公路隧道衬砌裂缝病害的研究进展

・２６８・　工程科技　公路隧道衬砌裂缝病害的研究进展　刘杰刘远明　（贵州大学土木建筑工程学院，贵州贵阳５５００００）　摘要：根据国内外公路隧道衬砌裂缝病害研究，对公路隧道衬砌裂缝病害的产生原因、裂缝病害分级、修复加固措施及研究思路进　行了分析和综述，指出了目前研究中存在的问题，提出了公路隧道衬砌裂缝病害的研究发展方向。　关键词：公路隧道；衬砌裂缝；修复加固　１栅＿述　表１开裂、错动的健全度判定基准　据不完全统计，截止２０１０年底我国已建成公路隧道总里程数超过　３０００公里。同时我国隧道的修建已有近１００年的历史，许多隧道都已经　进入高维修管理阶段。从２０世纪９０年代至今修建的公路隧道普遍采用　新奥法设计施工技术，隧道结构—般采用复合式衬砌，复合式衬砌是由初　期支护和二次衬砌及中间夹防水层组合而成的衬砌形式。衬砌裂缝为公　路隧道施工及运营中常见的病害之一，裂缝不仅会影响隧道的使田陛能，　甚至会导致隧道失效，因此隧道衬砌裂缝病害的研究成为隧道工程研究　的一个重要课题ｎ２。　。　注：ＡＡ一危险，Ａｌ一迟早有危险，Ａ２一以后有危险。　４衬砌裂缝病害加固治理对策　当衬砌裂缝影响隧道安全性能、使尉眭能或对第三方造成影响时，就　为了整治公路隧道衬砌裂缝病害，必须全方位了解隧道衬砌裂缝病　害。本文对公路隧道衬砌裂缝产生的原因以及整治措施进行了整理和分　需要对隧道衬砌裂缝病害进行处治，目前国内外开展了对裂缝病害治理　的理论研究与工程治理实例研究。　析，并提　了需要进～步进行研究的问题。　李治国价绍了隧道衬砌裂缝病害成因，根据裂缝宽度对衬砌裂缝病　２衬砌裂缝病害成因分析　并根据裂缝宽度提出了相应的整治方法，主要有拆除重建　隧道＿『二程维修管理的基本理念是“对症下药”，只有准确把握衬砌裂　害进行分级，锚固注浆法、挂网喷浆法、套衬补强法、骑缝注浆法、凿槽嵌补法、直接　缝病害的成因以及裂缝病害分级，才能对结构物　甚做出准确的判定，从　法、国内外的研究成果和经验，总结了隧道衬砌裂缝　而选择对应的治理对策。因此隧道衬砌裂缝病害成因一直都是国内外学　涂抹法等。陈国　碳纤维补强新技术的工艺流程。　者研究的热点课题。关宝　出了外力（偏压、松弛地压等）、材质劣化、　病害的传统加固方法并介绍了粘钢加固、价绍了隧道衬砌换拱的使用条件，结合渝北隧道工程实例，介绍　设计与施工不良等因素会引起隧道衬砌裂缝病害，并对它们的发生机制　张兴来　认为换拱加固法效果良好。仵社孝　根据河腰村　以及衬砌开裂形态进行了详细的定眭说明。杨晓龙　寸目前隧ｉ　ｊ砌裂缝　了换拱方法的处治措施，介绍了注浆加固衬砌裂缝的机理、施工工　病害的成因进行了详尽的分析，认为温度和收缩应力、外力以及施］＿不当　隧道工程实例进行力学分析，浆液选择与成果，认为注浆加固方法可以提高裂缝衬砌的抗拉强度和　会使得隧道衬砌产生裂缝，并列举了常见治理隧遭衬砌裂缝的方法。张晓　艺、　啬合大垭口隧道病害状况，介绍了无　航咝吉合公路隧道工程地质条件、施工状况以及衬砌裂缝的基本形态，将　确保衬砌与围岩的紧密结合。丁锐ｎ公路隧道衬砌裂缝分为剪切裂缝、拉裂缝和弯曲受压裂缝三大类，将隧道　水衬砌裂缝采取凿槽嵌补化学注浆措施进行加固的加固材料及施工工　艺，通过抽样检查确定该方法加固效果良好。赖金星哩占合牧护关隧道指　裂缝产生原因归结为四种：温度应力、偏压、纵向沉降以及施工因素。　蛄合六甲　周内外很多学者也结合实际工程具体分析了衬砌裂缝病害的成因。　出采用Ｒ一４材料注浆能够有效的弥补混凝土衬砌缺陷。饶中口通过建立计算模型验证此　叶一　鲒合某高速公路隧道工程刚投入运营即出现较多衬砌裂缝的工程　洞隧道指出喷锚加固措施加固裂缝密集部位，　欺　于Ｅ匕较安全的状态。段俊彪，赖金星陴蝓绍了隧道　实际，结合跟踪监｛贝拟为隧道地质上围岩较差溶洞较发育、设计上未充分　方法能使隧道｝同时分析了新材料　考虑雨季及施工期对隧道围岩的影响、偏压、施工不当、以及其他因素等　衬砌裂缝病害治理中应用到的新材料的眭能与特点，　综合影响使得隧道衬砌产生裂缝，并对衬砌裂缝产生机理进行详尽的分　使用过程中的施工工艺和应用效果。５病害研究思路　析，提　了整治建议。邹金杰嗵过对西南某公路隧道进行监测，认为隧道　隧道裂缝病害的成因分析、病害分级、加固对策等都是隧道裂缝病害　出口段坡体较陡，隧道偏压严重，雨季来临时，坡体表层的风化松动岩体　为了使得隧道裂缝病害修复加固取得良好的效果，应加　产生浅层滑动致使衬砌受力产生变化，促使衬砌产生裂缝。表明地形原因　研究的重要内容，关宝树　总结了隧道维修管理的总体思路，即初　会对隧道产生偏压，从而使衬砌结构产生裂缝甚至破坏。李祖１　嗵过室　强各个研究方向的联系，内模型试验研究在围岩松弛的围岩地压作用下，隧道产生病害的形式和　检一推定劣化机理一劣化预测一评价和判定隧道性能一采取适当对　　关宝树的隧道维修管理总体思路基础上　规律，提　在松弛地压作用下，拱脚土体易开裂而产生病害。赵元科　ｌ嗵　策—确认对策效果。刘海京ｐ　过对新庄岭隧道进行现场检测以及对衬砌混凝土裂缝较集中位置处进　提出了在评价和判定隧遭性能之前要对隧道病害进行分级。结束语　行取芯分析，表明在隧道设计过程中由于地质钻探的局限性，地质条件与　近年来国内学者对公路隧道衬砌裂缝病害的相关研究已取得了很多　实际偏差较大，使得设计承载力不能满足要求，从而使衬砌产生开裂。张　提出了根据衬砌裂缝的形态的裂缝进行分级标准并指出衬砌　士　嘴出防排水体系不完善容易造成水位上升，衬砌侧向水压力增大，　研究成果，国内学者还结合实际工程分析应用于　可能造成衬砌张托裂缝。刘记　蝓绍了目前国内在材料劣化方面对混凝　裂缝成因及对应的修复加固措施，土结构耐久性方面的影响，指出材料劣化后混凝土内部裂缝的生成和扩　该实际工程的加固措施的加固效果及提出并完善隧道病害研究思路。然　而国内缺乏对于这些修复加固措施的加固效果的对比研究，因此在今后　展是引起混凝土耐久陛问题的非力学破坏因素。　的研究中应开展隧道衬砌裂缝病害研究，采取量化的方式来评估隧道衬　３衬砌裂缝病害分级　以便采取经济有效的治理措施，延缓甚　由于地质因素、设计不当、施工不良、温度和收缩应力、材料劣化等　砌裂缝病害治理措施的加固效果，至制止衬砌裂缝的发展，延长隧道的使用寿命。　素的影响，隧道衬砌会产生开裂。衬砌裂缝病害分级有以下几种：　参考文献　乇华牢ｆＪ诣出隧道衬砌裂缝定性判定基准，将裂缝影响分为四级，即　１】关宝树．隧道工程维修管理要点集【Ｍｌ北京：人民交通出版社卫０１ｎ　不安全（裂缝密集，出现剪切裂缝，并目发展速度快）、偏不安全（裂缝较密　［２］余健，何川．隧道二次衬砌病害通用处治方法研究　中国铁道科学，　集，有一定发展趋势）、较安全（存在裂缝，有一定发展趋势）、安全（存在裂　ｆ２６（１）．　缝，无发展趋势）。李治　根据规范或标准并参照调查、统计资料及整治　２００５，３１罗鑫，夏才初．隧道病害分级的现状及问题　地下空间与工程学报，　经验，对裂缝宽度影响程度进行分级，即严重影Ｉ￣（＞０．５ｒａｍ）、较大影响　［２（５）．　（０．３～０５ｍｍ）、较小影响（０－２～０．３ｒａｍ）、轻微影１１￣（＜０．２ｍｍ）。关宝书耐Ｔ１１总　２００６，结了隧道根据裂缝宽度和长度进行的分级，见表１。　【４】王华牢，刘学增等．纵向裂缝隧道衬砌结构的安全评　（下转２１　１页）　农林科研　・２１１．　对木材检验重要意义的思考　张清云刘本强　（黑龙江省林口林业局，黑龙江林口１５７６００）　摘要：木材检验是一项很重要的林业生产过程，它涉及到木材的数量和质量以及生产单位的经济利益，能够直接影响到林业企业　的经济效益，因此，木材检验是一项非常重要的工作，本文从几个方面对其重要性进行了探讨。　关键词：木材检验；数量；质量；成本；效益；利益　加强木材检验是一项重要措施。假如　木材检验工作具有现实的重要性。木材生产就是将树木从森林　提高售价的因素和方法很多，中采集出来，运到贮木场成为商品，然后销售出去。木材在生产和销　检验工作搞的不好，检验误差大，水份多，就是没有那么多木材，而　售的整个过程中有数量问题也有有质量问题，还有责任问题。这些　多支付了工资，势必提高生产成本。再如，在对造材检验不严，而多　问题都要通过检验工作来加以解决。有人说：“一锤定千金”，这说明　支付了工资，势必提高生产成本。甚至有的不检验，木材任意外流，　也就是运下来的原条，没有生产出应有数量的　了检验工作在林业企业中的经济地位。特别是在林业经济迅速发展　致使造材出材率低，的阶段，都是以提高经济效益为中心，所以，木材检验工作就显得更　原木，也势必提高生产成本。再如造材不合理、品级等到区分不合　为重要。　适，也能使产值减少、售价降低。所以这些问题都不同程度的影响生　产成本的提高或木材售价的降低。很多单位的经验告诉我们，加强　１检验工作是企业进行经济考核的基础工作　个企业管理的好坏，要通过多项指标加以考核。木材是林业　木材检验工作，就可以解决这些问题，而提高企业的经济效益。　４搞好检验工作是做到兼顾国家、企业、个人三者利益的关键　局的主产品，也是考核林业局经营水平的主要项目。如木材的产量、　质量、总产值、劳动生产率、成本等计划指标的完成。为了考核这些　环　木材检验人员是对生产产品数量、重量的测量和评定者，产品　指标，就得依靠检验工作及时提供准确的木材生产、销售等数据，进　行信息反馈，这是进行经济考核的基础。没有这个基础，企业经济考　的多少、好坏，关系到生产者的收入、企业的经济利益、国家的利益，　核是无法进行的，就是检验数字不及时、不准确，也会影响经济考核　特别是林业发展到今天，推行经营承包责任制就显得更为明显。这　工作的效果。因此，要想及时地准确地进行经济考核工作，就必须重　就要求检验人员责任心强，公平合理，按规定检验。否则，多检了，承　包者多收入，企业多支付；少检了，承包者吃亏，影响生产积极性。因　视和抓好木材检验这项基础工作。　２检验工作是充分合理利用森林资源，减少木材浪费，提高产　此，搞好检验工作，是兼顾国家、企业、个人三者利益必不可少的一　一一项重要工作。　品质量的一项重要措施　木材的用途很广，我国又是个少林的国家。如何充分合理利用　近些年来，我国木材检验和木材标准化工作有了很大发展，木　森林资源，节约木材，这是值得我们要重视的一件大事。每生产一立　材标准的数量不断增加。但是很多从事木材检验工作的人员大部分　方米商品材，所消耗的森林资源大不一样，有的是１．７立方米，有的　没有经过系统的学习和技术培训，使有限的木材资源不能得到合理　降低了木材等级，影响了企业的经济效益，同时也不利于木　是２立方米，有的甚至达３立方米。究其原因，除了森林资源有好有　的利用，坏外，主要一条是生产、经销过程中的随便使用和浪费。为了解决这　材标准的制定。因而，在木材生产过程中普及和广泛传授木材检验　个问题，就必须通过木材检验工作，加强对木材产品的全面管理，从　技术知识是非常必要的。　棵木材抓起，做到道道工序有检验，有交接、有人负责，减少和杜　随着“天然林保护工程”的实施与深入，可采资源越来越少，在　绝木材生产和销售中的浪费。通过木材检验工作，加强合理造材，提　有限的自然资源条件下，如何使其合理利用，提高林业企业的经济　高原条造材出材率，提高经济材比重。因此，加强木材检验工作可以　效益，是当前也是今后林业企业关注的问题。木材检验是依据木材　解决在消耗森林　ｊ源上吃“大锅饭”的现象，尽量少消耗一些森林资　标准，通过对树种识别、缺陷检量及材质评价、尺寸检量、材积计算　源，按计划完成生产任务。　等项工作的严格检验和把关，达到优化产品结构、提高产品质量的　３加强检验工作是提高企业经济效益的有力措施　目的，对充分利用木材资源提高产品质量和企业经济效益，具有十　企业的经营是以提高经济效益为中心。木材生产要提高经济效　分重要的意义。　益，一个是要降低生产成本，另一个是要提高售价。降低生产成本、　一（上接２６８页）价与加固研究【ＪＪ岩石力学与工程学－ｔｌＬ２０１０，２９（￣Ｕ　【１　５】李治国，张玉军．衬砌开裂隧道的稳定性分析及治理技术ｌＪｌ现代隧道　４１（１　圈郑佳艳，刘海京等．衬砌存在裂缝的隧道力学模型研究及应用【Ｉｌ公路交　技术２００４，通技术２叭１　［１ｑ陈国富．公路隧道衬砌裂缝成因分析及治理技术ＩＪＩ低温建筑技术２０１　１　［６】杨晓龙关于隧道衬砌裂缝的成因分析与治理探析　山西建筑２００７，３３　（１　［１７】张兴来，钟云健．公路隧道衬砌换拱技术探讨【Ｉｌ重庆交通大学学报，　０　ｆ７】张晓忱公路隧道衬砌裂缝产生原因和整治措施忉路基工程２００７（４）．　２００８２７．　［８］叶飞，何川等．公路隧道衬砌裂缝的跟踪监测与分析研究【Ｉｌ土木工程学　【１　８忤社教，郑选采河腰村隧道衬砌裂缝原因分析及注浆处理［Ｉｌ西部探　拍０Ｏ１０，４３（７）．　矿工程２叭１　１９】丁饥大垭口隧道病害整治施工技术　现代隧道技术，２０Ｏｌ，３８　［９］邹金杰，胡建华．西南某公路隧道衬砌裂缝成因分析及治理方案【Ｉｌ中外　［＆￣２００９２９（３）．　【２０】赖金星，谢永利等．牧护关隧道渗漏水病害治理方案及施工工艺【Ｉｌ隧　【１　ｏ］李祖伟，余健等弄寸砌背后空洞对隧道结构承栽力的影ｖ向研究２００７年　道机械与施工技术２００７２４｛２）．　全国公路隧道学术会议．　［２１忱中，褚方平．六甲洞隧道病害衬砌结构的安全陛评价　公路．２Ｏ０８　ｆｌ　１　元科庄岭隧道　寸砌裂缝病害检测及分析【Ｊ晰隧工程，２Ｏ１唧Ｏ）．　Ｉ２　彪，白志勇环氧树脂压浆在隧道衬砌裂缝整治中的应用ＩＪｌ四川　【１　２１张士兵，张建．隧ｉ量辛寸砌裂缝成因调查检测与初步分析【　桥梁与隧道　建￣２００４２４（６）．　Ｔ－￣＆２０１１＇（２　Ｉ２３］赖金星，吴起勇等．碳纤维布在公路隧道衬砌裂缝治理中的应用　建　【１　３］刘记．材料劣化对混凝土结构耐久性的影响【Ｊｌ河南建材２０１０　．　￣Ｌ．Ｒ＆２ｏｏ６，３７（４）．　－［１４］－Ｙ－－．华牢，李宁．带裂缝的隧道衬砌刚度验算与加固　长安大学学报　自然　［２４Ｎ海京，夏才初等．隧道病害研究现状与进展ＩＪｌ地下空间与工程学报，　科学ｇ，）２ｏｏ９２９０）．　２００７，３（５）．