隧道及地下工程的灾害、事故及其防治技术

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1、隧道及地下工程的灾害、事故及其防治技术张子新教授、博导同济大学地下建筑与工程系，上海，200092Tel（Fax):021-65982986E-mail:zxzhang@tongji.edu.cn1介绍提纲一、隧道的灾害防护、保养与养护二、隧道及地下工程事故分析2一、隧道的灾害防护、保养与养护3我国各类隧道均存在不同程度的病害。以隧道铁路为例：根据1997年技术状态检查统计，我国运营铁路有隧道5000余座。大部分存在不同程度的病害，有的还相当严重，其中发生失稳现象隧道3270座，占运营总数的65%现状4隧

2、道主要病害包括：隧道水害、衬砌裂损、隧道冻害、震害、洞内空气污染和火灾5隧道水害与隧道防水6隧道水害的种类及其危害隧道渗漏水隧道渗漏，按发生的部位分为：拱部有渗水、滴水、漏水成线和成股射流四种，边墙有渗水、淌水两种，少数有涌水灾害。危害：隧道渗水对隧道稳定、洞内设施、行车安全、地面建筑和隧道周围水环境产生诸多不利影响甚至威胁。衬砌周围积水危害:水压过大时导致衬砌破裂软化围岩，从而加大衬砌压力，导致衬砌破裂膨胀性围岩体积膨胀，导致衬砌破裂寒冷地区引发冻胀病害7潜流冲刷概念：由于地下水渗流和流动而产生的冲刷和溶蚀

3、作用。危害：衬砌基础下沉，边墙开裂或仰拱、整体道床下沉开裂围岩滑移错动导致衬砌变形开裂超挖回填不实或未全部回填着，引起围岩坍塌，导致衬砌破坏。89边墙溶洞出水10涌水11水害的成因可以归结为客观和主观两方面原因：隧道穿越含水的不良地层隧道衬砌防水及排水设施不完善12防水设计应考虑地表水、地下水、毛细管水等的作用，以及由于人为因素引起的附近水文地质改变的影响防水原则：防、排、截、堵相结合，刚柔并济，因地制宜，综合治理。隧道防水结构多采用塑料板防水层和防水混凝土。同时要重视混凝土的“裂缝”处理。对于承受高压水的隧

4、道防水或防水要求高的地下工程要考虑多层防线，层层设防。隧道的防水设计13细部构造防水隧道与地下结构的施工缝、变形缝、后浇带、穿墙管、埋设件、孔口等处是整个工程防水的薄弱环节，对于细部构造的设计与施工要认真对待。14施工缝防水15变形缝的防水1617隧道排水隧道排水洞内排水洞外排水竖向盲沟环向盲沟纵向盲管排水沟截水沟排水沟洞门仰坡防护1819盾构隧道防水主要是解决管片本身的防水和管片接缝的防水衬砌管片的防水方法：管片结构的自防水;管片的制作精良管片的防水措施：密封垫防水、嵌缝防水、螺栓孔防水、二次衬砌盾构隧道防

5、水2021管片接头常出现的几个问题和解决办法接头区混凝土剥落小型管道密封件22拐弯区混凝土裂开能增大柔性的几何尺寸23十字接头泄漏接口自动闭合（能在压力下自动挤出粘性物质）24密封松动倒钩设计25嵌入封顶块滑动材料表面26衬砌类型和防水：衬砌由防水混凝土，钢板或钢板与混凝土复合材料制作，在侵蚀性介质中采用耐侵蚀材料或做内衬保护层管筒的接口是关键，形式有刚性接口、刚柔结合接口和柔性接口顶管隧道防水27不同形式的顶管接头形式刚性接口刚柔结合接口28柔性接头29沉管隧道防水分为管段自身防水、管段外防水和管段接头防水

6、特点：1）采用水密型的防水技术；2）采用柔性接头，常采用的是性能优越的GINA和OMEGA型橡胶止水带所形成的柔性接头形式；3）三种防水形式的综合应用形成严密的防水体系沉管隧道防水30GINA断面止水设计31基本方法：适当疏通注浆堵水增设内防水层水害整治技术关键：分析病害成因，对症整治合理选择防水材料严格施工工艺运营隧道的水害治理32隧道衬砌裂损及其防治33衬砌裂损的常见病害衬砌变形、开裂、渗漏水端墙、侧墙、翼墙位移、开裂路面拱起、沉陷、错台、开裂34衬砌开裂35对不良地质地段衬砌，应贯彻“宁强勿弱，宁曲勿直

7、，加强衬砌过渡段，宁长勿短”的原则尽量减少对围岩的的扰动，提高衬砌质量。大力推广光面爆破，锚喷支护，提高混凝土永久性衬砌的抗裂、抗渗性能。预防措施36衬砌变形、开裂的治理措施若衬砌背面存在空隙，可在衬背压注水泥砂浆由于衬砌厚度不足,年久变质，或裂缝区域过大，影响到衬砌强度，可在衬砌面喷射混凝土衬砌裂缝稳定时处理可采用压注环氧水泥砂浆或水泥砂浆的方法加固对于衬砌表面腐蚀、剥落及灰缝脱落可先清除表面然后加喷一层混凝土整治措施37路面拱起、沉陷、错台、开裂处理诱因采取措施围岩侧压力过大，导致两边侧墙内移而引起的路面

8、拱起在路面下加设水平支撑路面局部沉陷、错台、严重碎裂挖出破损的路面以及其下部的基层，重铺路面治理渗漏水，并将水引入两侧边沟38无损检测3940对洞口的检查与养护须引起注意的方面：挡墙、边坡的稳定性洞口的排水、防水系统危石41泥石流堵塞洞口4243隧道冻害44常见的冻害种类：拱部挂冰、边墙结冰；围岩冻胀破坏，引起衬砌变形破坏；衬砌发生冰楔隧道内网线挂冰危害性：隧道冻害会导致衬砌冻胀开裂，甚至疏松剥落，