某输水隧洞衬砌开裂机理与防治措施探讨
发布时间：2021-08-07 11:48
针对某输水软岩隧洞施工期出现的二次衬砌开裂问题,文章通过分析二次衬砌开裂的特征,结合隧洞地质条件、监测数据及施工日志等相关资料,揭露了隧洞衬砌开裂的机理,提出了隧洞后续洞段施工中二次衬砌开裂的防治措施。结果表明,该隧洞衬砌开裂主要包含两方面的原因:其一,隧洞围岩岩性差,且围岩变形具有显著的时效特性,加之二次衬砌施作过早,使得二次衬砌承担了过多的围岩荷载;其二,该洞段前期进行的边墙侵限处理使得围岩性状出现了差异化,造成边墙部位衬砌承担了更大的荷载,最终导致边墙部位的衬砌在围岩不均匀形变压力作用下出现拉裂缝。隧洞后期施工效果表明,通过增加初期支护强度、合理控制二次衬砌混凝土施作断面与掌子面的距离、尽量保证隧洞连续施工等措施可有效控制衬砌裂纹的产生。
【文章来源】：现代隧道技术. 2020,57(S1)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图１输水隧洞地质剖面图??Ｆｉｇ．?１?Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ?ｐｒｏｆｉｌｅ?ｏｆ?ａ?ｗａｔｅｒ?ｃｏｎｖｅｙａｎｃｅ?ｔｕｎｎｅｌ??
壤土（?Ｑ｜°ｌ４／Ｑ／）为本??Ｋ覆盖层。通过在險洞线路上钻孔进行的地质勘??探表明，覆盖层下方主要为第：三系Ｃ屺＋２）泥看、砂??鹿摊岩夹砂破岩和砂岩，见图１?＾圑２为隧洞开挖??后掌子面（Ｋ５?＋６２６）揭露的岩性憒况，桩号Ｋ５?＋??６２６洞段所在的地层岩性为泥岩，呈红褐色，泥质结??构，泥＃１?质弱胶结，厚层状，含水率较高，部分似硬??土，具有可塑一硬塑性，湿?＞手捏粉阵，可见灰白色??斑块及泥灰奢包裹体；局部：夹灰白色或红褐色透镜??体状砂岩，围岩呈潮湿状态。??图２?Ｋ５?＋６２６断面开挖揭露的岩性??Ｆｉｇ．?２?Ｌｉｔｈｏｌｏｇｙ?ｄｉｓｃｌｏｓｅｄ?ｂｙ?ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｅｃｔｉｏｎ?Ｋ５?＋６２６??２．?３地质构造??主要发育５条挤压破碎带；ＪＹ１，产状为ｆ??ＮＥ６５＇ＮＷ乙２０。，带宽８?￣２０値，带内泥质、岩屑及??碎块岩充填■，起伏光滑，可见擦痕Ｉ?ＪＹ２，产状为??ＫＷ３：１５％ＳＷＺ６０。，带宽２０？６０?ｔａｎ，＃内泥质、岩顧??及碎块岩充填，起伏光滑，可见擦痕卩Ｙ３，产状为：??勝２８５。，８￥乙２５％擎宽；２０￣４０＿，帶内泥质．、岩握??及碎块岩充填起伏光滑，可见擦痕。ＪＹ４，产状为：??ＮＷ２９５°，ＳＷＺ３５°，带宽３０?￣８０?ｃｍ，带内泥质、岩屑??及碎块若充填－，起伏光滑，．可见擦痕。ＪＹ５，产状为：??ＮＷ２％。，ＳＷ?Ｚ２５％带内泥质、＇岩屑及碎裂岩充乳??错动裂隙发育＇，错动面起伏光滑，有擦痕；不同走向??的陡倾角裂隙发育，裂隙面起伏粗糙，裂隙内海庳、??岩肩充填．，裂隙间距０．３？０．５?烏部不规则短小??陡倾角褽隙密集发育，裂隙
现代隧道技术（増刊１）??ＭＯＤＥＲＮ?ＴＵＮＮＥＬＬＩＮＧ?ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ?（?ＳＩ?）??两条开展不明显、规模较小的水平向裂缝，两条水??平裂缝间有竖向裂缝连接。??图３右边墙衬砲表面沿洞轴线的近水平裂缝??Ｆｉｇ．?３?Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ?ｃｒａｃｋｓ?ｏｎ?ｌｉｎｉｎｇ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｏｆ?ｒｉｇｈｔ?ｗａｌｌ??ａｌｏｎｇ?ｔｕｎｎｅｌ?ａｘｉｓ??＿?４左边墙持砌蠢面环尚■德??Ｆｉｇ．?４?Ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ?ｃｒａｃｋｓ?ｏｎ?ｌｉｎｉｎｇ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｏｆ?ｌｅｆｔ?ｗａｌｌ??图５右边墙衬砌裂缝处钻孔取芯??Ｆｉｇ．?５?Ｃｏｒｉｎｇ?ａｔ?ｔｈｅ?ｃｒａｃｋ?ｏｆ?ｒｉｇｈｔ?ｗａｌｌ?ｌｉｎｉｎｇ??３．?２?Ｋ５?＋?６２６断面监测数据分析??图６为Ｋ５?＋６２６断面的监测仪器种类与布置：??图。其中ＪＴ测钢拱架应力的钢板应变计共布置３??只，分别位于上台阶的拱顶、左拱肩和右拱肩部位，??见图６（ａ）＇；监测钢拱架－围岩接触压力的土压力食??共布置３台，分别位于上台阶的拱顶、左换肩和右??第５７卷（増刊１）?，２０２０年１１月出版??某输水隧洞衬砌开裂机理与除治措施探讨＿??拱膚部位，见图６（ａ）；监测一次衬砌喷混凝土－二??次衬砌混凝土接触压力的土压力盒共布置６台，分别??检于上合阶的拱顶：和右＿膚＊中台阶的左边??墙和右边墙，以及底拱部位，见图６（ｂ）；监测二次衬??砌混凝土生筋应力的钢筋应力计其布餐８台，分别位??于内箱主筋的拱顶、左右拱薦在右边墙和底??以及外环主筋的右洪肩和底拱部位，见图６?（ｅ）。??（ａ）??（ｂ）??（ｃ）??图６?
【参考文献】：
期刊论文
[1]梅家沟隧道二次衬砌开裂机理与防治措施探讨[J]. 宋浪,张红义,胡鹏. 现代隧道技术. 2019(S2)
[2]水工隧洞混凝土衬砌裂缝监测与成因分析[J]. 田振华,李宝石,王经臣. 水力发电. 2017(09)
[3]压力隧洞钢筋混凝土衬砌开裂数值模拟研究[J]. 张巍,刘镇,戴北冰,周翠英. 水电能源科学. 2017(04)
[4]鹧鸪山隧道二次衬砌开裂机理及支护时机探讨[J]. 孟陆波,潘皇宋,李天斌,张文居. 现代隧道技术. 2017(02)
[5]软岩隧道衬砌开裂机理分析及预防措施[J]. 李皓晖,虞晓卫,张旺兴,李涛,余莉. 施工技术. 2014(18)
[6]某船闸输水隧洞施工期—运行期裂缝成因与分析[J]. 崔建华,苏杰,谢小玲. 水电能源科学. 2013(10)
[7]二次衬砌施作时机的弹粘塑性有限元分析[J]. 李德武,马为功. 现代隧道技术. 2012(04)
[8]软质围岩隧洞衬砌裂缝的分析与处理[J]. 黄晓林. 人民黄河. 2008(11)
[9]浅谈隧洞衬砌混凝土裂缝产生的原因及预防措施——以二道弯隧洞为例[J]. 李世新. 中国水利. 2008(06)
[10]尾水隧洞衬砌混凝土裂缝预防及治理[J]. 王焕. 岩土力学. 2004(S1)
硕士论文
[1]水工导流隧洞混凝土衬砌开裂规律研究[D]. 陈振.重庆交通大学 2013
本文编号：3327744
【文章来源】：现代隧道技术. 2020,57(S1)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图１输水隧洞地质剖面图??Ｆｉｇ．?１?Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ?ｐｒｏｆｉｌｅ?ｏｆ?ａ?ｗａｔｅｒ?ｃｏｎｖｅｙａｎｃｅ?ｔｕｎｎｅｌ??
壤土（?Ｑ｜°ｌ４／Ｑ／）为本??Ｋ覆盖层。通过在險洞线路上钻孔进行的地质勘??探表明，覆盖层下方主要为第：三系Ｃ屺＋２）泥看、砂??鹿摊岩夹砂破岩和砂岩，见图１?＾圑２为隧洞开挖??后掌子面（Ｋ５?＋６２６）揭露的岩性憒况，桩号Ｋ５?＋??６２６洞段所在的地层岩性为泥岩，呈红褐色，泥质结??构，泥＃１?质弱胶结，厚层状，含水率较高，部分似硬??土，具有可塑一硬塑性，湿?＞手捏粉阵，可见灰白色??斑块及泥灰奢包裹体；局部：夹灰白色或红褐色透镜??体状砂岩，围岩呈潮湿状态。??图２?Ｋ５?＋６２６断面开挖揭露的岩性??Ｆｉｇ．?２?Ｌｉｔｈｏｌｏｇｙ?ｄｉｓｃｌｏｓｅｄ?ｂｙ?ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｅｃｔｉｏｎ?Ｋ５?＋６２６??２．?３地质构造??主要发育５条挤压破碎带；ＪＹ１，产状为ｆ??ＮＥ６５＇ＮＷ乙２０。，带宽８?￣２０値，带内泥质、岩屑及??碎块岩充填■，起伏光滑，可见擦痕Ｉ?ＪＹ２，产状为??ＫＷ３：１５％ＳＷＺ６０。，带宽２０？６０?ｔａｎ，＃内泥质、岩顧??及碎块岩充填，起伏光滑，可见擦痕卩Ｙ３，产状为：??勝２８５。，８￥乙２５％擎宽；２０￣４０＿，帶内泥质．、岩握??及碎块岩充填起伏光滑，可见擦痕。ＪＹ４，产状为：??ＮＷ２９５°，ＳＷＺ３５°，带宽３０?￣８０?ｃｍ，带内泥质、岩屑??及碎块若充填－，起伏光滑，．可见擦痕。ＪＹ５，产状为：??ＮＷ２％。，ＳＷ?Ｚ２５％带内泥质、＇岩屑及碎裂岩充乳??错动裂隙发育＇，错动面起伏光滑，有擦痕；不同走向??的陡倾角裂隙发育，裂隙面起伏粗糙，裂隙内海庳、??岩肩充填．，裂隙间距０．３？０．５?烏部不规则短小??陡倾角褽隙密集发育，裂隙
现代隧道技术（増刊１）??ＭＯＤＥＲＮ?ＴＵＮＮＥＬＬＩＮＧ?ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ?（?ＳＩ?）??两条开展不明显、规模较小的水平向裂缝，两条水??平裂缝间有竖向裂缝连接。??图３右边墙衬砲表面沿洞轴线的近水平裂缝??Ｆｉｇ．?３?Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ?ｃｒａｃｋｓ?ｏｎ?ｌｉｎｉｎｇ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｏｆ?ｒｉｇｈｔ?ｗａｌｌ??ａｌｏｎｇ?ｔｕｎｎｅｌ?ａｘｉｓ??＿?４左边墙持砌蠢面环尚■德??Ｆｉｇ．?４?Ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ?ｃｒａｃｋｓ?ｏｎ?ｌｉｎｉｎｇ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｏｆ?ｌｅｆｔ?ｗａｌｌ??图５右边墙衬砌裂缝处钻孔取芯??Ｆｉｇ．?５?Ｃｏｒｉｎｇ?ａｔ?ｔｈｅ?ｃｒａｃｋ?ｏｆ?ｒｉｇｈｔ?ｗａｌｌ?ｌｉｎｉｎｇ??３．?２?Ｋ５?＋?６２６断面监测数据分析??图６为Ｋ５?＋６２６断面的监测仪器种类与布置：??图。其中ＪＴ测钢拱架应力的钢板应变计共布置３??只，分别位于上台阶的拱顶、左拱肩和右拱肩部位，??见图６（ａ）＇；监测钢拱架－围岩接触压力的土压力食??共布置３台，分别位于上台阶的拱顶、左换肩和右??第５７卷（増刊１）?，２０２０年１１月出版??某输水隧洞衬砌开裂机理与除治措施探讨＿??拱膚部位，见图６（ａ）；监测一次衬砌喷混凝土－二??次衬砌混凝土接触压力的土压力盒共布置６台，分别??检于上合阶的拱顶：和右＿膚＊中台阶的左边??墙和右边墙，以及底拱部位，见图６（ｂ）；监测二次衬??砌混凝土生筋应力的钢筋应力计其布餐８台，分别位??于内箱主筋的拱顶、左右拱薦在右边墙和底??以及外环主筋的右洪肩和底拱部位，见图６?（ｅ）。??（ａ）??（ｂ）??（ｃ）??图６?
【参考文献】：
期刊论文
[1]梅家沟隧道二次衬砌开裂机理与防治措施探讨[J]. 宋浪,张红义,胡鹏. 现代隧道技术. 2019(S2)
[2]水工隧洞混凝土衬砌裂缝监测与成因分析[J]. 田振华,李宝石,王经臣. 水力发电. 2017(09)
[3]压力隧洞钢筋混凝土衬砌开裂数值模拟研究[J]. 张巍,刘镇,戴北冰,周翠英. 水电能源科学. 2017(04)
[4]鹧鸪山隧道二次衬砌开裂机理及支护时机探讨[J]. 孟陆波,潘皇宋,李天斌,张文居. 现代隧道技术. 2017(02)
[5]软岩隧道衬砌开裂机理分析及预防措施[J]. 李皓晖,虞晓卫,张旺兴,李涛,余莉. 施工技术. 2014(18)
[6]某船闸输水隧洞施工期—运行期裂缝成因与分析[J]. 崔建华,苏杰,谢小玲. 水电能源科学. 2013(10)
[7]二次衬砌施作时机的弹粘塑性有限元分析[J]. 李德武,马为功. 现代隧道技术. 2012(04)
[8]软质围岩隧洞衬砌裂缝的分析与处理[J]. 黄晓林. 人民黄河. 2008(11)
[9]浅谈隧洞衬砌混凝土裂缝产生的原因及预防措施——以二道弯隧洞为例[J]. 李世新. 中国水利. 2008(06)
[10]尾水隧洞衬砌混凝土裂缝预防及治理[J]. 王焕. 岩土力学. 2004(S1)
硕士论文
[1]水工导流隧洞混凝土衬砌开裂规律研究[D]. 陈振.重庆交通大学 2013
本文编号：3327744
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