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公路铁路隧道知识充电 公路隧道作为一种人工地下结构，处于天然介质的环境中，由于设计、施工、材料及地质因素等各方面的原因，无论是国内还是国外，大多隧道都存在不同程度的病害，如渗漏水、隧道冻害、衬砌裂损和衬砌侵蚀等。这些病害一般不是单独存在而是相互影响，相互作用的。 公路隧道二衬是隧道结构最外面混凝土结构层隧道开挖后，隧道洞内周边呈现不规则岩石表面，首先通过喷射混凝土基本填补表面凹凸不平岩面，起到初期支护作用，亦称“初衬”。然后隧道内搭设模板，铺设防水层，浇筑一定厚度的混凝土，形成光顺整齐的隧道内几何表面，故亦称为“二衬”。隧道二衬对隧道周边围岩起到一定的稳定和支护作用，同时也起到防水、和美观功能。因此，隧道“二衬”是隧道结构中的重要组成部分，发生裂缝会直接影响隧道工程质量和运营安全。隧道二次衬砌混凝土属于薄壁连续结构，受复杂围岩压力作用，加上隧道内施工条件差，因此隧道衬砌开裂是隧道工程最常见的病害之一。衬砌开裂也是隧道出现衬砌渗漏水的主要原因。隧道由于渗漏水、积水，将会造成衬砌开裂和原有裂缝发展变大，加剧衬砌裂损。 隧道衬砌裂损病害主要表现为衬砌的变形、开裂和错台，而衬砌一旦开裂，不但不易修缮，影响隧道正常运营，而且造成隧道衬砌和各种通风、照明和消防等设备的腐蚀损坏衬砌裂损使隧道结构的稳定性造成不同程度的破坏，使衬砌的有效厚度减薄，安全可靠性降低，随着病害的持续发展，最终导致衬砌结构失稳破坏，严重危及行车安全。目前隧道衬砌开裂几乎成为公路隧道的通病，成为隧道病害预防和治理的难点，因此对公路隧道衬砌裂缝控制与防治进行研究显得十分重要。 目前，我国高速公路隧道普遍采用新奥法设计施工技术，隧道主体结构以锚喷支护和模筑混凝土复合衬砌结构为主流形式在施工过程中，由于施工单位的技术水平和围岩性质多变常产生超欠挖超挖回填往往不密实或施工塌方处理不彻底而常在衬砌背后形成空洞，改变了衬砌的受力状态欠挖则再次扰动围岩，造成围岩再次松弛，而且超欠挖产生巨大的应力集中可达初始应力值的十几倍使围岩产生较大的变形和位移，导致围岩物理力学性质的恶化，严重影响结构的耐久性施工浇注混凝土时容易产生二衬强度不足、二衬厚度不均、拆模过早产生裂纹以及混凝土本身缺陷等也会造成隧道结构的破损、破坏和耐久性降低。另外，在具体的施工方法中开挖方法、开挖步骤及锚喷支护和模筑混凝土的施设时机的不同对建成后的隧道围岩和衬砌的工作状态有很大的影响。如采用光面爆破、预裂爆破、大断面开挖能够尽量减少对围岩的扰动，根据对围岩位移收敛的监测适时施做二次衬砌能够合理地分配围岩、初期支护、二次衬砌所承担的应力，控制围岩物理力学性质的恶化，使围岩和衬砌在设计的条件下共同作用。此外，岩石的塑性和流变引起锚杆失效，地下水长期侵蚀引起锚杆、钢筋锈蚀、混凝土腐蚀，导致衬砌结构实际承载力下降。 在运营过程中出现隧道衬砌裂损的实质是结构承载的荷载超过了结构的承载力。不管何种原因引起隧道病害，最终会反映到二次衬砌上，使二衬出现张裂、压溃、错台等。 在隧道衬砌裂缝的产生原因和治理措施方面，日本的研究较多。 国内外对隧道衬砌的调查结果表明，衬砌混凝土开裂是一普遍现象，造成衬砌混凝土开裂的原因众多据调查由变形引起的裂缝占，而由荷载引起的裂缝占王铁梦，。变形一般包括混凝土与室外温差产生的温度应力、水泥水化热产生的温度应力及由于混凝土失水引起的干缩应力围岩变形引起的应力。而作用于衬砌混凝土上的作用力，可以等效为轴力和弯矩的共同作用。 利用对隧道衬砌的初期、中期检测，将衬砌裂缝的产生和治理分为三个方面进行研究，一）：针对围岩压力产生的裂缝；二）：针对衬砌劣化产生的裂缝；三）针对漏水和冻害产生的裂缝。 对于隧道理论研究，由于只有在少数简单边界条件才能得到解析解，所以理论研究多借助于数值方法，由于岩性、结构、材性的复杂性，计算结果的可信度并不高。若能与现场测试与室内试验较好地结合，将对隧道的抗裂研究给予很好的支持。 国内外必威体育精装版的关于隧道衬砌开裂研究进展表明，隧道围岩偏压及不均匀沉降导致衬砌出现裂缝直接外部原因，而混凝土温度应力的不均匀释放则是导致衬砌出现裂缝的内部原因。 对隧道衬砌结构而言，我们主要关心什么情况下会出现裂缝，裂缝对结构安全会有什么影响。这涉及到隧道结构与围岩的相互作用、隧道截面形式及衬砌材料性能等多方面内容。 偏压极易造成隧道衬砌开裂，钟新樵对地形原因引起的偏压隧道衬砌进行了模型试验。认为围岩状态、地表坡率、覆盖厚度、洞室尺寸及形状及施工方法等五个方面是土质隧道形成偏压的影响因素。 应该说，由于影响隧道衬砌因素的多样性与不确定性，隧道工程中没有相应“标准试验”上述试验研究只是给出了特定情况下的定性结果，要在多影响因素的情况下，得到统计意义上的认识规律，还需要进行大量的试验。另外，就试验内容而言，许多重要的影响因