Con el continuo avance de la construcción de infraestructura de transporte, los proyectos de túneles son cada vez más comunes. Como componente fundamental de la estructura del túnel, la calidad del revestimiento secundario influye directamente en la seguridad del funcionamiento del túnel. Debido a diversos factores de influencia, el revestimiento secundario es propenso a diferentes tipos de defectos, tales como grietas, fugas de agua, manchas y vacíos. Estos defectos no sólo afectan al túnel#39; La seguridad estructural y la vida útil del túnel. Este artículo presenta los tipos de estos defectos.

1. Las grietas

(1) grietas de temperatura: la variación de temperatura dentro del túnel es un factor significativo que causa estas grietas. Durante el día, las temperaturas dentro del túnel pueden subir debido a la temperatura del aire externo, el funcionamiento de los equipos de construcción, etc., y bajar por la noche. La dilatación y contracción térmica característica del hormigón hace que se estire y comprirepetidamente durante estas fluctuaciones de temperatura. Si el rango de variación de temperatura es grande y frecuente, la tensión generada dentro del hormigón excede su resistencia a la tracción, dando lugar a grietas de temperatura.

(2) grietas por contracción: durante el proceso de endurecimiento del hormigón, la humedad se evapora gradualmente, y el cemento sufre hidrat, lo que conduce a la contracción del volumen. Si esta contracción es restringida por encofrado, refuerzo, o concreto previamente fijado, previniendo la libre contracción, se formarán grietas de contracción. En la construcción de revestimiento secundario, factores como la proporción de mezcla de hormigón y los métodos de vertido pueden influir en la aparición de grietas por contracción. Por ejemplo, el hormigón con una alta relación agua-cemento tiende a tener más poros después de la evaporación de la humedad y una mayor contracción, por lo que es más susceptible a las grietas de contracción.

(3) grietas de asentamiento diferencial: el asentamiento irregular de la base del túnel somete la estructura de revestimiento secundario a tensiones desigu. Las condiciones geológicas donde se localizan los túneles son a menudo complejas y variables, potencialmente incluyendo estratos de suelo blando, zonas rocosas fracturadas, y otras condiciones desfavorables del suelo con una capacidad de carga desigual. Después de la finalización del túnel, la cimentpuede sufrir asentamientos diferenciales. Si la diferencia de asentamiento es significativa, la estructura del revestimiento secundario experimenta estrés como torsión y estir, resultando en grietas.

2. Grietas relacionadas con la calidad de la construcción

(1) proporción inadecuada de mezcla de hormigón: proporciones incorrectas de cemento, agregado, arena y agua afectan la resistencia y propiedades del hormigón. Por ejemplo, el contenido insuficiente de cemento resulta en una resistencia inadecuada del hormigón, por lo que es propenso a agrietarse bajo cargas externas; Una proporción excesivamente alta de agua-cemento aumenta la trabajabilidad pero reduce la fuerza y aumenta la contracción, también conduciendo a grietas.

(2) compacinadecuada durante el vertido: si la vibración durante la colocación del hormigón es insuficiente, defectos como poros y huecos permanecen dentro del hormigón. Estos defectos reducen la integridad y resistencia del hormigón. Bajo cargas externas, es probable que se formen grietas en estos puntos débiles. Además, velocidades de vertido demasiado rápidas o secuencias de vertido irrazonables también pueden conducir a una compacinadecuada y posterior agrietamiento.

(3) curado inadecuado: el hormigón requiere un curado adecuado después de su colocación para garantizar el desarrollo normal de la resistencia y la estabilidad volumétrica. Si la duración del curado es insuficiente o los métodos son inadecuados (por ejemplo, no mantener la humedad rociando agua en ambientes secos y calientes), la humedad superficial se evapora demasiado rápido, causando una rápida pérdida de humedad interna y dando lugar a grietas de contracción.

3. Fugas de agua

(1) fugas de pared lateral: la pared lateral, donde el revestimiento secundario entra en contacto con la roca circundante, es un lugar común para fugas de agua. Las causas pueden incluir una instalación inadecuada de la membrana impermeabilizante, como un ancho de solapamiento insuficiente, soldadura incompleta de cost, o fijación insegura, permitiendo que el agua subterránea penetren el revestimiento secundario en las conexiones o áreas dañadas. Además, la compacinadecuada por vibración del hormigón o las grietas/defectos existentes en el área de la pared lateral pueden proporcionar vías para la infiltración de agua.

(2) fugas de la junta de asentamiento: las juntas de asentamiento están diseñadas para acomodar deformaciones de asentamiento de la fundación, cambios de temperatura, etc., durante el túnel#39; Vida útil. Fugas en estas juntas puede ocurrir debido ala instalación incorrecta de waterstops, envejecimiento/daño de waterstops, o la falla de sellde juntas. El manejo inadecuado durante la construcción, como no adherirse a las especificaciones de diseño o mano de obra de calidad inferior, también puede causar fugas de la junta de asentamiento.

(3) fuga de junta de construcción invertida: el inverso es la estructura inferior del túnel, y sus juntas de construcción son propensas a fugas. Esto se debe principalmente a que el tratamiento de las juntas de construcción en el fondo es un reto, y la colocación de hormigón es susceptible a una compacinadecuada. Además, la presión del agua subterránea es a menudo mayor en el inverso. Si las medidas de impermeabilización en las juntas de construcción son inadecuadas, el agua subterránea se filtrará en el interior del túnel a través de estas juntas.

(4) fuga de la corona del arco: la corona del arco es la estructura superior del túnel. Debido a su posición elevada, la construcción es difícil, y asegurar la calidad de la colocación de hormigón es un reto. Si existen vacíos, compacinadecuada u otros defectos en el hormigón de la corona del arco, o si la membrana impermeabilizante no se coloca suavemente o no se fija de forma segura en esta área, pueden producirse fugas. Además, la significativa presión de la roca circundante en el techo del túnel puede compriel revestimiento secundario, ensangrietas y defectos en la corona del arco y exacerlas fugas.

4. Fabricación a partir de

(1) resistencia insuficiente del hormigón: la resistencia del hormigón es un indicador clave que garantiza la estabilidad y durabilidad de la estructura de revestimiento secundario. Factores como la proporción de mezcla inadecuada, la calidad del cemento por debajo del estándar, o la mezcla desigual pueden conducir a una resistencia insuficiente. Durante el servicio, el revestimiento secundario soporta cargas de la presión de la roca circundante, vibraciones del vehículo, etc. Si la resistencia del hormigón no es suficiente para soportar estas cargas, se produce el spalling.

(2) ciclos de congelación-deshielo: en regiones frías, el revestimiento secundario se ve afectado por los ciclos de congelación-deshielo. En invierno, las bajas temperaturas causan que el agua dentro del hormigón se congele y se expan, dañando la estructura de hormigón. Cuando las temperaturas aumentan en primavera, el hielo se derriy el agua llena los poros de nuevo. Los ciclos repetidos de congelación-deshielo acumulan daño, eventualmente causando manchas en la superficie.

(3) erosión química: el ambiente del túnel puede contener sustancias dañinas como sulfatos o cloruros. Estos pueden reaccionar químicamente con los componentes del hormigón, generando productos expansivos que crean tensiones internas y dañan la estructura del hormigón. Por ejemplo, los sulfatos reaccioncon hidróxido de calcio en el hormigón para formar sulfato de calcio, que se puede combinar con agua para formar yeso. La expansión volumétrica del yeso causa grietas y manchas. Además, la carbonatación reduce la alcalinidad del hormigón, destruyendo la película pasiva sobre el acero de refuerzo y dando lugar a la corrosión, que posteriormente causa spalling.

 5. Los vacíos

(1) compacinadecuada del hormigón: durante el vertido de hormigón, el tiempo de vibración insuficiente, la potencia inadecuada del vibrador, o la colocación incorrecta del vibrador puede conducir a defectos internos como poros y vacíos. Otros factores que afectan la calidad de la colocación, como la mala viabilidad del hormigón o la velocidad de vertido excesiva, también pueden causar vacíos.

(2) deformación del encofrado: el encofrda forma el hormigón durante la colocación. Si el encofrado carece de rigidez suficiente, tiene un soporte inadecuado o se ve sometido a impactos externos durante la construcción, puede deformarse. El encofrado deformado impide que el hormigón llene por completo el espacio previsto, lo que provoca vacíos.

(3) desprendimiento (vacíos detrás del revestimiento): desprendimiento entre el soporte inicial y el revestimiento secundario es una causa común de vacíos. Factores como una superficie de apoyo inicial desigual o un espesor desigual del hormigón proyectado pueden crear brechas entre el soporte inicial y el revestimiento secundario. Si estos huecos no se detectan y se abordan durante la colocación de hormigón de revestimiento secundario, se produce el desprendimiento. La contracción del revestimiento secundario de hormigón durante el fraguado también puede causar desprendimiento del soporte inicial.

Para concluir

En resumen, los principales tipos de defectos en los revestimientos secundarios de túneles se manifiestan como grietas, fugas de agua, salpicaduras y huecos. La aparición de estos defectos a menudo resulta de los efectos combinados de diseño, construcción, materiales y entornos externos complejos. Estos defectos no sólo están interrelacionados y a menudo son mutuamente causales (por ejemplo, las grietas conducen a fugas, las fugas exacerel spalling), sino que también debilitan gravemente la capacidad de carga estructural y la durabilidad del revestimiento secundario, lo que representa una amenaza directa para la seguridad operativa a largo plazo del túnel.

Por lo tanto, el pleno reconocimiento y comprensión de los tipos y causas de estos defectos es el primer paso hacia el mantenimiento científico, la reparación oportuna y la gestión eficaz de los túneles, y también es crucial para garantizar la integridad a largo plazo de la ingeniería de túneles.

Comprender los tipos de defectos es el primer paso; Detectar con precisión y rapidez estas "enfermedades ocultas" es clave para garantizar la seguridad del túnel. En el próximo artículo detallaremos los métodos de detección de defectos en el revestimiento secundario del túnel.