公路隧道施工技术讲座(程崇国)ppt课件.ppt

学术交流,公路隧道常见质量问题,教授级高级工程师 院隧道专业首席专家 重庆市设计大师 联系电话: 18008377165 023-62653439 传真： 023-62653128,程崇国,2015.04.21,1959年9月生 重庆市人1982年毕业于重庆建筑工程学院地下建筑专业 学士中国土木工程学会隧道与地下工程分会理事；中国公路学会隧道工程分会理事；重庆市授予：“重庆市优秀专业技术人才” 。享受国务院“特殊政府津贴”专家参与公路隧道设计规范、公路隧道施工技术规范公路水下隧道设计规范的编写。,程崇国,专业方向：地下工程结构、隧道勘察设计，科研，施工控制,主要成就: 从事隧道专业技术工作30多 年。主持或参与了勘察设计项目30多项；科研项目10多项；工程咨询、隧道施工控制近20项，获各类科研成果21项，发表论文20篇。,招商局重庆交通科研设计院有限公司,过去单位名称“交通部重庆科学研究所”，成立於1965年5月，系直属交通部管理的正厅级科研事业单位。2000年转制为科技企业，整建制进入招商局集团。是中央在渝科研单位和甲级勘察设计院，是国家山区公路工程技术研究中心和隧道建设与养护技术交通行业重点实验室的依托单位。我院主要从事公路行业与市政行业的道路工程、桥梁工程、隧道工程、交通工程、轨道交通、等领域的科研开发、勘察设计、试验检测等。我院也是中国公路隧道分会挂靠单位。,公路隧道施工常见的质量问题,1、我国公路隧道建设概况2、隧道施工技术特点3、新奥法基本概念4、隧道施工技术特点5、我国公路隧道常见病害6、超挖和塌方面处理,概述,第一部分,1.1 公路隧道简史,世界上最古老的公路（道路）隧道是公元初在罗马的那不勒斯挖成的波西利波岩洞，长约1公里，无衬砌，至今还在运用。至20世纪90年代前，世界上最长的道路隧道为穿越瑞士阿尔卑斯山的圣哥达公路隧道，全长16.3km。于1970年5月5日开工，于1980年建成，用了10年时间。,1.1 公路隧道简史,目前世界最长的公路隧道，是位于挪威西部地区的洛达尔隧道，全长24.51km，单洞双向行驶。于1995年3月开始动工兴建，2000年11月27日正式通车目前世界建设规模最大的公路隧道是我国秦岭终南山公路隧道，全长18.02km，双洞四车道，长度居世界第二 我国台湾省2006年6月16日建成通车的雪山公路隧道，长度12.9km，双洞四车道，中间设有平行导坑12.9km,1.2 我国公路隧道发展概况,1949年以前，中国仅有7座道路隧道，总长897m,最长的不过200m，多为单车道，无衬砌或采用条石、砖进行衬砌。如，建于抗战时期的重庆山洞隧道。,大连的早期隧道,新中国成立后的30年间，我国共建成公路隧道225座，总长42km。较长的隧道有：重庆市歌乐山隧道，长706m 、河南辉陵向阳公路隧道，长1400m 。 进入80年代，改革开放初期，公路隧道的建设开始加速，甘肃七道梁隧道、新疆天山公路铁力买提隧道等。到1990年底，我国建成的千米以上的隧道已有十余座，长度约150km。,1.2 我国公路隧道发展概况,从上个世纪90年代后公路隧道进入了高速发展时期。出现了以成渝高速公路中梁山隧道为代表的长大公路隧道,2000年以后又修建了福建美狐岭隧道、湖南铁峰山隧道、秦岭终南山隧道、重庆方斗山隧道、厦门翔安隧道等长大公路隧道。 2012年底全国公路总里程达423.75万公里，比上年末增加13.11万公里。全国高速公路里程达9.62万公里，比上年末增加1.13万公里。等级公路里程360.96万公里，比上年末增加15.60万公里 。二级及以上公路里程50.19万公里，增加2.83万公里 全国公路隧道为10022处、8052.7公里，比上年末增加1500处、1799.3公里。其中，特长隧道441处、1984.8公里，长隧道1944处、3304.4公里。,1.2 我国公路隧道概况,1.2 我国公路隧道发展概况,1.2 我国公路隧道发展概况,近10年来一大批重大科研项目和重大公路隧道工程的完成表明我国特长公路隧道建设与运营的技术已经取得了很大发展，公路隧道的设计水平已接近国际先进水平，部分达到国际先进水平，施工技术有了重大进步。,1.2 我国公路隧道发展概况,公路正持续不断地向山区延伸、平原和沿海地区的水下隧道也方兴未艾，公路隧道建设这几年的增长量每年达1000多公里。隧道长度由90年代初的3公里，发展到现在的7、8公里，甚至10、12、18公里的超特长隧道。从隧道的形式上看，从过去的2车道隧道到今天的3车道隧道、4车道隧道；隧道的结构型式有连拱隧道、小间距隧道、分岔隧道。还有如“地下立交结构”、“桥隧混合结构”、“匝道进洞” 等。公路隧道的改建扩建工程也逐年增加。 公路隧道建设还将持续高速发展。,公路隧道标准断面,1.2 我国公路隧道发展概况,2车道 A=63m2高宽比=0.67,3车道 A=96m2高宽比=0.54,4车道 A=136m2高宽比=0.48,连拱隧道,小净距隧道,1.2 我国公路隧道发展概况,公路隧道标准断面,2车道隧道,2车道隧道,3车道隧道,3车道隧道,4车道隧道（深圳雅宝）,1.2 我国公路隧道发展概况,连拱隧道,小净距隧道,喷射混凝土,预制混凝土构件,拱墙混凝土衬砌,仰拱混凝土衬砌,仰拱填充混凝土,隧道基本构造,围岩,隧道洞内匝道,隧道洞内匝道,1.2 我国公路隧道发展概况,公路隧道由于其特殊的运营环境和运营条件，根据隧道不同长度、不同交通组成、不同交通量，需要配备必要的交通工程设施、管理设施、和防灾救援设施等。长度大于150m的高等级公路隧道需设置照明 ；等级低于二级公路，长度大于200m的隧道需设置照明 。大于1000m的隧道需设机械通风；大于5000m的隧道一搬需设采用分段通风（竖井或斜井）。,隧道洞内照明设施,消防设施,消防设施,照明设施,隧道洞内设施,隧道洞内设施,广播系统,通风设施,横通道,隧道监控设施,隧道洞内设施,隧道施工技术特点,第二部分,2、隧道施工技术特点,2.1 隧道施工是在有原始应力场的介质内构筑结构，即:“先有荷载，后有结构”。2.2 隧道工程结构的受力是不确定的。2.3 隧道开挖方法、支护时间、支护刚度对结构受力影响很大。2.4 设计是以工程类比为主、计算为辅，实行动态设计。2.5 隧道施工环境恶劣，能见度差、空气质量差、噪音大。影响工人的工作情绪和技能发挥。2.6 施工作业空间小，各工序干扰大。,2、隧道施工技术特点,2.7 隧道不可预见的因素较多。2.8 施工水排水困难、泥浆难以清除，影响结构质 量。2.9 施工工人技术水平普遍低。2.10 隧道工程大部分是隐密工程，各工序过程检查力度不 够、 有些还没有有效的检测手段，工程隐患难以发现。2.11 建成后的隧道只有一个可视面，工程质量难以通过表面发现问题、进行评价，表面显示出来的问题，不易判断问题的实质。,第三部分,新 奥 法,3、新 奥 法,3.1 新奥法的基本概念 3.2 新奥法的力学特征 3.3 新奥法的设计原则 3.4 新奥法及其技术特点3.5 新奥法与喷锚支护的关系3.6 喷射混凝土的作用3.7 锚杆的作用3.8 隧道施工顺序和要求,3.1 新奥法的基本概念,新奥法是由奥地利的一位地质学家-拉布西维兹 （ L. V. RABCEW ICZ）在50年代总结了前人的经验，提出来的一套隧道设计、施工技术。 是新奥地利隧道施工方法的简称,它的英文名字是 (New Austrian TunnelingMethod) , 简写（NATM） 新奥法不是能用一句话能回答的，他是一种设计施工思想、概念，一套方法。,3、新 奥 法,3.1 新奥法的基本概念,新奥法的核心是：最大限度地利用和发挥围岩的自承能力，围岩不仅仅是荷载，也是结构的一部分，很多时候是结构的主要部分。 在整个工程的设计、施工过程中，以利用和发挥围岩的自承能力为基本出发点，采取各种工程措施，使围岩成为隧道承载体系的一部分。,3、新 奥 法,3.1 新奥法的基本概念,新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自稳能力为基本出发点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时地对围岩进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工的方法。,3、新 奥 法,3.2 新奥法的力学特征,圆形洞室计算简图,3、新 奥 法,3.2 新奥法的力学特征,围岩位移及支护抗力特征曲线,3、新 奥 法,3.2 新奥法的力学特征,通过上面分析我们可以认识到：1）围岩所需的支护抗力是变化的,他与岩体本 身性质、结构刚度和支护时间有关；2）隧道围岩变形是岩体内能量的释放过程。 要允许围岩产生一定变形，释放一定能量。3）隧道围岩壁面的变形速度是判断（内空变位 量的大小、变化速率）洞室能否稳定重要指 标。,3、新 奥 法,3.2 新奥法的力学特征,实际施工中，要及时进行初期支护，封闭围岩，但刚度不能太大，很多时候要分几次施作初期支护，要让围岩在有控制的条件下变形。通过对围岩变形的监测，掌握洞室周边位移、支护变形情况，观察位移和变形是趋于稳定还是在发展来决定下一步的处理措施，进行第二次、第三次初期支护、决定二次衬砌施作时间。 若围岩变形没有趋于稳定的迹象，应加强初期支护，或提早施作二次衬砌。,3、新 奥 法,3.3 新奥法的原则,1）最大限度地利用和发挥围岩的自承能力2）隧道的支护结构，是要解决如何有效地控制变形问题。3）要允许围岩有一定的变形（也包括结构的变形），不要试图阻止围变形，使支护承受过大压力； 要限制围岩变形，防止围岩过大变形， 发生垮塌。 4）应在适宜的时机，构筑适宜的支护结构，避免在围岩中出现不利的应力状态。 5）要早支护、柔支护，不能顶着干！,3、新 奥 法,3.4 新奥法的原则,6）要求支护结构与围岩密贴、尽早地封闭，保证支护结构与围岩共同工作。7）通过现场监控量测，掌握围岩应力状态和围岩、支护变形发展趋势，及时调整支护参数，力求获得最适宜的支护结构。8）根据隧道围岩力学概念和原则，进行隧道的设计和施工，要有效地、充分地利用围岩天然的自承能力，保证隧道结构安全、节省工程费用。,3、新 奥 法,3.5 新奥法技术要求,1）要求采用光面爆破（开挖面平顺）断面轮廓尽量圆顺，避免应力集中，减少对围岩的扰 动2）初期支护要及时施作、紧贴围岩、及早封闭岩面（封闭成环）、与围岩共同工作；3）开展现场监控量测工作，掌握围岩动态；4）根据现场量测结果，确认和修改支护参数，调整施工方法，确定二次支护施作时间。,3、新 奥 法,3.5 新奥法技术特点,1）动态设计、动态施工（至施工方法整）；2）考虑预留变形量；3）强调施工方法与施工顺序；4）“理论导向、测试定量、经验判断”。,3、新 奥 法,3.6 新奥法与喷锚支护的关系,1）喷锚支护不是新奥法。2）喷锚支护是目前 最简便、最经济、最有效的快速柔性支护结构、是利用和发挥围岩的自承能力最主要的、最有效的支护手段；3）喷锚支护是一种加固围岩、抑制围岩变形、利用和发挥围岩自承能力的衬砌形式，具有支护及时、柔性、紧贴围岩、与围岩共同变形等特点。,3、新 奥 法,隧道支护衬砌要求,第四部分,4.1 喷射混凝土支护,4.1.1 喷射混凝土的作用机理 1）喷混凝土特点： a) 喷射混凝土支护、施作速度快、早期强度高、密实度好、与隧道围岩紧密粘结的突出优点。 b) 隧道开挖后及时施作喷混凝土支护，可以起到封闭岩面、填充坑凹及缝隙、防止围岩风化松动、维护和提高围岩的整体性、帮助围岩发挥自身的结构作用、调整围岩应力分布，防止应力集中，控制围岩变形，防止掉块、坍塌作用。,4、支护与衬砌,2）喷混凝土作用：,增加了围岩切向方向的约束力，使围岩与喷层共同作用。,a.粘接作用,4.1 喷射混凝土支护,4、支护与衬砌,b.弯曲压缩作用 由于向内产生径向变位受到弯曲压缩，对围岩施加了径向约束力。,2）喷混凝土作用：,4.1 喷射混凝土支护,4、支护与衬砌,4.1 喷射混凝土支护,2）喷混凝土作用：,c.抗剪切作用,4、支护与衬砌,4.1 喷射混凝土支护,d. 楔效应，嵌入岩缝。 e. 减少局部集中应力。 f. 防止发生风化。,2）喷混凝土作用：,4、支护与衬砌,4.1 喷射混凝土支护,喷射混凝土厚度不应小于50mm.4.1.2 喷混凝土检查 1）喷射混凝土强度； 2）喷射混凝土厚度； 3）喷射混凝土背后空洞、与围岩的密贴情况。 4）喷射混凝土与围岩的粘结力；,4、支护与衬砌,4.2 锚杆支护,锚杆是一种锚固在岩体内部的杆状体，是通过锚入岩体内部的锚杆，与岩体融为一体，利用锚杆的悬吊作用、组合拱作用、缝缀作用、挤压作用，将围岩中的节理、裂隙窜为一体，约束围岩内部和周边变位，达到改善围岩的受力状态，实现加固围岩、维护隧道稳定的作用。在软弱围岩中起到改善其物理力学性能的作用。,4、支护与衬砌,4.2 锚杆支护,4.2.1 锚杆的作用,1）悬吊作用把可能掉下来的岩块固定起来,4、支护与衬砌,4.2 锚杆支护,4.2.1 锚杆的作用 2）组合梁作用把岩体叠合组成组合梁（锚杆群）,4、支护与衬砌,4.2 锚杆支护,4.2.1 锚杆的作用,4、支护与衬砌,3）缝缀作用增加整体性（即增加缝隙之间的摩擦力）,4.2 锚杆支护,4.2.1 锚杆的作用,4、支护与衬砌,4）内压作用向围岩施加经向的约束压应力,4.2 锚杆支护,4.2.2 锚杆的质量检查 1）锚杆有效锚固深度；（锚杆杆体材料、锚杆杆体长度、锚固砂浆强度、锚固砂浆饱满度） 2）锚杆间距，锚杆打设方向。,4、支护与衬砌,4.3 钢筋网支护,4.3.1 钢筋网支护作用钢筋网是被包裹在喷混凝土内，与喷混凝土一起工作，钢筋网的作用，是提高喷混凝土抗裂性能、提高喷混凝土抗剪强度和韧性。帮助喷混凝土更好地发挥柔性支护特性。,4、支护与衬砌,4.3 钢筋网支护,4.3.1 钢筋网支护检查1）钢筋直径，符合设计要求；（6.5、8）2）钢筋网间距，符合设计要求； （150150、 250250）3）钢筋网钢筋的搭接长度； （是30倍钢筋直 径或一个网格尺寸）4）钢筋网距岩面的距离（不大于3cm）。,4、支护与衬砌,4.3 钢架支护,4.4.1 钢架支护作用钢架支护能快速发挥较强的支护能力，在喷混凝土、锚杆强度出现强度之前，约束围岩的位移，承受大部分的荷载。控制围岩变形和松弛的发展。钢架支护被喷混凝土包裹后发挥整体受力效果。,4、支护与衬砌,4.4 钢架支护,4.4.1 钢架支护检查 1）钢架截面高度或型钢型号 2）钢架主钢筋和腹筋直径 3）钢架几何尺寸 4）钢架焊接 5）钢架连接板 6）安装间距 7）垂直度（小于2o） 8）钢架混凝土保护层厚度临空一侧不小于 20mm,4、支护与衬砌,4.5、二次模注混凝土衬砌,4.5.1 二次模注混凝土衬砌作用1）二次模注混凝土衬砌是刚性衬砌，具有较 高的承载能力，是主要的永久支护结构和 维护结构。2）二次模注混凝土衬砌包括拱、墙和仰拱。 一般情况下是等截面 、特殊情况下采用 变截面,4、支护与衬砌,初期支护,锚杆,二次衬砌,仰拱衬砌,仰拱填充,围岩,4.5 二次模注混凝土衬砌,4.5.2 二次模注混凝土衬砌施作时间 1） 围岩及初期支护变形基本稳定以后施作，是很理想的情况。这时二次衬砌基本不受力。 2） 浅埋段、塌方段、土层围岩及软弱围岩段等，初期支护及围岩变形不能稳定或稳定时间较长（1530天），除加强初期支护外，应提前施作二次衬砌；,4、支护与衬砌,4.5 二次模注混凝土衬砌,4.5.2 二次模注混凝土衬砌施作时间 3） 膨胀性围岩、高地应力地段:不能过早施作二次衬砌；应让地应力充分释放。 4） 多数情况下，二次衬砌距掌子面的距离不超过100m为好。 5）塌方地段、土质地层，二次衬砌尽可能跟进，距掌子面的距离不超过30m。,4、支护与衬砌,11、二次模注混凝土衬砌,4.5.3 二次模注混凝土衬砌检查： 1） 事前检查（影响混凝土的厚度）： 开挖净空检查、防水板松紧检查； 2） 尺寸检查: 衬砌成形后，衬砌内空、断面尺寸检查。 3） 浇筑质量检查： 振捣密实度、背后空洞、拱顶灌注密实度、超挖回填,4、支护与衬砌,4.6、隧道支护施工顺序,顺序1：初喷（4cm） 打锚杆 挂钢筋网 复喷（1-3次达到设计厚度） 二次衬砌,4、支护与衬砌,4.6 隧道支护施工顺序,初期支护与围岩之间的要求（1）,4、支护与衬砌,4.6 隧道支护施工顺序,初期支护与围岩之间的要求（2）,4、支护与衬砌,4.6 隧道支护施工顺序,顺序2：初喷（4cm） 打锚杆 挂钢筋网 立钢拱架 复喷（1-3次达到设计厚度） 二次衬砌,4、支护与衬砌,4.6 隧道支护施工顺序,顺序3：初喷（4cm） 挂钢筋网 立钢拱架 复喷（1-2次） 打锚杆 再复喷（2cm） 二次衬砌,4、支护与衬砌,4.6 隧道支护施工顺序,初期支护与围岩之间的要求（3）,4、支护与衬砌,4.6 隧道支护施工顺序,初期支护与围岩之间的要求（4）,4、支护与衬砌,重庆歌乐山隧道，洞身全部采用喷锚支护,4.7 初期支护施工要求,4、支护与衬砌,设计规范对钢筋网的规定：8.2.2 钢筋网喷射混凝土设计应符合下列规定： 1 钢筋网网格应按矩形布置，钢筋间距宜为 150mm300mm。 2 钢筋网钢筋的搭接长度应不小于30d（d为钢筋直径）。 3 钢筋网喷射混凝土保护层厚度应不小于20mm，当采用双层钢筋网时，两层钢筋网之间的间隔距离应不小于60mm。,4.7 初期支护施工要求,4、支护与衬砌,设计规范对钢筋网的规定：8.2.2 钢筋网喷射混凝土设计应符合下列规定： 4 单层钢筋网喷射混凝土厚度不得小于80mm，双 层钢筋网喷射混凝土厚度不得小于150mm。 5 钢筋网应配合锚杆一起使用，钢筋网宜与锚杆绑 扎连接或焊接。,4.7 初期支护施工要求,4、支护与衬砌,施工规范对钢筋网的规定：8.4 钢筋网8.4.1 钢筋网材料应满足设计要求，钢筋网钢筋使 用前应调直、清除锈蚀和油渍。,4.7 初期支护施工要求,4、支护与衬砌,施工规范对钢筋网的规定：8.4.2 钢筋网安装应符合下列规定： 1 应在初喷一层混凝土后再进行钢筋网铺设。 2 采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层 钢筋网被喷射混凝土全部覆盖后进行铺挂。 3 钢筋搭接长度不得小于30d(d为钢筋直径)， 并不得小于一个网格尺寸。 4 钢筋网应与锚杆或其他固定装置连接牢固。 5 钢筋网应随受喷岩面起伏铺设，与受喷面的最 大间隙不宜大于30mm。,4.7 初期支护施工要求,4、支护与衬砌,4.7 初期支护施工要求,初期支护与围岩之间正确做法（1）,先初喷后挂网，钢筋网随岩面凹凸起伏敷设,4、支护与衬砌,初期支护与围岩之间正确做法（2）,4.7 初期支护施工要求,先初喷、后挂网钢筋网，钢筋网随岩面凹凸起伏敷设,4、支护与衬砌,钢筋网随岩面凹凸敷设,4.7 初期支护施工要求,4、支护与衬砌,4.7 初期支护施工要求,初期支护与围岩之间正确做法（3）,先初喷后挂网立拱架再复喷,4、支护与衬砌,4.7 初期支护施工要求,初期支护与围岩之间正确做法（4）,先初喷后挂网立拱架再复喷,4、支护与衬砌,4.7 初期支护施工要求,日本做法,初期支护正确做法（5）,初期支护正确做法（6）,日本做法,4.7 初期支护施工要求,我国公路隧道常见质量问题,第五部分,5.1 我国公路隧道病害现状,1） 我国地域自然条件差异较大, 隧道穿越山体的工程地质及水文地质条件复杂多变，隧道受设计和施工技术条件的限制，从已建成的公路隧道看，衬砌渗漏水、衬砌开裂、衬砌拱背空洞、衬砌厚度不够、衬砌混凝土掉块、路面底鼓、路面开裂、路面冒水等现象较为严重。 2） 我国目前有些公路隧道处于病害发育的亚健康状态，从检测的隧道统计有约12%的隧道评为A或A+，很多隧道养护维修的任务相当繁重。,5、隧道病害,衬砌开裂,衬砌开裂,衬砌开裂,衬砌开裂,渗 漏 水,开裂、渗漏水,渗 漏 水,渗 漏 水,渗 漏 水,寒冷地区衬砌冰凌,混凝土劣化,衬砌背后空洞,衬砌厚度不够,衬砌背后空洞,衬砌掉块,路面开裂,路面隆起,路面隆起,电缆沟盖板抬起,路面冒水,路面冒水,排水沟堵塞,排水沟破损,主要技术成果,暴雨灾害,暴雨灾害,暴雨天气造成的危害,暴雨灾害,120,排水沟排水能力不够、堵塞，隧道被水浸泡,暴雨天气造成的危害,5、隧道病害,121,暴雨天气使运营中的隧道内出现突水，造成交通事故,地震灾害,隧道洞口段，山体出现开裂、滑动、滚石,地震灾害,隧道洞口段山体崩塌、滑动、滚石,地震灾害,地震灾害,洞门墙出现开裂、裂缝、倾斜、沉降,日常养护差,被杂物堵塞的路缘边沟,日常养护差,边沟堵塞,日常养护差,5.2 公路隧道病害原因分析：,上述病害现象产生的原因主要有以下几个方面： 5.2.1 设计原因 5.2.2 施工原因 5.2.3 材料原因 5.2.4 技术原因,5、隧道病害,5.2 公路隧道病害原因分析：,5.2.1 设计原因,隧道位置不好,隧道顺沟布设,选择垭口穿越山体,5.2 公路隧道病害原因分析：,5.2.1 设计原因,陡倾岩层的山体，隧道顺岩层走向布线,5.2 公路隧道病害原因分析：,5.2.1 设计原因,连拱隧道：1）整体式中墙2）中导洞在路线线位置布置,构造设计不合理,5.1 公路隧道病害原因分析：,5.2 公路隧道病害原因分析：,5.2.1 设计原因,连供隧道中导洞应该偏移中线布置,连供隧道应该采用复合式中墙，改善受力条件，优化防水构造。,5.2 公路隧道病害原因分析：,路面边沟应顺路沿,这样的情况应增设仰拱,5.2.1 设计原因,管棚超前支护，钢管内没有钢筋笼，导致断管,5.2 公路隧道病害原因分析：,5.2.1 设计原因,设计措施不当,构造设计不合理,5.2 公路隧道病害原因分析：,5.2.1 设计原因,排水设计不当，不设中心水沟或中心水沟断面过小、排水能力不够导致路面冒水,5、隧道病害,5.2.3 材料原因1）混凝土生产时原材料计量误差大，尤其是喷射混凝土外加剂掺加随意性大；2）配合比不准确；3）碎石、砂级配差，含泥量超标，碎石中石粉含量大；4）材料交叉堆放，没有很好的隔离措施5）采用劣质产品、假冒伪劣产品。,5.2 公路隧道病害原因分析：,不同规格材料相互交叉堆放,5.2.3 材料原因,材料应这样堆放,材料不能这样存放,材料不能这样存放,5.2.4 技术原因1）设计依据的围岩条件与实际不符，2）对隧道围岩地质条件的认识，个体差异大。3）隧道工程大部分属隐蔽工程，检测和补强困难。4）衬砌背后的盲管、盲沟无法检测、无法维修。5）二次衬砌混凝拱顶是否浇满不易发现。6）人员技术水平不够，不知道对与错，本来存在严重问题，认为是正常的。,5.2 公路隧道病害原因分析：,5.2.4 工艺原因1）欠挖或初期支护侵入衬砌限界，造成衬砌混凝土厚度不足，厚度严重不均匀；2）混凝土浇筑时不振捣或漏振，致使混凝土不密实。3）追求施工进度，拆模时间过早，使混凝土强度还未形成结构过早受力，造成衬砌开裂。4）脱模后没有进行混凝土的潮湿养护，造成开裂。,5.2 公路隧道病害原因分析：,5.2 公路隧道病害原因分析：,5.2.4 工艺原因5）衬砌边墙分次浇注、设矮边墙，增加纵向施工缝，边墙脚衬砌厚度不够。6）锚杆注浆工艺不能保证砂浆饱满；也没有很好的检查手段。甚至锚杆不打。7）隧道边墙与仰拱连接不好、或地基不均匀沉降，导致拱圈不均匀下沉。,5.2 公路隧道病害原因分析：,矮边墙带来的问题,5.2 公路隧道病害原因分析：,这样的模板台车需改进,不用先浇矮边墙,不用先浇矮边墙,不用先浇矮边墙,5.2.5 管理原因1）不知道哪些该检查？检查的重点是哪里？2）检查不及时，不到位。3）检查人员责任性不强，检查走过场。4）管不住。,5.2 公路隧道病害原因分析：,5、隧道病害,5.3 公路隧道结构常见的质量问题,1）初期支护不及时，围岩条件差的地段不及时封闭成环；2）初期支护不紧贴围岩，背后存在空洞、掺填片石；3）初期支护厚度不够（喷混凝土厚度）；4）钢拱架拱脚悬空、钢拱架连接不牢；5）钢拱架扭曲、翘曲、不在一个平面；,5、隧道病害,5.3 公路隧道结构常见的质量问题,6）钢拱架间距不均，不符合设计要求；7）钢筋网与围岩的距离过大；8）钢筋网钢筋没有搭接；网片最易出现，9）二次衬砌仰拱不成形，拱座连接不好；10）围岩欠挖衬砌厚度不够，11）拱顶混凝土没有灌到位、拱顶混凝土厚度不够；,5、隧道病害,5.3 公路隧道结构常见的质量问题,12）衬砌钢筋连接不规范，焊接质量差；13）防水板焊接不牢、破损；14）防水板夹在混凝土中间。破坏混凝土整体结构。15）排水管堵塞移位，导致排水不畅；16）衬砌止水条不嵌槽、止水条移位，；17）止水带倒转折曲。,5、隧道病害,问题一： 没有初喷,5、隧道病害,没有初喷,没有初喷,开挖岩面没有及时进行初喷,岩面要初喷,围岩开挖暴露后要象这样及时进行初喷,解决办法：加强技术培训、加强宣传、加强管理。,围岩进行初喷后，围岩可保持长期稳定。,围岩为泥岩，初喷后，可保持长期稳定。,问题二： 钢拱架拱脚悬空,5、隧道病害,格栅拱架,钢筋表面干净,灰尘表面钢筋,钢拱架拱脚悬空,纵向一次开挖支护长度过大,钢拱架歪斜、间距不均匀,钢拱架拱脚有部分悬空,钢架拱脚悬空,钢架基脚悬空,钢 架 基 脚 悬 空,钢 架 基 脚 悬 空,钢 架 基 脚 悬 空,不能把拱脚悬空部分用洞渣遮掩,钢架基脚正确作法,钢架基脚正确作法,钢架基脚正确作法,解决办法：控制一次开挖长度，缩短悬空时间；增加锁脚锚杆，或喷混凝土填实。,问题三： 下台（边墙）阶开挖距离过长 上台阶拱脚悬空 仰拱一次开挖距离过长 拱脚悬空,5、隧道病害,边墙一次开挖距离过长,一次开挖暴露长度达8m,拱脚悬空,预留马口台阶太小,拱脚对称开挖,钢架拱脚、基脚悬空一次开挖距离过长,钢架拱脚悬空、一次开挖距离过长,钢架拱脚悬空、一次开挖距离过长,仰拱开往一次开挖距离过长，不能忽视,仰拱一次开挖距离过长暴露时间过长,钢架基脚正确作法,在有钢架支护的地段都应控制边墙一次开挖长度,钢架基脚正确作法,钢架基脚正确作法,钢架基脚正确作法,拱脚设锁脚锚杆,问题四： 钢拱架偏移、倾斜,5、隧道病害,钢拱架偏移、倾斜,问题五： 钢拱架分段连接错误,5、隧道病害,不赞成工字钢采用简单对焊的连接,工字钢钢板正确连接,工字钢对焊后加邦焊稍好一些,格栅钢架钢筋与连接钢板不能简单对焊,格栅钢架与钢板焊接应采用U形钢筋帮焊,工字钢对焊带来的问题：一旦变形将立即丧失支撑能力,整体工字钢大变形还能发挥作用,问题六： 钢拱架间距不对,5、隧道病害,钢拱架间距不对,钢拱架间距不对,问题七： 初期支护背后填充和空洞,5、隧道病害,初期支护与围岩之间空隙,初期支护外面看上去平整，背后空洞。发生塌方更具突然性，危害很大。,初期支护与围岩之间空隙,初期支护与围岩之间空隙,5、隧道病害,危害大,5、隧道病害,应当这样做,5、隧道病害,初期支护与围岩之间填片石,初期支护与围岩之间填片石,5、隧道病害,初期支护与围岩之间填片石,初期支护与围岩之间填片石,这样的过程好,危害大,钢架喷混凝土与围岩接触应该有这样效果,初期支护厚度满足设计， 但钻孔发现超挖部分有填片石和不密实现。象,初期支护与围岩不密贴、初期支护背后存在空洞和填片石。,空洞、虚渣,空洞、片石,空洞、细密铁丝,教训，没有初期支护,教训，没有初期支护,问题八： 锚杆问题,5、隧道病害,砂浆不饱满， 锚杆中没有注入过水泥浆的痕迹,锚杆没有砂浆包裹,锚杆应该达到这样的效果,锚杆垫板没有紧贴喷层,锚杆垫板应该这样做。,5、隧道病害,中空锚杆外露端过长、锚固深度不够,锚杆布置方式正确,锚杆没有垫板,锚杆布置方式正确、但没有垫板,这是现场看到的锚杆，不对,组合锚杆,锚杆是要保证有效锚固长度,锚杆外露端锚头需加工螺纹，上垫板,问题九： 钢筋网预焊成片（钢筋网片） 钢筋网没有贴近围岩,5、隧道病害,不赞成：钢筋网预焊成片,钢筋网片与网片之间搭接不符合规范要求,钢筋网片与网片之间搭接不符合规范要求,没有初喷、钢筋网钢筋没有搭接,钢筋网的钢筋要像抗洪抢险的战士，手挽手相互依赖,钢筋网连接作用,钢筋网片：不能紧贴岩面、不能随岩面凹凸敷设，对围岩支护效果较差。,双层钢筋网顺序不对,应是敷设一层钢筋网喷一层混凝土后再敷设第二层。,钢筋网现场绑扎-贴近围岩,钢筋正确做法,钢筋网随岩面凹凸敷设,钢筋网正确做法,钢筋网随岩面凹凸敷设,问题十： 二次衬砌拱背空洞 厚度不够,5、隧道病害,二次衬砌拱顶混凝土没有填满，导致衬砌厚度不够、钢筋外露）,二次衬砌拱顶混凝土没有填满，导致衬砌厚度不够,二次衬砌拱顶混凝土没有填满，导致衬砌厚度不够,拱部欠挖造成的拱部衬砌混凝土厚度不够,二次衬砌混凝土厚度和密实性都很好。,二次衬砌拱顶混凝土可以灌满,问题十一： 二次衬砌混凝土出现间歇浇注,5、隧道病害,二次衬砌混凝土间歇浇注,问题十二： 仰拱座不规整，仰拱振捣不密实,5、隧道病害,仰拱浇成平底仰拱不成形,仰拱座不成形混凝土浇筑不密实,仰拱座不成形混凝土浇筑不密实,仰拱混凝土浇筑不密实,应当关模浇筑,仰拱错误做法： 初期支护喷混凝土采用和仰拱混凝土一次浇筑,仰拱错误做法： 仰拱和填充混凝土一次浇筑。 仰拱底超挖用洞渣回填。,仰拱错误做法：,仰拱一次浇筑段落过长。,已经不是仰拱,仰拱和仰拱填充带来的问题,仰拱要达到这样的要求,仰拱座不能这样,已开挖的仰拱应立即施作仰拱结构，不应用洞渣回填，作为临时洞渣转运场。,错误做法：,仰拱正确做法,仰拱关摸施工,二次衬砌边墙脚空虚,不设仰拱地段，隧道路面垫层下虚渣没有清理干净,问题十三： 二次衬砌钢筋,5、隧道病害,钢筋搭接不规范,钢筋调节器,钢筋搭接点间距过小,受力主筋钢筋在同一截面位置搭接,内外层钢筋间距过小,内外层钢筋间距过小,钢筋可用机械连接,钢筋正确搭接,衬砌钢筋位置定位不准确,矮边墙预留钢筋定位乱，预留搭接长度过短 应采用植筋重新排列，并保证钢筋布置位置准确；,需采取钢筋定位措施,钢筋保护厚度不够,问题十四： 排水盲管定位不准确、 排水盲管质量不好。,5、隧道病害,隧道复合式衬砌防排水系统,隧道排水系统直观图,隧道复合式衬砌防排水系统,排水系统图,排水盲管铺设应留出空间,排水盲管这样布置不妥,没完全包住排水管，容易造成排水管被混凝土堵塞；,应该把排水管包裹起来,弹簧排水盲管，没有定位卡条，会出现压瘪现象，失去排水空间。,应采用带限位卡条的弹簧排水盲管，,限位卡条,限位卡条,限位卡条,纵向排水盲管水孔太小，并应用无纺布包裹起来,水孔太小,纵向盲沟平面布设图,纵向排水管水平方向布设图,防水板连接处出现褶皱,防水板采用双缝粘结。,问题十五： 止水带安装没有正确定位,5、隧道病害,止水带不正确安装,止水带安装采用特制模板,止水带正确安装效果,问题十六： 路面问题,路面开裂,路面隆起,路面隆起,路面隆起,主要原因是仰拱没有作好。,边墙脚空虚,问题十七： 管棚质量,大管棚,大管棚,管棚构造,大管棚,管棚超前支护，钢管内没有钢筋笼，导致断管,大管棚,管棚超前支护，钢管内没有钢筋笼，导致断管,大管棚,管棚超前支护，钢支撑没有及时跟进，导致坍塌，管内有钢筋笼，钢管没有断。,大管棚,管棚超前支护，钢管内钢筋笼，但没有注浆,1、大管棚,大管棚,管棚超前支护 可能 没有做到位,大管棚,超前小导管中间断悬空,超前支护应与顶部围岩接触,超前小导管支护尾端没有支撑，起不到超前支护作用。,超前小导管环向间距过大；开挖进尺过大，钢架支护没有及时跟进,超前支护应当有这样效果,第六部分超挖和塌方面处理,隧道围岩坍塌具有 随机性 、模糊性、不可预见性,隧道开挖 围岩松动 围岩坍塌 加固处治,超挖,喷混凝土和锚杆的作用,塌方面用喷锚网支护,塌方面用喷锚网支护,塌方面用喷锚网支护,塌方面用喷锚网支护,隧道塌方面用喷锚网支护，保持了洞室的稳定。,隧道塌方边界用喷锚网支护，保持了塌方的稳定。,超挖处理,个人观点仅供参考谢谢！,