公路隧道常见质量问题.ppt
公路隧道常见质量问题公路隧道常见质量问题 公路隧道施工常见的质量问题公路隧道施工常见的质量问题1 1、概述、概述2 2、隧道施工技术特点、隧道施工技术特点3 3、新奥法基本概念、新奥法基本概念4 4、常见病例介绍、常见病例介绍概述概述第一部分第一部分全国公路隧道达全国公路隧道达3788座、座、1841.8公里（单洞），其公里（单洞），其中特长隧道中特长隧道49处、处、191.8公里（单洞）公里（单洞）。其它隧道情况。其它隧道情况分别为：长隧道分别为：长隧道444处、处、723.2公里（单洞）公里（单洞），中隧道，中隧道577处、处、4094公里（单洞）公里（单洞），短隧道，短隧道271.8处、处、517.5公公里（单洞）里（单洞）。（06年底）1、我国公路隧道现有规模、我国公路隧道现有规模1、我国公路隧道现有规模、我国公路隧道现有规模 公路正持续不断地向山区、向水下延伸，公路隧公路正持续不断地向山区、向水下延伸，公路隧道建设的增长量达每年道建设的增长量达每年100100余公里。隧道长度由过去余公里。隧道长度由过去的的3 3公里发展到现在的公里发展到现在的7 7、8 8公里甚至公里甚至1818公里的超特长公里的超特长隧道。从隧道的形式上看，从过去的两车道隧道到隧道。从隧道的形式上看，从过去的两车道隧道到今天的三车道隧道、四车道隧道、连拱隧道、小间今天的三车道隧道、四车道隧道、连拱隧道、小间距隧道、分岔隧道。现在，公路隧道的建设、防灾、距隧道、分岔隧道。现在，公路隧道的建设、防灾、监控、养护等技术已取得丰硕成果。监控、养护等技术已取得丰硕成果。公路隧道建设还将持续高速发展。公路隧道建设还将持续高速发展。我国地域自然条件差异较大我国地域自然条件差异较大,隧道穿越山体的隧道穿越山体的工程地质及水文地质条件复杂多变，隧道受设计工程地质及水文地质条件复杂多变，隧道受设计与施工技术条件的限制，从已建成的公路隧道看，与施工技术条件的限制，从已建成的公路隧道看，渗漏水、衬砌开裂、拱背空洞、衬砌厚度不够、渗漏水、衬砌开裂、拱背空洞、衬砌厚度不够、混凝土强度劣化、路面开裂、路面冒水等现象严混凝土强度劣化、路面开裂、路面冒水等现象严重。重。我国目前很多公路隧道处于病害发育的亚健我国目前很多公路隧道处于病害发育的亚健康状态，有些隧道已经进入到养护维修期，康状态，有些隧道已经进入到养护维修期，衬砌开裂衬砌开裂渗渗 漏漏 水水渗渗 漏漏 水水渗渗 漏漏 水水渗渗 漏漏 水水混凝土劣化混凝土劣化路面开裂路面开裂路面冒水路面冒水路面隆起路面隆起衬砌背后空洞衬砌背后空洞衬砌厚度不够衬砌厚度不够衬衬砌砌掉掉块块隧道施工技术特点隧道施工技术特点第二部分第二部分1 1、隧道施工技术特点、隧道施工技术特点1)隧道施工是在有原始应力场的介质内构筑结构，隧道施工是在有原始应力场的介质内构筑结构，即即:“先有荷载，后有结构先有荷载，后有结构”。2)隧道工程的结构的受力是不确定的。隧道工程的结构的受力是不确定的。3)隧道开挖方法、支护时间、支护刚度对结构受力影响隧道开挖方法、支护时间、支护刚度对结构受力影响很大。很大。4)设计是以工程类比为主、计算为辅，实行动态设计。设计是以工程类比为主、计算为辅，实行动态设计。5)隧道施工环境恶劣，能见度差、空气质量差、噪音大。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。影响工人的工作情绪和技能发挥。6)地下水排水困难、泥浆难以清除，影响结构质量地下水排水困难、泥浆难以清除，影响结构质量1 1、隧道施工技术特点、隧道施工技术特点7）隧道不可预见的因素较多。）隧道不可预见的因素较多。8)施工作业空间小，各工序干扰大。施工作业空间小，各工序干扰大。9)施工工人技术水平普遍低。施工工人技术水平普遍低。10)各工序检查手段落后，有些还没有有效的检测各工序检查手段落后，有些还没有有效的检测 手段；手段；11)隧道工程大部分是隐密工程，只有一个可视隧道工程大部分是隐密工程，只有一个可视 面，工程隐患难以发现。面，工程隐患难以发现。12)工程质量难以通过表面观察进行评价，表面显示工程质量难以通过表面观察进行评价，表面显示出来的问题，难以判断问题的实质。出来的问题，难以判断问题的实质。第三部分第三部分新新 奥奥 法法三、新三、新 奥奥 法法 1、新奥法的基本概念、新奥法的基本概念 2、新奥法的力学特征、新奥法的力学特征 3、新奥法的设计原则、新奥法的设计原则 4、新奥法及其技术特点、新奥法及其技术特点 5、新奥法与喷锚支护的关系、新奥法与喷锚支护的关系 6、喷射混凝土的作用机理、喷射混凝土的作用机理 7、锚杆的作用机理、锚杆的作用机理 8、隧道施工顺序和要求、隧道施工顺序和要求1 1、新奥法的基本概念新奥法的基本概念 新奥法是由奥地利的一位地质新奥法是由奥地利的一位地质专家在专家在50年代年代总结了前人的经验后所提出来的总结了前人的经验后所提出来的一一套隧道设计、施工技术套隧道设计、施工技术。是新奥地利隧道是新奥地利隧道施工方法的简称施工方法的简称,它的英文名字是它的英文名字是(New Austrian TunnelingMethod),简写简写（NATM）新奥法不是能用一句话能回答的，他是新奥法不是能用一句话能回答的，他是一种设计施工思想、一套方法。一种设计施工思想、一套方法。1 1、新奥法的基本概念、新奥法的基本概念 新奥法的核心是：新奥法的核心是：最大限度地利用和发最大限度地利用和发挥围岩的自承能力挥围岩的自承能力，围岩不仅仅是荷载也是围岩不仅仅是荷载也是结构的一部分结构的一部分,而且是结构的主要部分。而且是结构的主要部分。在整个工程的设计、施工过程中，以利用在整个工程的设计、施工过程中，以利用和发挥围岩的自承能力为基本出发点和发挥围岩的自承能力为基本出发点，采取采取各种工程措施各种工程措施，使围岩成为隧道承载体系的，使围岩成为隧道承载体系的一部分。一部分。1 1、新奥法的基本概念、新奥法的基本概念 新奥法，新奥法，是应用岩体力学理论，以维护是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自稳能力为基点，采用和利用围岩的自稳能力为基点，采用锚杆和锚杆和喷射混凝土为主要支护手段喷射混凝土为主要支护手段，及时地进行支，及时地进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护，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。量测、监控来指导隧道施工的方法。2 2、新奥法的力学特征、新奥法的力学特征 围岩的力学特征，根据岩体力学理论围岩的力学特征，根据岩体力学理论芬纳公式（芬纳公式（Fenner）1)1(RpcctgcctgPooi2 2、新奥法的力学特征、新奥法的力学特征圆形洞室计算简图圆形洞室计算简图 2 2、新奥法的力学特征、新奥法的力学特征围岩位移及支护抗力特征曲线围岩位移及支护抗力特征曲线2 2、新奥法的力学特征、新奥法的力学特征 通过上面分析我们可以认识到：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）围岩所需的支护抗力是变化的,他与岩体本他与岩体本身性质、结构刚度和支护时间有关；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。）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。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）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）洞室能否稳定重要位量的大小、变化速率）洞室能否稳定重要指标。指标。2 2、新奥法的力学特征、新奥法的力学特征 实际施工中，很多时要分几次施作初期支护，实际施工中，很多时要分几次施作初期支护，是因为洞室开挖后，要及时进行初期支护，封闭围是因为洞室开挖后，要及时进行初期支护，封闭围岩，但刚度不能太大，要让围岩在有控制的条件下岩，但刚度不能太大，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、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。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。支护，或提早施作二次衬砌。3 3、新奥法的原则、新奥法的原则 1）最大限度地利用和发挥围岩的自承能力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）隧道的支护结构，是要解决如何有效地控制变形问题。制变形问题。3）要允许围岩有一定的变形（也包括结构的）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，使支护承受变形），不要试图阻止围变形，使支护承受过大压力；过大压力；要限制围岩变形，要防止围岩要限制围岩变形，要防止围岩过大变形，过大变形，发生垮塌。发生垮塌。3 3、新奥法的原则、新奥法的原则 4）应在适宜的时机，构筑适宜的支护结）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。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！）要早支护、柔支护，不能顶着干！6）要求支护结构与围岩尽早地密贴，共同）要求支护结构与围岩尽早地密贴，共同 工作。工作。3 3、新奥法的设计原则、新奥法的设计原则 7）通过现场监控量测，掌握围岩应力状态）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。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）根据隧道围岩力学概念和原则，进行隧道的设计和施工，有效地、充分地利用围道的设计和施工，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、岩天然的自承能力，保证隧道结构安全、节省工程费用。节省工程费用。4 4、新奥法技术特点、新奥法技术特点1）要求采用光面爆破（开挖面平顺）断面轮）要求采用光面爆破（开挖面平顺）断面轮廓尽量圆顺，避免应力集中廓尽量圆顺，避免应力集中2）初期支护及时施作、紧贴围岩、及早闭合）初期支护及时施作、紧贴围岩、及早闭合3）开展现场监控量测工作）开展现场监控量测工作4）根据现场量测确认和修改支护参数，调整）根据现场量测确认和修改支护参数，调整施工方法。施工方法。4 4、新奥法技术特点、新奥法技术特点5）动态设计与施工）动态设计与施工6）考虑预留变形量）考虑预留变形量7）强调施工方法与施工顺序）强调施工方法与施工顺序8）“理论导向、测试定量、经验判断理论导向、测试定量、经验判断”。5 5、新奥法与喷锚支护的关系、新奥法与喷锚支护的关系 1）喷锚支护不是新奥法。）喷锚支护不是新奥法。2）喷锚支护是）喷锚支护是目前目前最简便、最经济、最有最简便、最经济、最有效的快速柔性支护结构、是利用和发挥围岩效的快速柔性支护结构、是利用和发挥围岩的自承能力的自承能力最主要的、最有效的支护手段最主要的、最有效的支护手段 3 3）喷锚支护是一种加固围岩、抑制围岩变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，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、与围岩共具有支护及时、柔性、紧贴围岩、与围岩共同变形等特点，同变形等特点，6 6、喷射混凝土的作用机理、喷射混凝土的作用机理 1 1）特点：）特点：a)a)喷射混凝土支护、施作速度快、早期强度喷射混凝土支护、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。高、密实度好、与隧道围岩紧密粘结的突出优点。b)b)隧道开挖后及时施作喷混凝土支护，可以隧道开挖后及时施作喷混凝土支护，可以起到封闭岩面、填充坑凹及裂隙、防止风化松动、起到封
