隧道衬砌裂缝检测及处理方法综述
摘要:随着我国近年来高等级山区公路的大量修建,公路隧道不论是数量、规模,还是施工难度都达到了前所未有的高度,且方兴未艾。
同时,很多隧道在施工和运营过程中,会产生裂缝,目前有关隧道衬砌裂缝成因的研究已经开展,但与衬砌裂缝检测及处理方法相关的研究则不多见。
毕业论文网 关键词:隧道衬砌;裂缝;检测方法;处理方法 引言 由于受到地质、施工缺陷、设计不合理,以及围岩不均匀变形、地下水侵蚀、初期支护失效等因素的影响,隧道结构在施工和运营期会逐渐暴露出种种病害,裂缝便是其中一种主要的病害类型。
隧道衬砌裂缝产生的初期,不论是扩展运动,还是闭合运动,都会有一个明显的运动过程。
随着时间的推移,当裂缝影响因素作用减弱或者趋于平衡时,裂缝运动也会趋于稳定。
当裂缝产生和运动时,就需要一些方法进行探测及处理,以达到安全合理的经济效益。
一、常用测量设备 隧道在施工过程中,难免会出现一些质量缺陷,例如初期支护与二次衬砌欠厚、初期支护与围岩之间存在空洞或杂物充填、初期支护与二次衬砌间脱开、钢支撑间距偏大、衬砌表面或内部存在裂缝等等,但隧道是地下工程属于半隐蔽结构,无法直接对衬砌混凝土质量、厚度、隧道围岩状况及裂缝进行检查。
因此,近几年来主要采用探地雷达作为主要检查手段,这是因为与其它方法相比,探地雷达具有连续、无损、高效和高精度等优点。
二、隧道衬砌裂缝的危害 国内外学者对公路隧道裂缝病害的处治进行了大量的研究,并取得了一些可喜的研究成果,现仅收集到的资料,将对这个问题的认识归纳如下。
(一)隧道整体病害严重,二次衬砌裂缝多、密度大,拱部和中隔墙渗漏水严重,尤其是中隔墙墙顶部位,渗漏水现象尤为突出。
中隔墙局部存在纵向和斜向荷载裂缝,这些裂缝大多伴有渗漏水现象,对结构的安全影响较大。
(二)地下水从二次衬砌墙面的裂缝渗出,墙面留下了大量污痕,很多位置裂缝处都有白色物质析出。
经过常年的累积,白色物质可能已经严重的堵塞了原设计排水系统,导致雨季时地下水从衬砌的各个薄弱环节中渗漏出来。
三、现阶段裂缝监测系统存在的主要问题 隧道裂缝检测系统分为硬件系统和软件系统。
图像采集模块和数据处理模块都可借鉴已开发并已应用的路面采集系统。
标定生成模块方面,由于隧道界限大都是弧形界面与路面明显不同,所以需要一种特殊的标定模块。
已经开发并已经投人使用的车载隧道检测系统,如日本的隧道检测系统,不能够达到快速准确进行裂缝检测,无法实现对裂缝信息的有效提取。
韩国汉阳大学开发的检测系统虽然检测精度比较高,但是车载速度还相对较慢,而且目前处于试验阶段,对隧道的实际情况的对应解决还不完善,需进一步优化。
比如检测环境中不可避免地都存在噪声,这会对后续的图像处理带来一定的困难。
隧道检测系统相比路面检测系统因为周围环境、路面的不平整等带来的噪声外,还有照明亮度的不均匀性所产生的噪声。
已有的基于图像处理的文献中对噪声的滤除有比较全面的研究,可以优化图像。
汉阳大学采用的一个具有黑点的板面,每个黑点之间分离5mm。
该检测系统是在室内进行试验,而且检测对象的选取方面没有更实际化,即没有选择一个近于隧道界面的弧形面,同时,在系统中只是应用了一个相机进行检测试验,因此存在着不合理性。
四、裂缝处治方案 按照有关规范和类似工程经验,并结合现场处治的具体措施,裂缝病害处治可采用低压注浆法对宽度>0.2mm的裂缝进行处理,对宽度参考文献: [1]王睿,漆泰岳,王华夏.隧道衬砌裂缝检测方法综述[J].四川建筑,2013,03:135—136. [2]王平让,黄宏伟,薛亚东.隧道衬砌裂缝自动检测性能影响因素模型试验研究[J].岩石力学与工程学报,2012,08:1705—1714. [3]王华夏.高速铁路隧道衬砌裂缝图像快速采集系统研究[D].西南交通大学,2013.