隧道衬砌裂纹采用什么检查方法

A. 高速铁路隧道衬砌混凝土裂缝产生原因分析及预防措施

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内容来自用户:徐强昌
高速铁路
隧道衬砌
混凝土
裂缝产生原因分析及预防措施
近年来我国高速铁路发展迅速，作为支撑高速铁路重点基础设施的
高速铁路隧道
也得到了快速发展。隧道衬砌
混凝土裂缝
问题是一个普遍存在而又难以根本解决的实际性质量问题，文章针对混凝土裂缝产生的原因，提出预防措施并进行了简要的探讨。
XX高铁是技术标准为
客运专线
，速度
目标值
为350公里/小时。该工程地处山岭
重丘区
，
隧道工程
占比大。目前隧道衬砌普遍采用液压整体式
钢模板
衬砌台车，泵送
混凝土施工
工艺进行浇注。由于裂缝的存在和发展通常会使混凝土内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低
钢筋混凝土材料
的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重将威胁到人们的生命财产安全。在施工中必须采取有效的工艺措施和养护措施来减少混凝土裂缝的产生，本文结合XX铁路隧道
二衬
混凝土施工过程，分析了隧道衬砌混凝土裂缝产生的原因和预防措施。
1、XX隧道工程概况
工程简介
XX隧道隧道轨上
净空
高度9.5m，净宽13.4m。除Ⅱ级围岩衬砌按曲墙底板和
仰拱
两种衬砌，其余均采用曲墙带仰
拱结构
形式。
2、混凝土裂缝情况描述
隧道衬砌裂缝多集中在每组衬砌中间部位，高度位于矮边墙顶至其上方2m范围。经过现场
取芯
判断为非
贯穿性
裂纹，宽度约0.2mm，经过一定时间观测，裂3、因此，排除施工工艺与现场操作因素影响。

B. 隧道结构材质检查的内容与方法是什么

所有隧道设计使用的材料都会检查，不过正常重点就是钢材、地材、防水材料、中空注浆锚杆。隧道检测内容的分类，材料检测——属土建工程的通用原材料，其检测方法可查阅有关规定；属隧道工程特有的材料需专项检测，主要对锚喷的最终材质强度、防排水材料各项指标进行检测。施工检测——包括施工质量检测和施工监控量测。施工质量检测内容按施工顺序分为：超前支护及预加固质量检测——支护构件的材质、规格、尺寸及安装尺度要求；注浆效果。开挖质量检测——开挖面的尺寸、形状、平整圆顺程度。

初期支护质量检测——锚杆的间距、排距、长度、浆液注满度、抗拔力；喷射混凝土的强度、厚度、平整度；钢支撑的间距、节间连接、榀间连接；支护背后密实度。防排水系统质量检测——防排水材质、规格；加工安设质量。衬砌质量检测——衬砌的几何尺寸、混凝土强度、背后密实程度。环境检测——分施工环境检测和营运环境检测。混凝土拌合物和易性检测，强度检测，抗渗性能检测（铁路还有电通量检测）；钢筋的焊接或连接性能检测；防水板，土工布，止水带，止水条、透水盲管，PVC管等防水材料的外委检测，混凝土结构的无损检测（超声回弹等，地质雷达扫描检测）；破坏性检测（钻芯取样等）；锚杆拉拔力检测等。隧道通风，照明，烟尘浓度检测（外委检测）。其他的还包括钢架垂直度，地表下沉，围岩的下沉、收敛等，这些都是由测量组来做。

C. 隧道结构材质检查的内容与方法是什么

所有隧道设计使用的材料都会检查，不过正常重点就是钢材、地材、防水材料、中空注浆锚杆。隧道检测内容的分类，材料检测——属土建工程的通用原材料，其检测方法可查阅有关规定；属隧道工程特有的材料需专项检测，主要对锚喷的最终材质强度、防排水材料各项指标进行检测。施工检测——包括施工质量检测和施工监控量测。施工质量检测内容按施工顺序分为：超前支护及预加固质量检测——支护构件的材质、规格、尺寸及安装尺度要求；注浆效果。开挖质量检测——开挖面的尺寸、形状、平整圆顺程度。

初期支护质量检测——锚杆的间距、排距、长度、浆液注满度、抗拔力；喷射混凝土的强度、厚度、平整度；钢支撑的间距、节间连接、榀间连接；支护背后密实度。防排水系统质量检测——防排水材质、规格；加工安设质量。衬砌质量检测——衬砌的几何尺寸、混凝土强度、背后密实程度。环境检测——分施工环境检测和营运环境检测。混凝土拌合物和易性检测，强度检测，抗渗性能检测（铁路还有电通量检测）；钢筋的焊接或连接性能检测；防水板，土工布，止水带，止水条、透水盲管，PVC管等防水材料的外委检测，混凝土结构的无损检测（超声回弹等，地质雷达扫描检测）；破坏性检测（钻芯取样等）；锚杆拉拔力检测等。隧道通风，照明，烟尘浓度检测（外委检测）。其他的还包括钢架垂直度，地表下沉，围岩的下沉、收敛等，这些都是由测量组来做。

D. 既有线铁路隧道衬砌病害整治及现场卡控重难点

                                                                                                              新线介入办  蓝鹏

       摘要：概述既有线铁路隧道衬砌常见病害，分析病害产生的原因，并根据不同病害提出对应的整治措施，继而对整治过程中现场卡控重难点进行分析研判，对既有线铁路隧道病害整治关键控制项点积累经验，保证既有线运营维护安全。

       关键词：既有线、铁路隧道、衬砌、病害整治、卡控重难点。

       在云贵川等山区铁道线上，长大隧道作为其中重要的组成部分，避免了线路绕行，大大缩减了线路长度，也极大的确保了列车运行。但是，从现正在新建及正在运营的隧道来看，有相当一部分隧道出现了衬砌空响、开裂、渗漏水等病害，严重危及既有线铁路的运营安全。在设计院针对隧道衬砌不同的病害类型制定整治措施后，如何在确保行车安全的情况下进行病害整治，也成为了一个重点研究课题。本文就以既有大丽铁路单线隧道衬砌病害缺陷整治措施及施工过程中卡控重难点进行分析研讨。

一、隧道衬砌病害整治类型

       1.衬砌漏水。大多数隧道的衬砌漏水多发生在隧道施工中的施工缝、沉降缝、伸缩缝。经进一步分析除富水隧道常年存在渗漏水以外，其余均为季节性渗漏水。

       2.衬砌裂纹。多数长大隧道存在纵向裂纹、横向裂纹和斜向裂纹。典型的结构性裂纹主要为施工缝处的闭合性裂纹，风险性极大。

       3.衬砌空洞。衬砌空洞多位于隧道的拱部,主要与施工工艺及现场质量控制有关。

       4.衬砌剥落掉块。衬砌剥落、掉块的原因比较复杂，可能的原因有施工冷逢或异物(包括防水板)切割。砼本身强度不足，砼受腐蚀后疏松等原因。

二、隧道衬砌病害整治措施

（一）隧道衬砌渗漏水。

       渗漏水施工坚持“以排为主，局部封堵，堵排结合”的原则。根据现场渗漏水位置，在边墙确定泄水孔位置，钻设泄水管，后根据出水特征等情况，选择是否需要开槽引排施工，最后进行注浆封堵。注浆采用针孔注浆，材料采用聚氨酯等遇水迅速膨胀的封堵材料。最终将该部位的水截流排入侧沟。

（二）衬砌裂纹。

       裂纹整治需根据裂纹的位置、宽度、深度等因素判断是否为结构性裂纹还是浅表性的收缩裂纹。若为非结构性的浅表性的收缩裂纹采用注环氧树脂封堵裂纹，表面涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料。若为结构性裂纹需进一步根据裂纹形式进行再次划分，大概划分如下。

       纵向裂纹：若整板纵向裂纹深度未贯穿二衬厚度，则采用在裂缝两侧0.5m处先进行引孔后再打2.5m长骑缝锚杆（根据衬砌后岩体是否完整、衬砌是否空洞、是否有水的情况确定锚杆形式。如岩体完整、无水、无空洞时采用φ25mm砂浆锚杆；如岩体完整、有水，空洞时采用φ25mm中空锚杆加固），沿裂缝两侧呈梅花形交错布置，骑缝锚杆完成后，实施沿缝凿孔压浆封堵；锚杆端头需用膨胀水泥砂浆回填，并与原衬砌打磨平整。

       闭合性裂纹：根据闭合性裂纹裂损范围进行确定。

       1.对于裂损范围较小(圆弧矢高小于30cm)的裂纹，裂纹较深(超过衬砌厚度的50%)或松动的，将裂损范围内的衬砌混疑土凿除后，对混疑土表面进行打磨处理，并涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料:裂纹较浅、稳定的弧形区采用沿缝凿孔压浆封堵处理。压浆封堵后表面涂刷环氧树脂封闭

       2.对于裂损范围较大(圆弧矢高大于30cm)的裂纹，若裂纹深度小于原衬砌设计厚度40%或衬砌为钢筋混凝土的，采用沿缝凿孔压浆封堵处理，压浆封堵后表面涂刷环氧树脂封闭。

       3.对于裂损范围较大(圆弧矢高大于30cm)的裂纹，若深度大于原衬砌设计厚度40%，当裂纹位于拱部，采取拱部拆换（钢筋混凝土地段可按90°拆换，素混凝土地段按129°15’37”拆换）。

（三）衬砌空洞。

       二衬空洞指隧道衬砌混凝土存在空洞、孔洞等情况，一般情况下同时具备脱空和厚度不足的特征。根据验证后的衬砌厚度及强度满足设计要求，且无裂纹和渗漏水，则根据现场情况可做以下措施处理。

       1.衬砌内部未暴露的较小空洞面积1平方米以下，衬砌厚度在20cm及以上，可进行衬砌内部注浆，以填充空隙，恢复衬砌混凝土密实度和整体衬砌强度。

       2.当空洞面积较大，大于1平方米以上或伴有裂缝、强度不足等其它问题时，采取加固补强或拆除重建。

（四）衬砌剥落掉块。

       根据衬砌剥落掉块的具体位置分为以下两类。

       1.施工缝剥落掉块

       若能满足隧道结构性、功能性要求，观感质量存在缺陷的施工缝剥落掉块，则采取彻底凿除破损、松动的混凝土块或砂浆块后打磨平整，刷涂水泥基渗透结晶型涂料的方式进行处理。若不能满足隧道结构性、功能性要求，本身存在缺陷的，则按相关缺陷整治措施进行缺陷整治。

       2.施工缝以外的衬砌剥落掉块

        因衬砌剥落、掉块的原因比较复杂，整治前应根据现状和竣工图、设计文件、检查和观测记录以及其他相关资料分析原因，缺陷病害程度，再制定处理方案。

三、隧道衬砌整治现场卡控重难点

（一）衬砌空洞钻孔注浆施工。

       为恢复衬砌混凝土密实度和整体衬砌强度，采取钻孔注浆的方式对空隙进行填充。该项施工过程中应重点卡控以下几方面：

       1.既有设备的保护。每次天窗作业施工前，需对作业点前后 2 米范围的绝缘子用海绵整体包裹。作业范围延伸 2m 区段的接触线用海绵软管进行包裹防护，承力索用预绞式铠装护线条进行包裹防护。在道床板上铺设无纺布，防止落物污染道床板和钢轨及扣件。

       2.整治范围的确定。施工前应根据实际的衬砌厚度缺陷范围和衬砌背后不密实、空洞的大小及范围对钻孔位置进行确认，防止整治达不到预期效果。

       3.注浆材料的选择及调配。注浆材料采用微膨胀强结合材料，采用水泥浆液时，标号不低于M20。施工前应先进行注浆试验，并通过现场试验调整配合比（确保初凝时间在25分钟左右）。还需确认该隧道地下水是否含有腐蚀性，若有的话应根据侵蚀环境类型采用对应耐侵蚀的材料。

        4.注浆压力的重点控制。需根据现场衬砌形式（钢筋混凝土或素混凝土）进行确定注浆压力，注浆过程中应严密观察衬砌状况，若发现衬砌有异常、变形、开裂或既有裂隙有加速发展趋势等，则应立即停止注浆，以确保衬砌安全。

       注浆监控实时监测示意图如下：

       5.注浆孔的卡控。注浆前应对钻孔进行编号，钻孔及注浆过程中应对钻孔、注浆压力、注浆量等进行详细记录，根据钻孔情况确定注浆钢管长度。注浆结束标准应以注浆压力和注浆时间、注浆量综合判定。当达到下述情况之一时即可结束注浆：a．当注浆压力达到设计终压并稳定5min以上，吸浆量很少或者不吸浆时；b．当注浆量达到或超过理论注浆量，孔口管出现冒浆时。注浆完成后，应及时采用封堵措施，防止浆块掉落，影响安全。

（二）闭合性裂纹、衬砌空洞、衬砌剥落等严重病害需拆换的施工。

       为保证隧道衬砌的整体性和功能性，部分病害需进行拆换施工，该项施工应重点卡控以下几方面：

       1.监控设备的安装。为确保整治施工过程的安全控制，必须在施工前安装视频监控（接入调度指挥系统）对施工地段实行24h监测，以防止因施工造成的行车安全隐患。

       2.既有设备的保护。每次天窗作业施工前，需对作业点前后 2 米范围的绝缘子用海绵整体包裹。作业范围延伸 2m 区段的接触线用海绵软管进行包裹防护，承力索用预绞式铠装护线条进行包裹防护。在道床板上铺设无纺布，防止落物污染道床板和钢轨及扣件

       3.拆除既有衬砌卡控重点。

       （1）临时加固措施。拆除前应严格按照施工方案对拆除段及前后衬砌进行钢架临时加固，重点对钢架的固定的锚杆位置、深度进行确认，并对稳固程度进行拉拔试验。

钢带加固示意图如下：

       （2）拆除范围的卡控。拆除二次衬砌时，应在临时加固措施前提下，边缘先采用切割工艺切割到位后再凿除衬砌混疑土，减少对拆换范围以外的衬砌产生扰动破坏。每次拆除应根据天窗时间严格控制拆除面积，严禁大面积拆除，防止出现无法凿除完造成施工顶点，无法正常开通线路，扰乱运输秩序。拆除期间如发现变形较大、衬砌混凝土裂损严重，立即停止拆除。

       4.带模注浆卡控重点。

       （1）模板安装的稳固性。模板安装前要对中部打设吊模的Φ25中空锚杆的布置情况进行确认，重点是对锚杆纵环向间距、锚杆深度、锚杆注浆情况及拉拔力是否达到设计强度进行确认。满足要求后用模板将混凝土凿除区域全部封闭，模板和衬砌之间的缝隙须用泡沫胶进行封闭完全。

       模板安装加固示意图如下：

（ 2）注浆过程的卡控。在注浆前应先进行砂浆试验，确保聚合物砂浆在隧道内施工环境温度条件下，终凝时间确保在40分钟左右。每个天窗砂浆泵送前，必须先做小样实验，现场工务、监理、施工方三方见证下，满足施工的前提下，方可泵送施工。注浆过程中要时刻观察注浆压力和流量的变化，防止因注浆压力过大或浆液过满导致胀模。

四、结束语

       造成隧道衬砌病害是有很多原因的，包括地质条件、设计、施工方法、施工工艺等多方面的因素。既有线铁路隧道病害若整治过程关键项点卡控不到位或整治完成后不达标将直接影响到隧道的结构和运营安全。所以，隧道病害的整治必须先弄清楚其原因，针对性地采取合理有效的方法进行治理，继而做好过程中的关键项点卡控，方可最大程度的确保既有线铁路运营安全。

       【评语】：文章对隧道衬砌病害进行深入研究，并分析相关施工重点，将安全主线贯穿其中，确保安全施工，有效施工。

E. 对于结构缺陷，可采用什么来检查构建内部的空洞裂纹等

【钛合金检测内部裂纹】目前钛合金中常见的锻造缺陷主要有组织过热及不均、空洞、裂纹等，这些缺陷一般在钛合金产品显微组织检查或超声波检测中很易发现。而采用无损检测方法，则只有超声波检测，也叫超声检测，Ultrasonic Testing缩写UT，超声波探伤，是五种常规无损检测方法的一种。
【超声波探伤】是利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透时间的能量变化来检验材料内部缺陷的无损检测方法。脉冲反射法在垂直探伤时用纵波，在斜射探伤时用横波。脉冲反射法有纵波探伤和横波探伤。在超声波仪器示波屏上，以横坐标代表声波的传播时间，以纵坐标表示回波信号幅度。对于同一均匀介质，脉冲波的传播时间与声程成正比。因此可由缺陷回波信号的出现判断缺陷的存在；又可由回波信号出现的位置来确定缺陷距探测面的距离，实现缺陷定位；通过回波幅度来判断缺陷的当量大小。

F. 怎样 检测 隧道 初砌厚度

初期支护一般是采用钻芯取样的方式检查初衬厚度，
二次衬砌一般用声波探测，地质雷达就是其中一种，可以探测衬砌厚度以及衬砌背后的空洞；也有用钻探的，用钻芯法的，一般也要测芯样的强度指标

G. 隧道结构变形有什么检查方法你知道吗

1、变形监测的精度，测量等级及精度取决于变形观测目的、变形观测体的级别以及预计变形量的“必要精度”。隧道施工期要求拱顶下沉的监测精度为0.1mm(相对于水准工作基点)。为了保证监测精度，作业组人员组成应精干合理,整个变形观测期间应以不更换观测员和主要观测仪器为佳,每次观测次序和行进路线也应尽量相同。

2、测量仪器设备，结合工程的具体情况,拱顶下沉监测用DS1型精密水准仪进行水准观测和用TOPCN（拓普康全站仪进行测距三角高程观测相结合。三维位移观测法又可分为绝对坐标观测法和相对位移观测法。测量仪器设备的选择要在满足精度要求的前提下，力求先进和经济实用,要尽可能的应用快速高效的作业方法。3、隧道内监测基准点、工作基点和监测点的建立，我们应该尽可能布置较少控制点作为隧道内拱顶部分的监测点和基准点，监测点和基准点随隧道开挖逐步向前布置。因隧道开挖过程所做导线点容易破坏,导线每周进行一次复核和延伸。