地铁明挖区间隧道衬砌开裂及沉降治理措施

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隧道衬砌裂损及整治措施

隧道衬砌裂损及整治措施
⑤衬砌背后临时支撑未能全部拆除的,在支撑部位会出现较大的集中荷载, 此处衬砌内缘易出现张裂和错台。
⑥采用三心圆尖拱衬砌的隧道,易在拱腰墙腰产生内鼓开裂拱顶内缘压碎。
⑦由于各种原因(如坍方、拱架下沉、施工困难等)造成衬砌厚度不足,则 此处衬砌容易发生变形和裂损。
三、衬砌裂损的整治措施
(一)衬砌裂损的整治原则 整治衬砌裂损病害首先要消灭已有的衬砌裂损带来的对
第四节 衬砌裂损及整治措施
一、衬砌裂损的类型
(一)衬砌变形 衬砌变形有横向变形和纵向变形两种,其中横向变形
是主要变形。衬砌横向变形是指衬砌由于受力原因而引起拱 轴形状的改变 。
(二)衬砌移动
衬砌移动是指衬砌的整体或其中一部分出现转动(倾 斜)、平移和下沉(或上抬)等变化,也有纵向与横向移动 之分,其基本形态如表8-4和表8-5所示。
锚喷加固
4.套拱加固
如果混凝土质量差,厚度不够,或受机车煤烟侵蚀,掉 块剥落严重,并且拱顶净空有富余时,可对衬砌拱部加筑套 拱或全断面加筑套拱。
拱部套拱加固
全断面套拱加固
5.更换衬砌
拱部衬砌破坏严重,已丧失承载能力,用其它整治补强 手段难以保证结构稳定,或者衬砌严重侵入限界,采用其它 整治措施有困难时,采用全拱更换,彻底根除病害。
(2)按横断面分布:
①洞口附近及傍山隧道靠山侧裂损多,靠河侧少。靠山侧以拱腰、墙腰内缘 张裂多,靠河侧墙顶压劈或墙脚张裂较多。
②衬砌断面对称,实际荷载分布不对称的,变形、移动和裂损的部位也不对 称。
③衬砌的变形、移动和裂损多沿施工期间出现过的裂缝和施工缝发展。
④衬砌背后存在没有回填或回填不密实处则该部位易出现较大的移动和外鼓。
2.嵌补加固 对已呈稳定暂不发展的裂缝,如果不能采取压浆加固者可以

地铁隧道结构沉降原因及防治措施探析

地铁隧道结构沉降原因及防治措施探析

地铁隧道结构沉降原因及防治措施探析摘要:城市化水平的不断提高使我国城市人口不断增加、城市范围不断扩展,为了保证城市居民出行便捷,建设发达安全的城市公共交通网络十分重要。

而城市机动车不断增加使城市路面交通的通畅性大大降低,因此,为了保证城市交通的通畅性和有序性,兴建城市地铁是当前城市建设和规划中不可缺少的部分。

在地铁建设过程中,重视地铁隧道结构的沉降问题是保证地铁运行安全的关键因素,因此,对地铁隧道结构的沉降原因进行研究分析,并提出切实可行的改进措施有助于提高地铁隧道结构的稳定性,保证地铁安全稳定运行。

关键词:地铁隧道;沉降原因;地质条件;改进措施1 地铁隧道结构沉降的一般因素地铁隧道结构的稳定性是保证地铁运行安全的重要基础,但在地铁施工过程中,可能会出现一些原因导致地铁隧道结构出现不均匀沉降现象,影响地铁隧道的正常使用,并且对地表上的建筑物也会造成一定的不利影响。

造成地铁隧道结构不均匀沉降的因素很多,主要有以下几个:1.1 下卧土层的均匀性较差。

一般来说,地铁隧道结构的下卧土层呈纵向分布,不同土层的性质、分层以及过度等情况都会影响下卧土层的均匀性和平衡性,而地铁隧道施工过程中,因为下卧土层的均匀性不够稳定就会导致施工偏差,增加地铁隧道结构的沉降量。

1.2 隧道埋深对地铁隧道结构承载力的影响。

隧道埋深度主要影响地铁上方结构的承载力,尤其在地铁隧道附近进行施工就会对地铁隧道的施工质量产生影响,使地铁隧道结构出现侧向位移,导致沉降现象发生,并且地铁隧道附近施工也会使地铁结构出现振动,从而造成沉降。

1.3 临近地铁开挖基坑。

深基坑开挖过程实际是卸载的过程,临近地铁隧道的深基坑开挖对隧道的影响主要是两个方面1.由于基坑开挖引起围护的侧向位移和坑内隆起使得坑外地层沉降,导致隧道也随之沉降;2.基坑开挖引起围护向基坑内的侧向水平位移,导致隧道发生挠曲变形,临近基坑的隧道段和远离基坑的隧道段间将产生明显的纵向不均匀沉降。

浅析地铁隧道结构裂缝的产生原因及渗漏的处理措施

浅析地铁隧道结构裂缝的产生原因及渗漏的处理措施

浅析地铁隧道结构裂缝的产生原因及渗漏的处理措施地铁隧道结构裂缝的产生原因是多方面的,主要有以下几点:施工工艺不当是地铁隧道结构裂缝产生的主要原因之一。

在地铁隧道施工过程中,如果施工人员对于地质条件估计不准确,没有选择合适的施工机械设备,或者使用的护坡材料未经充分测试,都会导致隧道结构的裂缝产生。

地质条件是导致地铁隧道结构裂缝产生的重要因素。

地下岩体存在裂缝、断层、破碎带等地质缺陷,当地铁隧道施工过程中遇到这些地质缺陷时,会导致结构内力分布不均衡,进而引发隧道结构的破坏和裂缝产生。

地铁隧道结构的设计和施工质量也会对裂缝产生起到重要影响。

如果设计方在设计过程中没有充分考虑地铁隧道结构的变形和应变性能,或者施工方在施工过程中没有按照设计要求进行施工,那么就会导致地铁隧道结构裂缝的产生。

对于地铁隧道结构裂缝的渗漏问题,可以采取以下几种处理措施:加强隧道防水工程的设计和施工。

在设计隧道工程时,要充分考虑地质条件和地下水位的变化,采取合适的防水措施,例如采用防渗设计软件对隧道进行模拟分析,选择合适的防水材料。

在施工过程中,要严格按照防水工程图纸进行施工,确保防水层有效密实。

加强隧道结构的养护和检测。

地铁隧道结构的养护工作要定期组织,及时进行检测和修复。

通过定期巡视和监测,可以及时发现隧道结构的裂缝和渗漏问题,进行及时修复和处理。

加强管理和监督。

地铁隧道工程是一个复杂的系统工程,需要多个部门的协同配合来进行管理和监督。

相关部门要建立健全的管理机制,加强对地铁隧道工程的监督和检查,确保施工工艺和质量符合要求。

地铁隧道结构裂缝的产生原因复杂多样,需要综合考虑地质条件、施工工艺和设计质量等因素。

对于裂缝的渗漏问题,需要加强防水工程设计和施工,加强结构养护和检测,以及加强管理和监督,从而保证地铁隧道结构的安全和可靠。

浅析地铁隧道结构裂缝的产生原因及渗漏的处理措施

浅析地铁隧道结构裂缝的产生原因及渗漏的处理措施

浅析地铁隧道结构裂缝的产生原因及渗漏的处理措施随着城市建设的不断发展,地铁交通逐渐成为人们出行的首选。

地铁隧道结构裂缝的产生和渗漏问题却经常困扰着地铁运营方和乘客。

本文将对地铁隧道结构裂缝的产生原因及渗漏的处理措施进行浅析。

地铁隧道结构裂缝的产生原因主要有以下几个方面:土层变形是地铁隧道结构裂缝产生的主要原因之一。

由于地铁隧道的施工会对周围土层施加剧烈的挤压力,导致土层力学性能发生变化,从而引起土层的变形和裂缝的产生。

地质构造的活跃性也是地铁隧道结构裂缝产生的原因之一。

在地球运动过程中,地质构造会发生断裂、滑动等变形,这些地质构造的活跃性会使地铁隧道结构承受不均匀的应力,从而导致裂缝的产生。

地下水渗漏也是地铁隧道结构裂缝产生的常见原因之一。

在地铁隧道施工过程中,如果没有采取合适的防水措施,地下水就会通过裂缝的形成处渗入隧道,进而导致隧道结构的损坏和裂缝的产生。

针对地铁隧道结构裂缝及渗漏问题,我们可以采取以下处理措施:加强对土层变形的监测和预测。

通过安装合适的监测设备,及时掌握土层变形的情况,以便及时采取相应的补强措施,减少土层变形对地铁隧道结构的损害。

加强地质勘探工作,选择合适的地质构造区段建设地铁隧道。

在选址过程中,要充分考虑地质构造的活跃性,尽量避免选择存在断裂、滑动等地质构造的区段,以减少地铁隧道结构的裂缝产生。

要加强地铁隧道的防水工作。

在施工过程中,应采取合适的防水措施,如使用防水材料、施工阶段性防水等,以减少地下水渗漏对隧道结构的影响。

定期进行隧道结构的检测和维护,及时修补裂缝和处理渗漏问题。

通过定期巡检和维护,发现裂缝和渗漏问题,并及时进行修补和处理,以保持地铁隧道结构的完整性和安全性。

地铁隧道结构裂缝的产生原因多种多样,需要综合考虑地质、土力学等多个因素。

在施工和运营过程中,应采取相应的措施来减少裂缝的产生和渗漏问题的发生,以确保地铁运营的安全和可靠性。

隧道衬砌开裂的分析与整治

隧道衬砌开裂的分析与整治

隧道衬砌开裂的分析与整治摘要:在国内基础建设持续性加快的背景,道路工程得到了极为迅猛的发展,就隧道工程来看来,其在建设完成后,有可能会产生隧道衬砌开裂的问题,不光会影响整个工程的质量,还会带来一定的安全隐患,为此加强隧道撑起开裂的分析与整治非常有必要。

对此,笔者在参考相关文献资料的基础之上,从随带撑起开裂的原因入手,制定出几点整治衬砌开裂病害的具体措施,以供参考。

关键词:隧道;衬砌;开裂;原因;整治措施在隧道工程建设过程中,很容易遇到软弱围岩,而受到该类不良地质条件及施工因素的影响,在后期施工完成后,混凝土衬砌很有可能会出现开裂问题,虽然目前在实际工程选线的过程中尽可能会避开软弱地带,但受勘测、地质条件以及成本等多方面因素的影响,仍然不可避免的回遇到软弱层,后期由于围岩剥落等因素影响,很容易导致衬砌开裂病害,将严重影响工程质量,对此有必要针对其开裂的具体原因,加强后期治理工程,最终在保障衬砌结构稳定性的同时,提高工程质量。

一、隧道神奇开裂原因分析(一)设计衬砌断面不合理目前隧道勘测过程中,大多数随带地质钻孔数量并不多,而设计方向施工方所提供的地质剖面图基本上是结合钻孔勘测结果所推测出来的,但由于地质构造情况本身就比较复杂,所以在勘测设计深度与点位数量达不到要求的情况下,很难较为清晰的完成对整体工程地质情况的充分掌握,很有可能会出现设计三类围岩而实际一类围岩的问题,在这一情况下,设计单位在衬砌类型的过程中,由于没有精准的地质资料作为参考,大多数数据为按照工程经验推测出来的,故所设计的衬砌断面往往难以达到设计要求,后期由于衬砌结构问题也就容易出现开裂病害。

(二)衬砌混凝土早期受力隧道工程中混凝土拱圈在浇筑完成硬结但未达到受力标准的时候,如果收到外力的扰动,也容易产生裂缝。

就目前隧道混凝土衬砌的浇筑过程来看,基本上是分段浇筑,在浇筑过程中需要不断的更换支撑,而在该过程中,受支撑作用力影响,其反向作用力将由岩层传递给刚刚浇筑完成的混凝土,而在超过其承载力极限的情况下,就会产生裂缝,该问题在应力集中现象下尤为显著。

浅析隧道衬砌裂缝产生原因及治理措施

浅析隧道衬砌裂缝产生原因及治理措施

浅析隧道衬砌裂缝产生原因及治理措施摘要:论述目前隧道工程的存在的质量问题,着重对衬砌裂缝产生的原因,以及防治措施和综合治理方面进行分析并提出相应的防治对策!关键词:衬砌裂缝;原因分析;预防;治理。

引言从21世纪开始,我国基础设施建设的快速发展阶段,同时加上原有的部分,我国铁路、公路、城市道路等已有数万条,仅运营铁路和高速公路两项全国总里程至2019年已突破27万公里。

修建铁路、公路及城市道路就离不开各式各样的隧道工程的配套,目前部分已运营的或在建隧道工程或多或少的存在衬砌开裂的现象,有些已经严重影响结构安全和运营安全,有些工程甚至在未交付使用时已经出现衬砌裂缝,而这种现象在公路隧道工程中较为常见。

甘肃省前几年因偷工减料导致隧道出现质量问题(其中包括衬砌开裂现象),在全国引起极其恶劣的影响。

陕西省内的多座公路隧道在投入运营后,也出现衬砌开裂现象,并进行综合返工处理。

全国其他省份的情况大多相类似,大同小异而已。

以上实例充分说明,隧道工程衬砌出现裂缝已不是个例,具有普遍性,只有参建各方仔细认真的做好相关的业务内容,才能从根本上杜绝此类情况的发生。

本文从隧道工程裂缝产生原因进行分析,同时在预防及综合处理方面把个人的经历进行一些粗略总结:一、裂缝产生的原因(一)设计方面1、前期地质勘探不够详细,致使围岩级别划分不准、衬砌类型选择不当,造成衬砌结构与围岩实际荷载不匹配,引发衬砌裂缝产生。

2、山岭隧道偏压地段未采用相应的衬砌形式,如陕南大部分隧道的原地貌为偏压类型,针对此类地貌的隧道,设计时应着重考虑。

3、针对地质软弱段,未增加有效的防、排水措施,减少裂隙水对临空面的冲刷;也未对仰拱采取补强措施,导致混凝土承载力或支撑能力降低。

4、对于围岩级别局部存在差异时,如:出现褶皱、破碎带、断层等情况,局部围岩松散、压力或构造应力较大,未调整相应衬砌措施,往往采用“通用设计”“一刀切模式”等。

(二)施工方面1、进场材料(碎石、砂、水泥、钢材、外加剂等)控制不严,未按要求进行批次检测,出现砂含泥量偏大;碎石粒径超标,级配不合理;钢材物理性能不达标;外加剂性能不稳定。

地铁隧道区间管片开裂 崩角处理施工管理

地铁隧道区间管片开裂崩角处理施工管理地铁隧道区间管片开裂崩角处理施工管理【摘要】根据广州地铁三号线盾构区间管片衬砌裂纹病害整治施工实例,对盾构区间管片在运营期间出现裂纹病害进行分析,提出病害整治原那么,提供病害整治的方法。

【关键词】盾构隧道;管片;裂纹;地质;注浆一、隧道区间管片开裂、崩角情况概述现场情况广州地铁某区间发现管片裂纹,出现裂纹的范围内下行共有8环管片、上行共有3环管片存在裂纹,其中裂缝数量最多以及裂纹宽度最大的是上行486环管片,存在管片裂纹共10条,裂纹最大宽度为0.8mm。

二、隧道区间管片开裂、崩角段地质情况分析经查相关图纸资料,该区间支隧道结构中心线距地面约29m,上方紧临华南理工大学科技园及1号楼、2号楼。

华南理工大学科技园1号楼、2号楼于2004年初建成,2004年下半年投入使用。

天华区间盾构施工左右线分别于2003年底、2004年中从1号楼、2号楼附近穿越,施工过程中未造成建筑物的沉降。

出现裂缝管片段隧道覆土约29~30m,洞身范围为5H-2 花岗岩硬塑状残积层及花岗岩全风化带6H ,局部位于微风化球状风化带,风化剧烈,遇水易软化崩解,洞底位于为花岗岩微风化带9H 及强风化带7H 。

类似区间地质情况比照现取两处曾发生过管片裂纹的区间段地质情况进行比照,详见下表:位置地质情况及描述A区间左线洞身范围为5H-2 花岗岩硬塑状或稍密状残积土,风化剧烈,遇水易软化崩解,洞底围岩为〈6H〉花岗岩全风化带。

B区间右线洞身范围为5H-2 花岗岩硬塑状残积层及花岗岩全风化带6H ,局部位于微风化球状风化带,风化剧烈,遇水易软化崩解,洞底位于为花岗岩微风化带9H 及强风化带7H 。

三、隧道结构受力特点简析隧道的支护系统顶部承受来自竖向的围岩主压力,两侧承受来自侧向围岩的主压力,底部承受地层反力。

受力模型图如下:正常运营情况下,隧道结构应该是到达一种各方向受力平衡的状态,那么可以分析出,当其中的一侧压力发生变化时,必然会影响隧道结构的稳定状态。

明挖隧道混凝土施工裂缝控制措施分析

明挖隧道混凝土施工裂缝控制措施分析发布时间:2022-08-02T03:16:39.846Z 来源:《建筑实践》2022年3月6期作者:李林[导读] 伴随着城市规划建设脚步的加速,土壤资源焦虑不安的矛盾慢慢呈现。

李林中铁隧道集团三处有限公司广东深圳 518000摘要:伴随着城市规划建设脚步的加速,土壤资源焦虑不安的矛盾慢慢呈现。

为了更好地提升土地资源利用高效率,基本建设更智能化的大城市,隧道作为一个与众不同的项目建设应时而生。

这条隧道的修建归功于技术性的不断进步。

而在明挖隧道的混凝土施工中,非常容易发生构造裂开的问题,怎样利用优秀技术性处理这一问题,确保混凝土施工的总体品质,非常值得思索。

关键词:明挖隧道;混凝土;施工裂缝;控制措施;引言近些年,在露天隧道施工中,混凝土施工中出现了很多裂缝和普通病虫害。

这种问题的产生主要是因为在我国施工企业对露天隧道施工欠缺进一步的了解,并发生了一些误差或不正确。

施工工地的技术水平的管理无法良好控制。

除此之外,混凝土结构裂缝控制自身的复杂性也确定了混凝土结构裂缝控制的复杂性。

由此可见,在露天隧道施工混凝土施工前,必须深入分析混凝土施工中裂缝的优点和形成原因,便于依据整体规划有效挑选裂缝控制方法。

1.明挖隧道混凝土施工裂缝产生原因1.1地基不均匀沉降在工程建筑混凝土浇筑中若存有地基不匀称沉降状况,则会致使混凝土在拉应力的效果下造成裂缝。

混凝土结构产生裂缝的深层、尺寸及方位等和地基沉降的水平和范畴拥有同时的关联。

因地基不匀称沉降给予的内应力比较大,因此一般由它造成的混凝土结构裂缝通常是贯穿性裂缝。

1.2没有及时进行养护混凝土振捣的情况下,仅用了一次振捣,一次振捣不足彻底,不可以使混凝土彻底的都被拌和到,那样就导致混凝土每个位置也不匀称,相对密度也不一样,应当开展二次振捣,可以使混凝土更为匀称,不易造成裂缝;在混凝土浇筑混凝土的情况下,没有充分考虑环境要素,当温度过高,混凝土的水分汽化造成较多的发热量,那样就非常容易造成裂缝;没有立即对混凝土浇筑的表面隔热保温,大容积混凝土浇筑的表面,温度降低非常快,如果不立即对表面隔热保温或是减少内部结构温度,非常容易就导致里外的温度差过大,造成裂缝的发生。

地铁隧道运营期间不均匀沉降的综合性整治措施

地铁隧道运营期间不均匀沉降的综合性整治措施摘要:地铁隧道在建设和使用的过程之中会受到许多因素的影响,可能会出现许多问题。

地铁隧道不均匀沉降就是常见的问题之一。

要去解决这些问题就需要采取合理的处理方式。

现实情况中常用的方法是微扰动注浆以及钢环加固等工法,其中微扰动注浆法起到的作用主要是对隧道中出现的问题进行改良,钢环加固起到的主要作用是增加隧道整体的稳定性,这些方法在解决隧道不均匀沉降的问题时都发挥了非常重要的作用。

相关工作人员针对不均匀沉降问题提出合理和全面的解决方案,根据实际情况进行分析。

本文主要探讨地铁隧道运营期对不均匀沉降的相关治理策略。

关键词:地铁隧道;不均匀沉降;微扰动注浆;钢环加固引言:随着现代化的不断推进,为了满足人们对通行的需要,城市中的交通建设规模在不断地扩大。

地铁现在已经成为了人们出行所使用的常见的交通工具。

城市轨道交通运行过程中的稳定性可以极大地提高所在城市的形象。

由于城市化的程度不断加深,城市人口也越来越多,因此地铁的规模也在不断扩大,其安全以及质量方面已经被越来越多的人重视。

为了使地铁的安全性和稳定性满足现实的需求,相关工作人员必须重视地铁隧道结构的安全。

1、地铁隧道运营期的常见病害地铁隧道建设和运营期间会产生许多的问题。

根据实际的情况分析后,软弱土层中的不均匀沉降、管片裂缝、渗漏水等问题是常见的影响地铁隧道主体结构安全的因素。

2.地铁隧道运营期不均匀沉降的影响因素引发地铁隧道产生不均匀沉降问题的因素主要有以下几点:2.1周围环境因素地铁的轨道线路经常位于地下,有必要时还需要穿越河道、房屋等建筑。

如果这些建筑还在施工的过程中,那么地铁隧道可能会受到施工的影响,导致隧道周围的土地产生松动。

无论隧道是在施工的过程中,还是在运营的过程中,隧道周围土体受到扰动将会给隧道运营埋下较大的安全隐患。

2.2人为因素地铁隧道的施工所涉及的部门非常地多,因此参与施工的人员也非常的多。

由于每个部门的人都负责相应的板块,这就导致很有可能在交接的过程中出现误差。

浅析地铁隧道结构裂缝的产生原因及渗漏的处理措施

浅析地铁隧道结构裂缝的产生原因及渗漏的处理措施随着城市发展和人口增长,地铁成为了现代交通系统中不可或缺的一部分。

地铁隧道结构裂缝的产生和渗漏问题一直以来都是地铁建设和运营中的难题。

本文将针对这一问题展开浅析,探讨地铁隧道结构裂缝的产生原因和渗漏的处理措施。

一、地铁隧道结构裂缝的产生原因1. 地质条件地下隧道施工一般面临地质条件复杂、岩溶地层等问题,地质条件不良是地铁隧道结构裂缝产生的主要原因之一。

地铁隧道穿越的地质条件可能会有地下水位较高、土壤岩层变化大、构造断裂带等,这些因素都会对地铁隧道结构造成影响,容易产生裂缝。

2. 施工质量在地铁隧道施工过程中,如果施工质量控制不严格或者操作不规范,可能会引起地铁隧道结构裂缝的产生。

比如说施工时的爆破振动过大、支护措施不到位等,都会导致地铁隧道结构出现裂缝。

3. 自然因素地铁隧道结构裂缝的产生也可能与自然因素有关,比如说地震、地下水位变化、地表荷载变化等因素都可能对地铁隧道结构造成影响,从而导致裂缝的产生。

二、地铁隧道渗漏的处理措施1. 预防措施为了避免地铁隧道结构裂缝的产生和渗漏问题,可以在设计和施工过程中做好预防工作。

首先要选择合适的地质勘探方法,充分了解地下情况,避免地质条件不良的地区建设地铁隧道;其次要加强施工过程中的质量控制,确保施工操作规范、爆破振动适度、支护措施到位等;最后要考虑自然因素的影响,在设计和施工中考虑地震、地下水位变化等因素,尽量降低自然因素对地铁隧道结构的影响。

2. 检测监控在地铁隧道运营期间,要做好隧道结构的定期检测和监控工作,及时发现隧道结构裂缝和渗漏问题。

可以利用地下水位监测、地震监测、微震监测等技术手段,对地铁隧道结构进行监测,及时发现问题,并采取相应的措施加以修复。

3. 处理措施一旦发现地铁隧道结构出现裂缝和渗漏问题,要及时采取处理措施进行修复。

可以通过灌浆加固、加固支护、防水材料封堵等方式对地铁隧道结构进行修复,确保隧道结构的安全和稳定。

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第18卷 第2期 中 国 水 运 Vol.18 No.2 2018年 2月 China Water Transport February 2018收稿日期:2017-11-29作者简介:刘正初,男,中铁二院昆明勘察设计研究限有限责任公司工程师,硕士,从事隧道工程的设计与科研工作。

通信作者:马建军,男,温州大学建筑工程学院,副教授,博士,从事隧道工程的教学、咨询与科研工作。

基金项目:国家自然科学基金项目(51508416),浙江省公益科技计划项目(2017C33220),温州市公益性科技计划项目(S2*******)。

地铁明挖区间隧道衬砌开裂及沉降治理措施刘正初1,田鲁鲁1,郭永发1,马建军2摘 要:由于地质、施工、建筑材料及外部环境等多方面的原因,导致一些隧道衬砌开裂,结构及轨面发生沉降,威胁到运营安全,需要采取合适的方法进行处治,确保工程的结构安全。

通过昆明地铁3号线明挖区间隧道,分析隧道衬砌产生裂缝及沉降的原因,提出隧道衬砌裂缝渗漏水及轨面结构沉降的治理原则及措施;认识到浅埋区间隧道保护的重要性,对今后地铁结构的病害整治及保护起到参考作用。

关键词:明挖区间隧道;衬砌开裂;结构沉降;治理措施中图分类号:U231 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2018)02-0215-03一、引言随着我国基础设施建设投人不断加大,地面空间的日益紧张,因此隧道与地下工程正在迅速发展。

由于地铁结构的设计基准为100年,因此对其结构承载能力、运营安全等有着很高的要求。

然而,由于地铁隧道多为浅埋隧道,受到地形及地质条件、运营时间、设计、施工、造价以及外部环境等各种方面的影响,导致隧道出现各种问题,地铁区间隧道主要表现在衬砌结构的开裂、渗漏水及侵限等。

目前,有较多学者针对铁路隧道结构的开裂原因进行分析,并提出了相应的处理措施[1~5],但地铁隧道结构设计与铁路山岭隧道设计存在一定的差异,地铁隧道结构由于位于城中,一般采用全包防水设计,避免地下水的流失造成地表下沉,针对地铁区间暗挖及明挖隧道结构开裂原因分析及沉降后的处治经验不多[6~8],因此,本文根据工程实例,针对地铁区间隧道开裂及沉降原因进行分析,并提出处相应理措施。

二、工程概况昆明地铁3号线出入段线区间,区间隧道起里程RDK0+097.8,终止里程RDK0+790,隧道全长692.2m 。

区间隧道两线并行,线间距5m ,轨面以上最小埋深8.5m ,最大埋深38m ,地表为旱地及荒地。

其中RDK0+515~RDK0+680段165m 长轨面以上埋深约为1.1~5.1m ,采用明挖法施工,其余段落采用浅埋暗挖法施工,隧道采用单洞双线,设臵中隔墙,断面形式为马蹄形断面。

工程地质资料显示,隧道经过范围出露地层岩性主要为第四系全新统坡残积层粉质黏土及上更新土坡残积层红黏土,下伏基岩为寒武系中统陡坡寺组泥岩、粉砂质泥岩。

由于明挖段埋深较浅,其中RDK0+515 ~RDK0+630段基底均位于红黏土(可塑~硬塑)中,地基承载力标准值为150kPa ,其它明挖段位于全风化泥岩、粉砂质泥岩地层中,地基承载力标准值为180kPa 。

对基底红黏土层进行处理,采用φ600mm 旋喷桩进行加固,间距1.0×1.0m ,深8.0m ,梅花型布臵。

明洞施作完成后进行回填,回填高度为隧道拱顶以上3m ,两侧直边墙范围以下采用浆砌片石回填,其他均采用夯填回土石回填,并最上方回填50cm 厚黏土形成地表隔水层。

三、裂缝及沉降原因分析该隧道于2013年9月完工,并于2015年12月完成无砟轨道的铺设。

2015年4月份发现明挖隧道上方开始有堆放石碴的情况,最终堆放的石碴最大高度达到约18余米。

后发现隧道主体及轨道产生沉降,并局部产生开裂。

裂缝及沉降所在里为RDK0+600~RDK0+680明洞段。

因此隧顶上方大量石碴堆积,且堆积时间较长,隧道顶部压力较大,引起隧道衬砌开裂及沉降。

四、结构现状及承载力检算 1.裂缝及沉降现状根据现场调查表明,所有衬砌裂缝形态均为竖向及环向裂缝,裂缝长度贯通,下雨时部分裂缝及施工缝出现渗漏水、甚至有股状水等,未下雨时未见水渗出,渗漏区域主要集中在隧道拱部及边墙部位,说明隧道结构外处防水系统已破坏,衬砌各裂缝特征如表1所示。

表1 隧道衬砌裂缝特征表序号 里程 裂缝形态 裂缝宽度(mm ) 裂缝深度(mm )1 RDK0+604 环向贯通 0.27-0.41 57.12 RDK0+610 环向贯通 0.27-0.35 182.13 RDK0+618 环向贯通 0.25-0.29 93.14 RDK0+625 环向贯通 0.13-0.17 / 5 RDK0+628 环向贯通 0.19-0.27 /6 RDK0+636 环向贯通 0.47-0.66 88.87 RDK0+639 环向贯通 0.53-1.12 260.28 RDK0+644 环向贯通 1.13-1.17 187 9RDK0+654环向贯通0.34/216 中国水运第18卷当发现隧道结构开裂后,立即对隧顶上方弃碴进行清除处理,测量结果表明隧道拱顶沉降、轨面沉降有所收敛,轨面高程最大值沉降约为32.5mm,最大沉降约发生在RDK0+640处,卸载后,隧道结构及轨面沉降均有所回弹,最终隧道结构主体及轨面变形已趋于稳定,最大沉降约为20mm,如图1所示。

图1 轨面沉降监测时程曲线图2.承载力检算根据现场实际堆载情况,按对隧道最不利考虑,考虑堆载后高度按18m对隧道衬砌结构承载力进行检算,二衬结构计算模型采用荷载—结构模型,采用大型通用有限元软件ANSYS计算,按破损阶段法进行结构检算,衬砌内力计算结果如下图所示。

图2 堆载后变矩图图3 堆载后轴力图图4 堆载后剪力图表2 特征位置内力及检算结构位置弯矩(KN˙m)轴力(KN)剪力(KN)裂缝宽度(mm)承载能力拱顶403.3 -285.6 -479.5 0.11 满足拱腰228.3 -334.7 75.3 0.05 满足拱脚-215.7 -691.5 -40.2 0.11 满足墙脚-586.2 -751.4 -624.9 1.44 满足计算结果表明:超载后,原设计结构承载力满足设计要求,但结构裂缝不满足设计规范要求,最大计算裂缝位于边墙脚处,宽度约为1.44mm,与监测结果基本一致。

五、治理及保护措施1.裂缝及渗漏水处治措施根据裂缝的位臵、长度、宽度、深度、渗漏水量的大小和变化情况,对裂缝进行综合评定及分类,按如下原则进行处治:(1)对于细小裂缝(缝宽不大于0.5mm)不漏水及表面局部有水渍的渗水点的处理,采用水泥基渗透结晶型防水涂料处治。

(2)对于施工缝及隧道结构个别漏水点及有水迹渗水部位,在渗漏点四周钻孔,对衬砌结构压注堵水材料。

(3)对于渗漏水较严重(呈线状及股状)的裂缝,可采取骑缝钻孔(或在裂缝两侧钻斜孔),钻孔直径为10mm,钻孔深度根据裂缝深度为10~20cm,钻孔间距按50cm布臵,钻孔后安装φ10mm注浆针头,对衬砌结构进行压注堵水注浆材料堵水。

(4)环状裂缝施工在拱部整治向无渗漏方向延伸0.5m,水平裂缝、斜向裂缝向裂缝起讫点以外延伸0.5m,拱脚施工缝向两端无渗漏段各延长1m。

(5)在采用衬砌结构内部裂缝进行治理的同时,对明洞段开裂范围衬砌结构外侧采用地面注浆方式形成隔水层,注浆范围为结构轮廓外约1m,地面注浆采用袖阀管进行注浆,间距1m,梅花型布臵。

(6)处治前应先行施作明洞周边截水沟,以达到截除周第2期刘正初等:地铁明挖区间隧道衬砌开裂及沉降治理措施 217边地表水的目的,地表注浆完成后,恢复地面,于地表设臵50cm厚黏土隔水层。

2.轨面沉降处治措施根据监测结果,需要对轨道结构沉降进行抬升处理。

通过多次注浆对隧道结构进行适当抬升,每次抬升高度为1~2mm。

抬升期间加强隧道结构及轨面的监测,最大抬升高度不大于8mm。

同时采取加设钢垫板并更换扣件螺栓的方式来恢复线路轨面高度。

此外,运营期间加强对结构及轨面的监测。

3.浆液的选择由于明洞回填材料为压实后的红黏土及M10浆砌片石,因此注浆材料制备的浆液经过充分搅拌,浆液需有良好的渗透能力,应具有良好的物理力学特性,其浆液黏度较低,在黏土中渗透性及稳定性较好。

注浆材料的扩散半径在黏土中不小于0.5m。

注浆终止压力约为0.5~1.0MPa,液浆水灰比约为0.8:1~1.25:1,根据现场实验进行调整。

4.保护措施由于城市地铁隧道一般为浅埋隧道,提出如下保护措施:(1)定期组织人员对地铁沿线上方进行巡视,避免各种施工及开发对地铁结构造成破坏。

(2)对于较偏僻的郊区,地铁经路所经地方为未开发或者荒地等,应当对对征地进行围挡保护,避免出现上方大量堆载或开挖等对地铁结构造成破坏。

六、结论本文依托工程实例,分析了地铁明挖区间隧道产生裂缝及沉降的原因表明隧道衬砌结构开裂与沉降除与设计、地质、环境、结构老化及施工等方面的因素有关外,还与外部环境及人为活动存在较大关系。

针对浅埋隧道产生的裂缝,提出渗漏水治理应着眼于结构内外的整体考虑原则,根据不同裂缝形态特征及渗漏水量采取不同的处治措施。

针对轨面沉降采取注浆补偿抬升及增设调高钢垫板的处治措施,并应对浅埋隧道加强保护措施,确保地铁结构安全,本工程对地铁浅埋隧道的渗漏水、沉降治理及保护起参考作用。

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(3)整体高差调节可利用下部桩基础的高程进行大面调整。

四、结语通过对贵州省凯里至雷山高速公路工程河道过流、墩高较高、弧度较大桥梁提出可变弧易拆卸式现浇桥梁落地支架系统,并进行理论分析和工程实践得出如下结论:(1)通过对支架系统各构件的应力和扰度进行MIDAS Civil受力分析,结果表明:本工程支架系统各构件稳定性、整体稳定性及地基稳定性均能满足安全要求。

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