿裂縫表麵塗刮,留出注入口。
4、安設塑料底座,揭(jiē)去注入口上(shàng)的膠帶,用封縫膠將底座粘於注入口上。
5、安設(shè)灌漿(jiāng)器,將配好的改性環氧化學灌縫漿材注入軟管中,把裝有灌縫漿材的灌漿器旋緊於底座上。
6、灌漿,鬆開彈簧,確認注入狀態,如灌漿不足,可補充再繼續注(zhù)入。
7、注入完畢(bì),注入速度降低,確認不在(zài)進膠後,可拆(chāi)除灌(guàn)漿器,用堵頭(tóu)將底座(zuò)堵死。
8、灌漿固化後,敲掉底座和堵頭,清理表麵封縫膠(jiāo)。
(2)表麵封閉處治法
寬度小於0.2mm的裂縫采用表(biǎo)麵封閉法進行處(chù)治,在裂(liè)縫表麵塗刷改性環(huán)氧化學修補砂漿,其(qí)工(gōng)序為。
1、觀察裂縫寬(kuān)度,確定裂縫長度。
2、基層處理,清除裂(liè)縫表(biǎo)麵(miàn)的灰塵、油汙。用鋼絲刷及壓縮空氣將混凝土碎屑粉塵(chén)清除幹淨。清(qīng)除寬度為裂縫左(zuǒ)右兩側各5cm左(zuǒ)右。
3、塗刷改性環氧化學修補砂(shā)漿,塗刷寬度為裂縫左右各5cm左右,每道裂(liè)縫(féng)塗刷3---4遍,塗刷(shuā)厚(hòu)度應大於1mm。
結束語:
不良地(dì)質與塌方處(chù)治措施不合(hé)理,溶洞加固不徹底,二襯質量差等施工因素,以及(jí)設計欠妥是隧道襯砌裂縫產(chǎn)生與運動的(de)重要原因。隧道工程建設要做好各方麵的工作,精心設(shè)計,嚴格施工,真正做到信息化施工與動態設計。事實證(zhèng)明,合(hé)理的設計與嚴格的施工,可以預防襯砌產生裂縫。對裂縫的成因分析及處置措(cuò)施的提出,要在裂縫(féng)監測數(shù)據及裂縫統計數據的基礎(chǔ)上,盡可能查閱設(shè)計文件,施(shī)工監(jiān)控(kòng)報(bào)告,施工記錄等資料,找出(chū)裂縫形成原因,並綜合考慮各種因素,有針對性的提出處治建議。
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