隧道及地下工程病害和整治
[拼音]:suidao ji dixia gongcheng binghai he zhengzhi
[外文]:defect and repair of tunnel and underground works
隧道及地下工程在使用中常出現(xiàn)襯砌漏水、侵蝕和裂損等各種病害,影響其正常使用,必須及時整治。
襯砌漏水
地下水通過襯砌的薄弱處滲漏入洞內(nèi),使襯砌腐蝕、風(fēng)化及洞內(nèi)設(shè)備銹蝕;寒冷地區(qū)的洞內(nèi)會有掛冰、冰柱及冰錐等出現(xiàn),使襯砌及洞內(nèi)設(shè)備被凍融破壞。漏水原因可能是襯砌抗?jié)B性差、防水設(shè)備不足或失效、襯砌裂損和腐蝕,以及施工原因所產(chǎn)生的襯砌缺陷等??刹捎门?、堵、截相結(jié)合,綜合整治,并按具體情況確定其主次。
排水
最常用的方法是在襯砌內(nèi)表面開鑿溝槽,將水沿邊墻引入排水溝內(nèi),其工程量小,施工方便;也可鉆孔將襯砌背后積水引入洞內(nèi)水溝排出。
堵水
若水壓不大,漏水孔洞較小時,可用速凝水泥膠漿直接堵塞。若水壓和漏水孔洞均較大時,可先插管排水,待管周圍砂漿有一定強度后再拔管直接堵塞。大量漏水時,可在襯砌背后注漿形成防滲殼。出水范圍較大,有條件時可作結(jié)構(gòu)外防水層,最為有效;其次可作內(nèi)防水層(見隧道及地下工程防水)。如襯砌損壞,可用防水混凝土更換。如原襯砌接縫未作防水處理或失效而漏水,可重作防水處理。在沉降逢處增設(shè)止水帶(見圖)。
截水
為了防止地表水通過地層滲入洞內(nèi),應(yīng)針對洞頂情況進(jìn)行整治。如填平洞頂洼地、水塘,疏導(dǎo)流水溪溝,鋪砌仰坡等。
襯砌侵蝕
指襯砌由于環(huán)境因素的作用,而遭受的化學(xué)和物理侵蝕。化學(xué)侵蝕有:
(1)地下水中有侵蝕物質(zhì);
(2)地下建筑中所儲存的物質(zhì)有侵蝕性;
(3)與混凝土直接接觸處,有因細(xì)菌作用而生成的侵蝕性物質(zhì),多見于下水道和污水處理池;
(4)蒸汽機車煤煙中有害氣體對混凝土的侵蝕。物理侵蝕有:
(1)凍害;
(2)混凝土集料溶脹;
(3)混凝土機械磨損,如車間、倉庫工作上的磨損,蒸汽機車煤煙對襯砌的機械磨損;
(4)混凝土因溫度突然大幅度下降而受到的熱震;
(5)高速水的破壞。上述侵蝕中以地下水的侵蝕最為多見,寒冷地區(qū)則容易產(chǎn)生凍害。
地下水侵蝕的整治
可將地下水排出和在襯砌背面設(shè)防蝕層。若在襯砌內(nèi)面設(shè)防蝕層,對來自隧道內(nèi)的分解性水蝕、煙蝕有防護(hù)效果。防蝕層的材料可用各種特種水泥、瀝青砂漿或瀝青混凝土、樹脂類砂漿或混凝土、各種防蝕涂料、鑲面塊材等。伸縮縫腐蝕的整治,除在縫背排水外、可用油膏和膠油嵌縫,縫口再粘貼氯丁膠板、開卸式塑料止水帶或軟聚氯乙烯板條封口。對腐蝕深度不大的襯砌,可先抹面再作防蝕層。如腐蝕深度較大,可先模筑防水混凝土再作防蝕層,也可先噴漿或噴混凝土再作防蝕層。當(dāng)腐蝕面較大時,可成環(huán)更換襯砌或用噴混凝土修筑套拱以加固。
防治凍害
冰凍可能導(dǎo)致襯砌凍融破壞,圍巖凍脹引起襯砌變形開裂,排水設(shè)施可能堵塞,因掛冰造成凈空不足等??刹扇∫韵路乐未胧?/p>
(1)整治漏水和疏干圍巖周圍積水;
(2)將襯砌周圍凍脹性土更換成透水性強的粗粒土;
(3)在洞口設(shè)防寒簾幕;
(4)用膨脹珍珠巖混凝土、膨脹蛭石混凝土、浮石混凝土和加氣混凝土等作內(nèi)襯保溫層,或先涂防水水泥再噴涂泡沫絕熱層和防火層作成保溫層;
(5)用電加熱器或熱排水管加熱襯砌;
(6)用錨桿安裝聚氯乙烯瓦楞板使與襯砌有一定間隙,板上噴涂氨基甲酸乙酯泡沫絕熱材料和防火層,隧道漏水可在間隙中流泄而不致凍結(jié);
(7)在洞外設(shè)鍋爐用管道向洞內(nèi)供熱。
襯砌裂損
是隧道主要病害之一,其危害是:裂縫漏水;地層中若含有害氣體時可從裂縫逸出;使隧道凈空變小或碎塊傷人;襯砌因變形而降低對圍巖的支護(hù)能力,而使圍巖喪失穩(wěn)定。按裂縫的成因,可分為結(jié)構(gòu)性或非結(jié)構(gòu)性裂縫。前者表示結(jié)構(gòu)整體和局部的穩(wěn)定和安全因素已受影響,其原因可能是設(shè)計不當(dāng),施工質(zhì)量差或其他未預(yù)料到的事故。非結(jié)構(gòu)性裂縫的成因,如溫度收縮、干縮等。結(jié)構(gòu)性裂縫按其受力性質(zhì)可分為壓裂、拉裂和剪裂性裂縫。應(yīng)分析裂縫對襯砌穩(wěn)定性的影響,以決定整治措施,通常有:
(1)加強巖體穩(wěn)定性,如整治水害、疏干地層以穩(wěn)定巖體;注漿加固圍巖,改善襯砌受力狀態(tài);填充或支護(hù)襯砌外圍的洞穴;錨桿加固巖體;換填軟弱的地基層等。
(2)加固或更換襯砌,如向襯砌體內(nèi)或背部注漿,噴混凝土(視裂損程度確定是否加設(shè)鋼筋網(wǎng)和錨桿),加設(shè)鋼拱架或嵌軌,更換襯砌等。
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