严寒地区隧道施工问题:

2024-12-02 4点热度 0人点赞

多年冻土及严寒地区隧道结构施工中应注意的几个问题:

乌鞘岭地区海拔高(2900-3600m)气候垂直分带性明显,气温寒冷,日温差大,阴雨风雪冰雹天气多变,冰冻时间长,本段年平均气温在-0.1-5.1℃   土壤冻结深度138cm——200cm ,在这里修建隧道与一般地区有许多不同之处,如衬砌受冻胀力,冻土热融下沉,温度应力的影响,我国多年冻土及严寒地区普遍存在着衬砌开裂现象,在某种程度上说,衬砌开裂是隧道结构物安全程度的一个综合反映,衬砌开裂的原因除了地质条件,施工影响,结构形式等因素外,冻胀力.温度应力也是隧道产生开裂的主要原因,衬砌开裂分环向.纵向.斜向几种形式。若按开裂的受力性质可分为压裂.拉裂.剪裂三种。

环向开裂是垂直于隧道纵轴的衬砌开裂,它是严寒及多年冻土地区隧道的一个突出弱点,并且非常普遍,无论隧道地质好坏,都有不同程度的环向开裂,绝大部分环向开裂产生在混凝土衬砌施工缝处,对衬砌结构的受力影响虽然不大,但衬砌一旦产生环向开裂,就成为衬砌渗.漏水的良好通道,对加速衬砌内部的风化有很大的促进作用。

水平及斜向开裂主要是由于边墙背后存在水冻胀所致,为了避免边墙产生水平及斜向开裂,必须做好排水系统,并保证排水系统不要冻结。

当衬砌背后岩石裂隙和回填空隙中地下水冻结时,水发生相变,体积骤增9%,对衬砌会产生强大的法向冻结力,由此我们可以采取下述减少冻胀力的措施:

(1)超挖回填不能采用干砌片石。最好用与衬砌同级的混凝土回填。

(2)做好衬砌背后的排水系统,使地下水于夏秋季尽量排干;

(3)改善隧道内或衬砌背后的温度条件,防止或减小冰胀作用。

洞门墙开裂分析及防止措施:

洞门墙开裂不论在严寒多年冻土地区还是寒冷地区都普遍存在,在多年冻土尤为严重。大部分洞门墙开裂产生在洞门墙中部附近,人帽石顶部开始向下裂,有的已裂到拱圈内缘。裂缝的形状是上大下小,外大里小。

1洞门墙开裂分析:

(1)洞品段岩层一般都比洞内差些,又多差半有偏压,开挖时受扰动,这种因素不但在严寒及多年冻土地区存在,在一般地区也存在。

(2)洞门仰坡范围汇集的地面水和地下水常沿洞门墙背后土壤下渗,如没有疏干措施或排水不良,就会在冬季冻胀而使洞门开裂。

(3)温度应力影响,是本地区洞门开裂的最重要原因,混凝土在灌注之后,由于水泥的水化作用,产生水化热,使混凝土的温度急剧上升。在冬季气温很低,新浇注的洞门通过与大气的热交换,温度很快下降;与此同时,洞门墙要产生收缩。假若洞门墙不受约束,则会自由收缩,实际洞门要受到四个方面的约束:底面受洞门自重和洞门圬工地基粘接力的约束;洞门两侧受洞门圬工与路堑边坡岩石粘结力的约束,墙背受洞门与山体岩石粘结力的约束,只有洞门正面及顶面为自由面。故当洞门墙收缩时,其中部由于受拉而断裂。

预防洞门发生开裂的措施:

(1)最好在暖季浇注洞门混凝土圬工;

(2)在洞门墙后砌筑渗水竖盲沟,将墙背土壤中的水尽量疏干;

(3)在洞门顶部加设一部分受力钢筋。

(4)若在洞门顶部设置一道伸缩缝,任其随着温度的变化面伸缩,并不影响洞门墙的受力状态。

严寒地区冻胀性土壤上隧道洞门基础埋置深度问题:隧规在冻结线以下0.25m。建议埋置深度3/4的最大冻土深度。

 

雅居云录

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