文档介绍：铁路隧道防止二次衬砌脱空
中国水利水电第四工程局有限公司 353599
摘要:随着经济社会的不断发展,交通行业得到了前所未有的进步,隧道在线路中占的比重逐渐增大,其在施工过程中的质量问题也越来越突出。文章介绍了隧道衬砌背后脱空治理的意义以及具体的检测办法,进行了成因分析和对脱空的处理,并结合工程实践经验从施工和施工管理角度提出了防治的具体措施,对现场施工减小二衬脱空具有十分重要的意义。
关键词:铁路隧道;二衬脱空;成因;防治措施
引言
近年来西部铁路建设突飞猛进,隧道施工进入了高速发展阶段。截止2015年,已通车运营铁路隧道达上万座,总长度约7000公里,在建的铁路隧道三千余座,长度约7000公里。随着铁路隧道的总延长不断增加,我国隧道已经进入高维修时期,在铁路隧道施工中存在的质量问题也逐步显露出来。其中二次衬砌背后脱空导致衬砌产生裂缝,给后期运营带来安全隐患,已成为较为严重的质量通病。
围岩、初支和衬砌之间依次较紧密接触是地下结构区别于地面结构的主要特征。对于新奥法施工、复合式衬砌的隧道,初支与围岩共同变形、共同承载,在Ⅱ、Ⅲ坚固地层中,二次衬砌约承受较大的围岩松散荷载,主要作为安全储备。但在Ⅳ、Ⅴ软弱围岩中,二次衬砌不再是一种单纯的安全储备,而是受力结构的一个主要组成部分,它承受着50%~70%围岩松散荷载及较大的后期围岩变形压力。隧道开挖完成后,围岩本身应力的释放是一个缓慢的过程,在围岩的收敛结束后、初支变形完全稳定之后才开始施做二衬,形成抗荷环来保证隧道的安全。但是目前的隧道施工现状,由于进度要求,初期支护往往只是起到一个临时的封
闭作用,仅仅是保证连续向前开挖施工过程安全的作用。当围岩变形过大或初期支护变形不收敛,又难以及时补强时,需提前施做二衬来保证安全。但二衬混凝土在浇筑过程中常常受到多种因素的影响,在初支与衬砌之间形成空隙,改变了两者之间本应较紧密接触的受力状态,对结构承载力产生影响,从而减弱了其支护强度。
由于二衬承载着较大的围岩松散压力,隧道衬砌背后是否存在脱空将直接影响隧道的安全性能。若有脱空存在,则使围岩-初支体系施加于衬砌的荷载不连续,而出现变形增大或裂纹(裂缝)破坏。只是由于结构的设计承载能力余量和初支的过度承载,延迟和减缓了危害发生的时间和程度,鉴于此隧道二衬背后脱空防治就显得尤其重要。
隧道属于地下隐蔽工程,一旦建成存在的问题将很难发现和处理,故在每施工完一段里程后,对隧道衬砌质量进行检测很有必要,及时发现施工工艺缺陷,通过调整参数进行处理,最大限度的保证质量。对于衬砌背后脱空,检查的方法有钻孔检查法和无损检测法。
钻孔检查法:采用混凝土取芯钻机进行钻孔检查。属于传统的检验方法,特点是效率低,偶然性大,代表性差,而且破坏了衬砌的整体性。
无损检测法:地质雷达法。特点是连续、高效、无损,具有分辨率高、图像直观、对场地条件要求低等优点。与传统方法相比,该方法可快速准确地找出隧道衬砌质量隐患,有效地解决传统方法对衬砌的破坏问题,具有显著的社会效益和经济效益,在施工过程中得到普遍应用。
地质雷达(Ground rating Radar)是利用高频电磁波在岩体传播中遇到地质界面产生反射的特性,探测异常地质体的一种方法。隧道二次