Avec l’avancement continu de la construction d’infrastructures de transport, les projets de tunnels sont de plus en plus fréquents. En tant qu’élément essentiel de la structure du tunnel, la qualité du revêtement secondaire a une incidence directe sur l’exploitation sécuritaire du tunnel. En raison de divers facteurs, la garniture secondaire est sujette à différents types de défauts, comme des fissures, des fuites d’eau, des écaillissements et des vides. Ces défauts affectent non seulement le tunnel et#39; La sécurité de la structure et la durée de vie du tunnel. Cet article présente les types de ces défauts.

1. fissures

(1) fissures de température: la variation de température à l’intérieur du tunnel est un facteur important à l’origine de ces fissures. Pendant la journée, les températures à l’intérieur du tunnel peuvent augmenter en raison de la température de l’air extérieur, du fonctionnement des équipements de construction, etc., et baisser la nuit. La dilatation et la contraction thermiques qui caractérisent le béton entraînent son étirement et sa compression répétées pendant ces fluctuations de température. Si la plage de variation de température est grande et fréquente, la contrainte générée à l’intérieur du béton dépasse sa résistance à la traction, ce qui entraîne des fissures de température.

(2) fissures de retrait: pendant le processus de durcissement du béton, l’humidité s’évapore graduellement, et le ciment subit l’hydratation, les deux conduisant au retrait du volume. Si ce retrait est freiné par des coffrages, des armatures ou du béton préalablement fixé, ce qui empêche la contraction libre, des fissures de retrait se formeront. Dans la construction de revêtements secondaires, des facteurs tels que la proportion du mélange de béton et les méthodes de coulée peuvent influencer l’apparition de fissures de retrait. Par exemple, le béton avec un rapport eau-ciment élevé a tendance à avoir plus de pores après l’évaporation de l’humidité et un plus grand retrait, ce qui le rend plus sensible aux fissures de retrait.

3) fissures de tassement différentiel: un tassement inégal de la fondation du tunnel soumet la structure de garnissage secondaire à des contraintes inégales. Les conditions géologiques dans lesquelles se trouvent les tunnels sont souvent complexes et variables, pouvant inclure des strates de sol molles, des zones de roches fracturées et d’autres conditions de sol défavorables avec une capacité portante inégale. Après l’achèvement du tunnel, la fondation peut subir un tassement différentiel. Si la différence de tassement est importante, la structure de garnissage secondaire subit des contraintes telles que des torsions et des étirements, ce qui entraîne des fissures.

2. Fissures liées à la qualité de la Construction

(1) Proportion incorrecte de mélange de béton: des rapports incorrects de ciment, d’agrégat, de sable et d’eau affectent la résistance et les propriétés du béton. Par exemple, une teneur insuffisante en ciment entraîne une résistance insuffisante du béton, ce qui le rend susceptible de fissuration sous l’effet de charges extérieures; Un rapport eau-ciment trop élevé augmente la maniabilité mais réduit la résistance et augmente le retrait, entraînant également des fissures.

(2) compactage inadéquat pendant la coulée: si les vibrations pendant la mise en place du béton sont insuffisantes, des défauts tels que des pores et des vides restent à l’intérieur du béton. Ces défauts réduisent l’intégrité et la résistance du béton. Sous des charges externes, il est probable que des fissures se forment à ces points faibles. En outre, des vitesses de coulée trop rapides ou des séquences de coulée déraisonnables peuvent également conduire à un compactage inadéquat et à la fissuration subséquente.

(3) durcissement inadéquat: le béton nécessite un durcissement approprié après le placement pour assurer le développement normal de la résistance et la stabilité volumétrique. Si la durée de durcissement est insuffisante ou si les méthodes sont inadéquates (p. ex., ne pas maintenir l’humidité en arrosant de l’eau dans des environnements chauds et secs), l’humidité de surface s’évapore trop rapidement, ce qui entraîne une perte rapide d’humidité interne et des fissures de rétrécissement.

3. Fuite d’eau

(1) fuite des parois latérales: la paroi latérale, où le revêtement secondaire entre en contact avec la roche environnante, est un endroit courant pour les fuites d’eau. Les Causes peuvent inclure une mauvaise installation de la membrane d’étanchéité, comme une largeur de chevauchement insuffisante, un soudage incomplet des joints ou une fixation non sûre, permettant à l’eau souterraine de pénétrer dans le revêtement secondaire des raccords ou des zones endommagées. De plus, un compactage inadéquat du béton par vibration ou des fissures ou des défauts existants dans la zone des parois latérales peuvent permettre l’infiltration d’eau.

(2) fuite du Joint de tassement: les joints de tassement sont conçus pour accommoder les déformations dues au tassement de la fondation, aux changements de température, etc., pendant le tunnel.#39; S durée de vie. Des fuites à ces joints peuvent se produire en raison d’une mauvaise installation des butées d’eau, du vieillissement ou des dommages des butées d’eau, ou de la défaillance des produits d’étanchéité des joints. Une mauvaise manipulation au cours de la construction, comme le non-respect des spécifications de conception ou une exécution de qualité inférieure, peut également causer des fuites dans les joints de fixation.

(3) fuite de Joint de Construction inversée: l’inversion est la structure inférieure du tunnel, et ses joints de Construction sont sujets à la fuite. Ceci est principalement dû au fait que le traitement des joints de construction dans le sens inverse est difficile et que la mise en place du béton est sujette à un compactage inadéquat. En outre, la pression des eaux souterraines est souvent plus élevée à l’inversion. Si les mesures d’imperméabilisation des joints de construction sont insuffisantes, l’eau souterraine s’infiltre dans l’intérieur du tunnel à travers ces joints.

(4) fuite de la couronne de l’arc: la couronne de l’arc est la structure supérieure du tunnel. En raison de sa position élevée, la construction est difficile, et assurer une qualité de placement concrète est difficile. S’il y a des vides, un compactage inadéquat ou d’autres défauts dans le béton de la couronne de l’arc, ou si la membrane d’étanchéité n’est pas posée doucement ou fixée solidement dans cette zone, des fuites peuvent se produire. De plus, une pression importante de la roche environnante sur le toit du tunnel peut presser le revêtement secondaire, élargir les fissures et les défauts dans la couronne de l’arc et exacerber les fuites.

4. écaillage

(1) résistance insuffisante du béton: la résistance du béton est un indicateur clé assurant la stabilité et la durabilité de la structure de revêtement secondaire. Des facteurs comme une mauvaise proportion du mélange, une qualité de ciment inférieure aux normes ou un mélange inégal peuvent conduire à une résistance insuffisante. En service, le garnissage secondaire supporte les charges dues à la pression de la roche environnante, aux vibrations du véhicule, etc. Si la résistance du béton est insuffisante pour résister à ces charges, il se produit une écaillage.

(2) Cycles gel-dégel: dans les régions froides, le revêtement secondaire est affecté par des Cycles gel-dégel. En hiver, les basses températures provoquent le gel et la dilatation de l’eau dans le béton, endommageant la structure en béton. Lorsque les températures montent au printemps, la glace fond et l’eau remplit de nouveau les pores. Des cycles répétés de gel et de dégel accumulent des dommages qui finissent par causer une écaillage en surface.

(3) érosion chimique: l’environnement du tunnel peut contenir des substances nocives comme des sulfates ou des chlorures. Ceux-ci peuvent réagir chimiquement avec les composants du béton, générant des produits expansifs qui créent des contraintes internes et endommagent la structure du béton. Par exemple, les sulfates réagissent avec l’hydroxyde de calcium dans le béton pour former du sulfate de calcium, qui peut se combiner avec l’eau pour former du gypse. L’expansion volumétrique du plâtre provoque des fissures et des écaillages. De plus, la carbonatation réduit l’alcalinité du béton, détruisant le film passif sur l’acier d’armature et conduisant à la corrosion, qui provoque par la suite l’écaillage.

 5. vides

(1) compactage inadéquat du béton: pendant le coulage du béton, le temps de vibration insuffisant, la puissance inadéquate du vibrateur, ou le placement inapproprié du vibrateur peuvent conduire à des défauts internes comme des pores et des vides. D’autres facteurs influant sur la qualité du placement, comme une mauvaise maniabilité du béton ou une vitesse de coulée excessive, peuvent également causer des vides.

(2) déformation du coffrage: le coffrage façonne le béton lors de la mise en place. Si le coffrage manque de rigidité suffisante, a un support inadéquat ou est soumis à des chocs extérieurs pendant la construction, il peut se déformer. Les coffrages déformés empêchent le béton de remplir complètement l’espace prévu, ce qui crée des vides.

(3) détachement (vides derrière le garnissage): le détachement entre le soutènement initial et le garnissage secondaire est une cause fréquente de vides. Des facteurs comme une surface de support initiale inégale ou une épaisseur inégale du béton projeté peuvent créer des espaces entre le support initial et le revêtement secondaire. Si ces lacunes ne sont pas détectées et corrigées lors de la pose du béton du revêtement secondaire, il y a détachement. Le retrait du béton de revêtement secondaire au cours de la prise peut également entraîner un décollement par rapport au support initial.

Pour finir

En résumé, les principaux types de défauts des revêtements secondaires des tunnels se manifestent par des fissures, des fuites d’eau, des écaillages et des vides. L’apparition de ces défauts résulte souvent des effets combinés de la conception, de la construction, des matériaux et des environnements externes complexes. Ces défauts sont non seulement interdépendants et souvent liés entre eux (par exemple, les fissures provoquent des fuites, les fuites aggravent l’écaillage), mais ils affaiblissent considérablement la portance et la durabilité structurelles du revêtement secondaire, ce qui menace directement la sécurité opérationnelle à long terme du tunnel.

Par conséquent, reconnaître et comprendre pleinement les types et les causes de ces défauts est la première étape vers l’entretien scientifique, la réparation en temps opportun et la gestion efficace des tunnels, et est également crucial pour assurer l’intégrité à long terme de l’ingénierie des tunnels.

Comprendre les types de défauts est la première étape; La détection précise et rapide de ces " maux cachés " est essentielle pour assurer la sécurité du tunnel. Dans le prochain article, nous détaillerons les méthodes de détection des défauts de revêtement secondaire des tunnels.