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S303八洋线小浆隧道衬砌病害成因分析与治理措施

更新时间:2016-07-05

1 引言

近年来,随着我国经济建设速度不断加快,国省干线建设质量与速度也呈现飞速发展趋势,隧道数量也在不断增多。但随着隧道数量增多以及其所发挥出来的经济建设价值不断增大,已建隧道不同程度地存在着衬砌裂缝、空洞、渗漏水等问题,隧道病害防治已成为了国省干线病害防治的重点。

2 工程概述

本文以武夷山市境内小浆隧道衬砌病害治理为背景,介绍病害的治理方案及治理效果。

小浆隧道位于南平市武夷山市境内,属S303八洋线,隧道全长238.0m。隧道中心桩号为K354+429.000,起点桩号为K354+310.000,终点桩号为K354+548.000。该隧道原设计净空尺寸按一般二级山岭重丘标准设计,隧道宽为7m+2×1m。该隧道穿越山体表层厚为0.5~1.4m的坡残积土,下部为弱微风化碎斑熔岩,洞身岩体较为完整。进出口端围岩级别均为III级,中间段围岩级别为II级。该隧道原施工过程衬砌结构采用复合式曲墙衬砌,拱与边墙为单心圆,半径为4.9m,衬砌厚度分别为45cm、40cm以及35cm三种。隧道进口仰坡采用喷水泥砼 (厚5cm)处理,出口采用自然坡,局部浆砌片石防护。洞门采用端墙式,两侧浆砌片石护墙,洞门外露均用花岗岩细凿料石镶面,增加美观,如图1所示。

3 隧道病害现状及成因分析

为全面了解隧道病害情况,2013年武夷山市交通局组织对小浆隧道的裂缝位置、部位、倾角、长度、宽度、形态和渗漏水等情况进行了现场调查,发现该隧道的衬砌质量出现了不同程度的病害,主要表现在以下方面:

观察组患者术后引流管留置时间、镇痛时间及下床时间均较对照组显著缩短,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

图1 小浆隧道现状示意图

衬砌出现多条纵、斜、环向裂缝,且部分裂缝伴有渗水;局部衬砌背后存在空洞;局部衬砌表面砼剥落露筋;出口处衬砌大面积渗水。小浆隧道病害示意图如图2所示。

病害主要成因分析:

(1)衬砌:裂缝可能与施工过程中隧道欠挖,衬砌及拱圈混凝土浇捣后,由于混凝土厚度不均匀,引起收缩应力集中,在薄弱处发生裂缝变形;部分段落存在二次衬砌混凝土厚度不足、衬砌背后脱空、超挖回填不密实等也是导致二次衬砌混凝土开裂的原因,同时也与围岩压力不均匀、不均匀沉降和渗漏水等有关。

(2)隧道渗水可能与衬砌防排水设施设置不规范等有关。

(4)重新浇筑二衬砼;

4 治理对策

针对隧道衬砌方面的主要病害,并结合规范要求,提出治理方案如下:

4.1 无渗水裂缝的处治

对此类裂缝仅进行表面封闭:先剔除砼表面抹灰层,并用机械方法打磨平整。若表面残留有轻度油污,可用丙酮擦拭干净。涂刷低黏度改性环氧底胶。涂刷时,应使胶液在混凝土 表面充分渗透。微裂缝内应含胶饱满,必要时可沿裂缝多道涂刷。在底胶干后,使用改性环氧胶水泥修补砼表面缺陷。

图2 小浆隧道现状病害示意图

表1 无渗水裂缝处治方案

缝隙类型 裂缝宽度W 病害处治方案纵、斜、环向无渗水裂缝 W<0.2mm 表面环氧封闭处理环、斜向无渗水裂缝 W≥0.2mm 埋管灌浆处理纵向无渗水裂缝 W≥0.2mm 埋管灌浆处理

(5)注浆材料采用1∶1水泥浆,配合比可在实际施工中适当调整,注浆压力应小于20MPa,且注浆应根据空洞实际情况分层进行。

(1)裂缝宽度为 W<0.2mm,无渗水裂缝的修复。

(1)对于无渗水的裂缝,根据裂缝宽度,对衬砌裂缝类以0.2mm缝宽为界采取不同的修复方案,如表1所示。

(2)裂缝宽度为W≥0.2mm,无渗水的环、斜、纵向裂缝对此类裂缝采用埋管灌浆处理:

为加固围岩、改善衬砌受力状态,对于隧道衬砌背后的空洞或松散填充物进行回填处理。施工前应根据检测报告提供的空洞位置,进一步探明空洞的实际情况,对一般的初支回填不密实采用注浆回填措施处理病害,对存在的较大空洞采用泵送混凝土分层回填,一次回填厚度不得大于10cm,回填总厚度不大于原设计二衬厚度,对于局部脱空和较小空洞采用注浆回填的方式处理。具体处治步骤如下:

②在槽里裂缝表面进行骑缝钻孔,作为注浆导向孔。沿缝钻孔,一般孔深1cm,孔径1cm,孔距50~80cm。

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③用0.2MPa以上气压的压缩空气清除裂缝、钻孔内的灰渣和浮尘;沿槽长范围内表面用丙酮进行清洗去污,并注意不得堵塞裂缝。

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④在骑缝埋孔设一根L=20cm、Φ10mm注浆钢管并使其固定,然后沿槽涂刷环氧树脂砼,确保压浆压力作用下,封口密闭,且不得堵塞注浆孔和堵缝。

⑤在环氧树脂砼固结强度达到规范要求后,方可对注浆钢管进行注浆;在压力注浆时,应保证压浆头与注浆钢管密贴不漏气;注浆压力应严格控制,进浆通畅时压力宜控制在0.3~0.4MPa,进浆难时宜控制在 0.6MPa;注浆结束后,有注浆管的割掉注浆管外露部分

本文采用低模式损耗、阶跃型两模光纤模型,传输时不采用模分复用技术,而是直接将耦合入少模光纤的光送入少模前置EDFA中放大,可忽视模间串扰.其纤芯直径为18 μm,波长λ=1 550 nm,归一化频率为3.79,大于2.405,小于3.832,因此该少模光纤在1550 nm波段可支持两种LP模式,即为式(4)、(5)代表的LP01模,以及LP11模的两种简并形式(LP11a模和LP11b模)[17].将式(3)~(6)代入式(2)、(7),可得到空间光到两模光纤的耦合效率与相对孔径D/f的变化曲线.

4.2 有渗水裂缝的处治

对于有渗水的裂缝,根据裂缝形态、方向等,制定病害修复方案,如表2所示。

表2 有渗水裂缝处治方案

缝隙类型 病害处治方案环、斜向有渗水裂缝 沟槽法处理纵向有渗水裂缝 沟槽法处理

对此类裂缝采用沟槽法处理:

(1)沿裂缝延伸方向凿上宽15cm、下宽20cm。若裂缝深度大于20cm时,槽深H为二次砌厚度的一半;若裂缝深度小于20cm时,槽深H为裂缝深度。凿槽长度由裂缝最高点向上延伸10cm和裂缝最低点延伸电缆沟底而定。裂缝凿槽过程中,环向钢筋不截断 。

7月26日,经过连续灌注混凝土597立方米,22个小时不间断作业,连淮扬镇铁路五峰山长江大桥南主塔上横梁第二次混凝土浇筑顺利完成。

(2)用0.2MPa以上气压的压缩空气清除、裂缝、钻孔内的灰渣和浮尘;沿槽长范围内表面用丙酮进行清洗去污,并注意不得堵塞裂缝;然后埋设φ10cmPVC半排水管,待排水管固定后沿槽缝填充凝、防水、附着性强及耐久性强的水泥砂浆。

(3)当防水水泥砂浆强度达到规范要求时,在槽深10cm处对凿槽两侧涂高1cm、宽2cm的遇水膨胀止水膏,确认混凝土和遇水膨胀止水膏间是否有无缝隙,存在缝隙时用抹子抹平,遇水膨胀止水膏施工后至表面硬化需要约24h,在遇水膨胀止水膏表面硬化完全达到指触干燥后,才可以进行填充环氧树脂砼。施工中应注意保护遇水膨胀止水膏不要浸水,遇水膨胀止水膏的技术指标按国标执行。

4.3 衬砌背后空洞病害的处治

①沿裂缝延伸方向凿上宽9cm、下宽13cm。若裂缝深度大于10cm时 ,槽深H为10cm且埋设φ10mm注浆钢管;若裂缝深度小于10cm时,槽深H为裂缝深度,不埋设φ10mm注浆钢管。凿槽长度为裂缝起止点各向外延伸10cm。

水轮发电机组振动在线监测与故障诊断是一个复杂而庞大的系统工程。在信息技术飞速发展下,为机组运行状态实时监测和故障诊断创造了有利条件,使定位机组故障位置,维护、检修、更换机组设备操作向综合化、智能化、网络化方向发展,提高了维修性,确保了机组运行的安全性与可靠性,为实现水电站和电力企业最大化经济效益奠定了基础。

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(2)对空洞进行注浆回填处理;

(3)在小导管注浆处挖凿30cm×30cm的二衬砼,注意不要进一步破坏老防水板;用一块比二衬砼挖凿处略小的防水板进行贴补;

因此一方面对新建、改建110kV及以上的线路参数,要求按照有关基建工程验收规程的规定,在设备投入运行前进行实际参数测试;二方面进一步加强全网主变中性点接地方式的管理;三方面根据双侧电源复杂电网的线路零序电流保护中,零序电流I段作为速动段保护,对于超短线路(2km以下)及短线路(10km以下)宜退出运行的规定,建议将110千伏乃嘎I线、夺城线、柳西双线等长度15km以内共计12条线路的零序电流I段保护功能退出运行。

无渗水裂缝修复施工方法及要求如下:

(1)施工前根据检测报告提供的空洞位置,进一步探明空洞的实际情况;

4.4 二衬砼表面剥落、蜂窝麻面、钢筋外露锈蚀等的处治

(1)将缺陷部位表层的松散混凝土凿除,露出新鲜混凝土,并进行凿毛处理;

(2)根据现场实际情况涂抹环氧砂浆至设计厚度;(3)在修补表面涂抹一层与原结构砼颜色相近的改性环氧砂浆,进行加封。

4.5 洞口漏水的处治

该隧道进、出洞口漏水较为严重,拟定在洞口上方设置截水沟的处治方案。沟断面可采用矩形断面,尺寸采用60cm×60cm。

无陪护护理模式即病患住院治疗中无家属的陪护,均由护理人员替代家属对病患给予生活与疾病上的多方护理。现今,因护理模式的转变与发展,临床在该疾病治疗上倡导采用无陪护护理模式,故而本文中我院对20例长期住院老年精神分裂症患者实施无陪护护理后危险事件发生率、焦虑情绪评分均低于干预前,差异有统计学意义(P<0.05),足以看出无陪护护理的使用可促患者心理需求得到满足,达到危险事件的有效防控。故而我们建议对长期住院老年精神分裂症患者实施针对性药物治疗与无陪护护理模式,提高护理管理质量。

小浆隧道维修加固完后断面示意图如图3所示。

图3 小浆隧道维修加固后示意图

5 结语

小浆隧道衬砌病害处理完成后,经过近5年运营期的不定期观测,证明衬砌病害治理效果较好,达到原设计处治方案的目的,未发现新的病害出现。这次小浆隧道病害治理过程中,有几点比较深的体会:

(1)由于要求边保畅通边施工,增加了隧道衬砌病害治理的难度,这就要求工程技术人员要编制实用的交通导行方案和应急方案,一旦堵车情况发生,即可即时采用应急预案处理。

(2)确定合理的施工方案,必要时应召开专家会议,细化方案并进行比选。隧道衬砌病害治理的工作必须要瞻前顾后,不可盲目进行。

模拟过程中,选用PR-BM物性方程计算物流热力学性质,依据 Gibbs自由能最小原则,假设所有反应均达到化学平衡和相平衡。反应器选择RGibbs模块、分离器选择Sep模块和SSplit模块。

(3)衬砌病害治理工作要稳重求快。一旦方案确定,要立即调集人员、材料,处理时要连续施工,步步为营、环环相扣。

(4)在运营时注意加强对隧道各受理控制界面等重要部件的检查和养护,建立永久性控制监测点,定期观测。

总而言之,公路隧道是一项复杂且系统的工程,不仅施工难度大、影响因素多,在使用阶段还极有可能产生各种病害。基于此,为有效防止病害的产生,需先对病害成因进行深入的分析,再根据病害的程度和类型,选择有效的治理措施,将病害造成的影响与损失降低到最小限度,确保隧道通行安全、通畅。

ATB宜使用机制砂作为细集料,所选用的天然砂或机制砂应干燥洁净、粗糙、无杂质,且应具有适当颗粒级配,与沥青黏附性较好,本文采用的细集料技术指标如表2所示。

参考文献

[1]蒲春平.隧道衬砌的裂缝与渗水及其整治研究[D].上海:同济大学硕士论文,1998.

[2]李治国,张继奎.病害隧道调查及裂缝治理技术[J].现代隧道技术,2002(增刊).

[3]JFG F60-2009,公路隧道施工技术规范[S].

[4]GB 50367-2013,混凝土结构加固设计规范[S].

吴瀚
《福建交通科技》 2018年第02期
《福建交通科技》2018年第02期文献

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