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運(yùn)營隧道常見病害處治及監(jiān)測(cè)技術(shù)
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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近年來,我國隧道工程建設(shè)飛速發(fā)展,遇水搭橋,穿山挖遂,已經(jīng)建設(shè)成了密集的公路網(wǎng),而我國是一個(gè)多山的國家,75%左右的國土是山地或是重丘,公路的大規(guī)模修建必然帶起了公路隧道的大發(fā)展。在此種背景下,本文通過查閱大量的資料,并結(jié)合本人多年的施工經(jīng)驗(yàn),對(duì)運(yùn)營隧道中的裂縫、凍害、漏水、圍巖松動(dòng)與空洞等病害進(jìn)行總結(jié),提出相應(yīng)的解決措施,并對(duì)運(yùn)營隧道監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析,以期保證交通安全。
  關(guān)鍵詞:隧道;病害處理措施;監(jiān)測(cè)技術(shù)
  中圖分類號(hào):U457.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-2064(2019)10-0089-02
  公路是城市之間連接的重要途徑,但是由于我國南北地質(zhì)差異相對(duì)較大,公路沿線經(jīng)常的會(huì)受到高山的阻擋,因此在這樣情況下,為了保證車輛順利的運(yùn)行,隧道工程成為建設(shè)的一個(gè)重點(diǎn)。同時(shí),為了提升我國公路運(yùn)行的效率,縮短城市與城市之間的距離,公路隧道項(xiàng)目日益增多,但由于地質(zhì)和施工等多種原因的影響,各種病害也經(jīng)常出現(xiàn),應(yīng)該采用相應(yīng)的措施消除隧道中的病害和安全隱患,制定科學(xué)合理的設(shè)計(jì)和施工方案,并重視新技術(shù)的引進(jìn),加強(qiáng)對(duì)隧道工程施工方法的研究,減少工程質(zhì)量問題,確保隧道施工和運(yùn)營的安全性。
  1 運(yùn)營隧道常見病害
  由于隧道工程施工過程相對(duì)較為復(fù)雜,經(jīng)常會(huì)遺留一些施工問題,再加上長時(shí)間的使用,以及公路車輛運(yùn)輸?shù)挠绊?,大大增加了隧道運(yùn)營期間,各種病害的發(fā)生,在隧道運(yùn)營期間常見的病害如下:
  1.1 裂縫
  其實(shí),隧道工程常見病害所包括的內(nèi)容有很多,襯砌裂縫就是其中的一個(gè),隧道襯砌主要是承受底層壓力,避免發(fā)生坍塌和變形等現(xiàn)象,影響隧道工程的穩(wěn)定性。同時(shí),地層壓力的大小完全是取決于工程地質(zhì)、水文地質(zhì)以及圍巖物理力學(xué)等方面,并且也會(huì)受到施工方式。支護(hù)襯砌、施工質(zhì)量等方面影響。另外,在隧道工程長期使用的過程中,若是后期維護(hù)不及時(shí),并且加上滲漏水的侵蝕,以及隧道運(yùn)營期間長期的振動(dòng),導(dǎo)致隧道襯砌裂縫發(fā)生,其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也會(huì)受到損害,隧道工程無法正常的使用,為隧道運(yùn)營期間埋下極大的安全隱患。
  1.2 凍害
  凍害也是隧道工程常見的一個(gè)病害,主要是因?yàn)槲覈媳钡貐^(qū)的溫差相對(duì)較大,若是出現(xiàn)地下水涌出、地表水滲漏的話,受到溫度的影響就會(huì)結(jié)冰,導(dǎo)致隧道襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化,若是情況相對(duì)較為嚴(yán)重的,還會(huì)出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象,隧道的平衡性失去平衡,進(jìn)而影響了隧道的正常運(yùn)營。
  1.3 漏水
  漏水是隧道工程中常見的病害之一,主要是因?yàn)樵谒淼篱L期運(yùn)營期間,導(dǎo)致周圍巖層發(fā)生變化,地下水、地表水發(fā)生滲漏和涌出,一旦發(fā)生這樣的現(xiàn)象,對(duì)隧道工程的穩(wěn)定性,內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施等方面,都會(huì)造成不良影響,隧道工程使用壽命縮短的同時(shí),隧道運(yùn)營期間的安全性和穩(wěn)定性,受到了極大程度上的威脅。
  1.4 襯砌背后圍巖松動(dòng)與空洞
  在公路隧道施工中,因施工方法、工藝、質(zhì)量、混凝土等多方的原因,都可以引發(fā)相應(yīng)的襯砌背后圍巖松動(dòng)與空洞問題。比如,施工當(dāng)中設(shè)計(jì)襯砌厚度和實(shí)際的厚度存在較大差異,施工塌方處理不到位等。通常來講這些都可以引起相應(yīng)的襯砌空洞問題。對(duì)一些隧道現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)可以發(fā)現(xiàn),隧道襯砌拱腰、拱頂以及邊墻等地方有10%-50%的可能性存在不同情況的空洞現(xiàn)象。若襯砌后面出現(xiàn)一定的松動(dòng)或空洞情況,圍巖的應(yīng)力情況就會(huì)發(fā)生改變,從而致使襯砌出現(xiàn)一定的裂縫;與此同時(shí)松動(dòng)或空洞現(xiàn)象也很容易形成一定的積水,從而為地下水流開辟了一條新的路徑,水流入到襯砌當(dāng)中,進(jìn)而對(duì)襯砌內(nèi)的鋼筋等材料造成一定的侵蝕。此外,襯砌后面的松動(dòng)與空洞現(xiàn)象還會(huì)使隧道與圍巖分離,進(jìn)而不能全面發(fā)揮圍巖的實(shí)際抗力效用,那么在垂直方向荷載的作用下,兩邊的墻會(huì)逐漸向外擴(kuò)張,致使拱頂壓力劇增并出現(xiàn)相應(yīng)的裂縫,圍巖失去了原有的支護(hù)作用進(jìn)而也出現(xiàn)了變形、松弛的現(xiàn)象,最終會(huì)失穩(wěn)脫落,更嚴(yán)重的可能發(fā)生突發(fā)性的崩塌事故,對(duì)公路車輛運(yùn)行帶來不利影響。
  2 運(yùn)營期間隧道病害的處治措施
  就以我國某隧道工程為例,該隧道工程主要是采用復(fù)合式襯砌。同時(shí),為了避免滲漏現(xiàn)象的發(fā)生,在內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)置了相應(yīng)的排水系統(tǒng)。另外,為保證運(yùn)營期間的穩(wěn)定性和安全性,避免安全事故的發(fā)生,在今年的 8月份進(jìn)行了相應(yīng)的整治,保證隧道工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,為運(yùn)營期間提供了良好的環(huán)境,具體的整治措施如下:
  2.1 隧道裂縫
  運(yùn)營期間對(duì)隧道裂縫整治的過程中,一定要對(duì)裂縫周圍進(jìn)行全面的清理,對(duì)已經(jīng)松動(dòng)的混凝土塊進(jìn)行清除,這樣主要是避免在后期整治的時(shí)候,產(chǎn)生不必要的影響。同時(shí),在整治的過程中,需要沿裂縫間隔20cm-30cm貼一處膠帶然后刮涂封縫膠兩道,并且在封縫完成以后,需要的將膠帶揭除,利用灌漿嘴灌漿的方式,將樹脂灌注其中進(jìn)行隧道裂縫的整治。但是,在隧道裂縫灌漿的過程中,一定要對(duì)注漿壓力進(jìn)行控制,通常情況下注漿壓力應(yīng)當(dāng)控制在 0.3MPa-0.5MPa,并且在樹脂完全固話以后,需要將灌漿嘴拆除,對(duì)拆除表面進(jìn)行清理,進(jìn)行二次防護(hù)處理,提升隧道裂縫整治的效果,進(jìn)而保證隧道運(yùn)營期間的穩(wěn)定性和安全性。
  2.2 隧道凍害
  凍害也是隧道運(yùn)營期間病害整治過程中,不可忽視的一項(xiàng)內(nèi)容,主要的整治措施可從以下幾個(gè)方面展開:在凍害整治的過程中,需要在內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)置相應(yīng)的排水系統(tǒng),但是一定要對(duì)管道最好相應(yīng)的保溫防護(hù)措施,避免管道發(fā)生凍裂的現(xiàn)象,這樣可以保證隧道內(nèi)部積水有有效的排除,避免發(fā)生結(jié)冰的現(xiàn)象。需要在嚴(yán)寒地區(qū)設(shè)置深埋水溝,并且對(duì)隧道工程需要做好相應(yīng)的保護(hù)層,避免隧道工程內(nèi)部過于寒冷,發(fā)生凍結(jié)的現(xiàn)象??梢詫?duì)襯砌結(jié)構(gòu)加固,可以利用防水混凝土曲墻加仰拱襯砌、防水鋼筋混凝土襯砌、網(wǎng)噴混凝土加固等方面,保證隧道工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,提升其抗壓能力。
  2.3 隧道滲漏
  運(yùn)營期間對(duì)隧道病害整治的過程,滲漏是其中非常重要的一個(gè)方面,主要是在隧道施工縫或者裂縫的狀態(tài),選擇相對(duì)合適的整治措施,若是其表面存在著明水,可以采用鉆孔注漿止水的方式,主要是現(xiàn)將斜孔并注入聚氨酯灌漿材料止水。同時(shí),根據(jù)整治的實(shí)際情況,需要進(jìn)行二次鉆斜孔,主要是環(huán)境相對(duì)潮濕的情況下,將環(huán)氧樹脂灌漿材料或水泥基灌漿材料注入其中,在注漿完成以后,需要根據(jù)裂縫的走向,從裂縫的兩側(cè)進(jìn)行防水涂料的處理。另外,若是避免僅僅是潮濕,可以利用貼嘴注漿的方式,而降低隧道工程地下水涌出、地表水滲漏等現(xiàn)象的發(fā)生,提升隧道工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,保證隧道運(yùn)營期間的安全性。   2.4 套襯技術(shù)
  對(duì)隧道內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的變化來看,出現(xiàn)的裂縫分布不規(guī)則,而且分布比較松散,雖然對(duì)隧道的整體結(jié)構(gòu)影響較小,但是還是需要采取有效的措施來對(duì)其進(jìn)行治理。通過治理后,隧道的承載力會(huì)得到有效的恢復(fù),但是會(huì)出現(xiàn)凈空變小的情況。因此,我們需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,采取科學(xué)合理的套襯技術(shù)來對(duì)其進(jìn)行分析,確保隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在實(shí)際的操作過程中,我們應(yīng)該首先確定澆筑混凝土的厚度,使得新澆筑的混凝土與原有的襯砌結(jié)構(gòu)可以形成一個(gè)整體,共同的來承擔(dān)隧道結(jié)構(gòu)的受力,同時(shí)避免遭受二次破壞。
  3 隧道病害檢測(cè)技術(shù)
  3.1 簡易監(jiān)測(cè)法
  簡易監(jiān)測(cè)法主要的應(yīng)用原理為利用人工觀測(cè)方法,直接觀測(cè)隧道洞口、圍巖等處的裂縫、變形或者漏水等問題。在利用簡易監(jiān)測(cè)法進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí),除了需要應(yīng)用人力之外,還需要借助一些簡易的監(jiān)測(cè)儀器完成監(jiān)測(cè)工作。舉個(gè)例子來說,在隧道開裂處實(shí)行貼條處理,或者是上漆處理,測(cè)量工具可以選取卷尺或者游標(biāo)卡尺等工具作為輔助設(shè)備。
  3.2 地質(zhì)雷達(dá)法
  地質(zhì)雷達(dá)法是指通過雷達(dá)對(duì)隧道內(nèi)混凝土存在的缺陷進(jìn)行檢測(cè),確定是否存在各種病害。如表1所示為通過地質(zhì)雷達(dá)測(cè)出的隧道二襯厚度,通過數(shù)據(jù)分析可知,左邊基本滿足要求,右邊出現(xiàn)不足。而且通過地質(zhì)雷達(dá)可以發(fā)現(xiàn),該段隧道存在反射波,說明存在不密實(shí)的情況。
  4 結(jié)語
  綜上所述,隧道病害的發(fā)生,所產(chǎn)生的影響是非常大的,并且隧道隨著運(yùn)營時(shí)間的增加病害也會(huì)出現(xiàn)的更為頻繁。因此,本文從裂縫、凍害、滲漏等方面,對(duì)運(yùn)營期間的隧道病害進(jìn)行了處治,進(jìn)行了簡要的分析和闡述,采取有效的處治措施,保證了隧道工程的穩(wěn)定性,降低了病害的發(fā)生,為隧道運(yùn)營提供了一個(gè)良好的環(huán)境,并且提高隧道監(jiān)測(cè)報(bào)警技術(shù),有利于保證交通安全,這對(duì)我國交通事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義,同時(shí)也能加快對(duì)我國公路行業(yè)發(fā)展的步伐。
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