第11章 隧道常见病害与防治教案.pptVIP

一、隧道冻害类型及其成因 (一)隧道冻害的类型 1.拱部挂冰、边墙结冰 2.围岩冻胀破坏 (1)隧道拱部发生变形与开裂 (2)隧道边墙变形严重 (3)隧道内线路冻害 (4)衬砌材料冻融破坏 (5)隧底冻胀和融沉 * 3.衬砌发生冰楔 (1)硬质围岩衬砌背后积水冻胀，产生冰冻压力(称为冰劈作用)，传递给衬砌。 (2)衬砌的工作缝和变形缝充水冻胀经多次冻融循环，使裂缝不断扩大，引起衬砌裂升、疏松、剥落等病害。 4.洞内网线挂冰 隧道漏水落在铁路电力牵引区段的接触网和电力、通讯、信号架线上结冰。如不及时除掉，会坠断网线，使接触网短路、放电、跳闸，中断通讯、信号，危及行车和人身安全。 * (二)隧道冻害的成因 1.寒冷气温的作用 2.季节冻结圈的形成 3.围岩的岩性对冻胀的影响 4.隧道设计和施工的影响 * 二、隧道冻害的防治 基本措施： 综合治水、更换土壤、保温防冻、结构加强、防止融坍等 * 深埋中心防寒渗水沟 * 防寒泄水洞 * 浅埋保温侧沟(单位：mm) * 多年冻土中隧道排水系统和纵断面 * 11.5 隧道衬砌腐蚀及其防治 重庆发生一起氢氧化钾货车隧道翻车事故 * 腐蚀开裂、变酥 * 隧道衬砌腐蚀分为物理性侵蚀和化学性腐蚀两类。隧道衬砌腐蚀的主要影响因素有：衬砌污工的质量和水泥的品种，渗流到衬砌内部的环境水含侵蚀性介质的种类和浓度，环境的温度和湿度等自然条件。 * （1）物理作用 一般是指干湿变化、温度变化、冻融循环等。这些作用会使材料发生体积变化或引起内部裂纹的扩展，而使材料逐渐破坏，如混凝土、岩石、外装修材料的热胀冷缩等。 （2）化学作用 包括酸、碱、盐等物质的水溶液及有害气体的侵蚀作用。这些侵蚀作用会使材料逐渐变质而破坏，如水泥石的腐蚀，钢筋的锈蚀、混凝土在海水中的腐蚀、石膏在水中的溶解作用等。 * （3）生物作用 是指菌类、昆虫等的侵害作用，包括使材料因虫蛀、腐朽而破坏，如木材的腐蚀等。 * 环境水对混凝土侵蚀的判定标准 * 隧道衬砌腐蚀的防治措施 隧道衬砌防腐蚀措施，应首先从搞好勘测设计着手，掌握隧道工程地质和水文地质资料。查明环境水含侵蚀性介质的来源和成分，在正确判定其对衬砌混凝土侵蚀的程度的基础上，因地制宜地采取防治措施。 产生腐蚀的三个要素是，第一，腐蚀介质的存在；第二，易腐蚀物质的存在；第三，地下水的存在且具有活动性。 * 主要措施： (一)提高衬砌的密实度和整体性 (二)外掺加料法 (三)选用耐侵蚀水泥 (四)加强衬砌外排水措施 (五)使用密实的与混凝土不起化学作用的材料，在衬砌外表面做隔离防水层 (六)采用与侵蚀性环境水不起化学反应的天然石料砌筑衬砌 (七)向衬砌背后压注防蚀浆液 (八)防腐蚀混凝土 * 本课程结束! 请同学们认真复习 * * * * * * (三)裂缝宽度与深度的检测 裂缝宽度和深度是判断开裂程度的重要依据，现场测量裂缝宽度一般采用裂缝插片尺和裂缝观测仪，南京水利科学研究院采用自制的裂缝尺测量裂缝宽度。测量裂缝深度一般采用超声波探测仪。 * (四)衬砌背后空洞与密实性检测 * 诊断方法与原理 1、直接法：肉眼观察结合钻孔检测 2、声学法：撞击回波法 3、物探法：地质雷达、地震CT 4、光学法：激光扫描 5、电学法：瞬变电磁法 * 直接观察法原理 * 直接观察法原理 * 撞击回波法 　 机械应力脉冲反射原理，通过在混凝土等结构物表面敲击的办法，用电脑分析敲击反射回来的波形，从而分析结构内部的病害情况。 * 地震CT技术原理 通常，探测器所接受到的射线信号的强弱，取决于该部位截面内组织的密度。密度高的组织吸收X线较多，探测器接收到的信号较弱；密度较低的组织吸收X线较少，探测器获得的信号较强。这种不同组织对X线吸收值不同的性质可用组织的吸收系数μ来表示，所以探测器所接收到的信号强弱所反映的是地质结构不同的μ值。而CT正是利用X线穿透工程体后的衰减特性作为其诊断疾病的依据。 * 地震CT技术原理 X线衰减规律 通过电子计算机运算列出人体组织受检层面的吸收系数，并将之分布在合成图象的栅状阵列即矩阵的方格（阵元）内。矩阵上每个阵元相当于重建图象上的一个图象点，称为像素。CT的成像过程就是求出每个像素的衰减系数的过程。如果像素越小、探测器数目越多，计算机所测出的衰减系数就越多、越精确，重建出的图象也就越清晰。 * 成像地质调查 * 地震CT波速图像 *