隧道学习-隧道常见病害与防治(第十一章PPT课件

1、学习本课程的目的：学习本课程的目的：第1页/共80页11.1 11.1 概述概述11.2 11.2 隧道的水害及其防治隧道的水害及其防治11.3 11.3 隧道衬砌裂损及其防治隧道衬砌裂损及其防治11.4 11.4 隧道冻害及其防治隧道冻害及其防治11.5 11.5 隧道衬砌腐蚀及其防治隧道衬砌腐蚀及其防治第2页/共80页11.1 11.1 概述概述 1 1、隧道病害现状、隧道病害现状(1)(1)隧道的主体是人工地下结构，处于天然介隧道的主体是人工地下结构，处于天然介质的环境中；质的环境中；(2)(2)与发达国家相比，我国的公路隧道建设起与发达国家相比，我国的公路隧道建设起步较晚。设计、施丁经

2、验都存在一定的差距，步较晚。设计、施丁经验都存在一定的差距，思想认识上也存在偏见和畏难情绪；思想认识上也存在偏见和畏难情绪； 第3页/共80页(3)(3)在运营中会出现渗漏水在运营中会出现渗漏水( (水害水害) )、衬砌裂损、衬砌裂损、隧道冻害、衬砌腐蚀、震害和洞内空气污染隧道冻害、衬砌腐蚀、震害和洞内空气污染等病害，还有火灾威胁口这些病害和危害对等病害，还有火灾威胁口这些病害和危害对隧道的安全、舒适、正常运营有重要影响和隧道的安全、舒适、正常运营有重要影响和威胁；威胁；(4)(4)日本的一些有识之士提出日本的一些有识之士提出“20202020年的警年的警钟钟”，即，即“日本将从一个土建大国变

3、成修缮日本将从一个土建大国变成修缮大国大国”。20202020年的结构物维护费用和改建年的结构物维护费用和改建费用，仅建设省就超过费用，仅建设省就超过2 2兆亿日元，是现在兆亿日元，是现在的的3 3倍，维护费用将是国家财政的巨大负担。倍，维护费用将是国家财政的巨大负担。 第4页/共80页2 2、我国隧道养护面临的主要问、我国隧道养护面临的主要问题题 已建隧道营运状态堪忧已建隧道营运状态堪忧; ;(2)(2)隧道施工单位的良莠不齐和隧道施工单位的良莠不齐和“重建设、重建设、轻维护轻维护”的理念的理念; ;(3)(3)我国隧道建设与维护的经验相对国外我国隧道建设与维护的经验相对国外来讲，目前尚存在

4、一定的差距，对隧道来讲，目前尚存在一定的差距，对隧道健康的认识存在着严重不足。健康的认识存在着严重不足。 第5页/共80页3 3 病害现状病害现状 (1)(1)铁路隧道铁路隧道 线别隧道总座数严重漏水(座)衬砌裂损(座)仰拱、铺底损坏(座)坍方落石(座)失格座数/失格率()陇海2328013433207/89.2成昆276170582836235/85.1襄渝4002248811786333/83.8阳安1489248318122/82.4宝成3446617437267/77.6贵昆18063323431134/74.4焦柳436952748195/44.7京原1281941683/64.8襄

5、黔319333435117/36.7第6页/共80页 (2)公路隧道 公路隧道普遍存在渗漏水现象，20世纪60年代以前修建的隧道大多未作防水处理，渗漏水问题突出。近年来一些新建的公路隧道，也存在较严重的渗漏水。公路隧道渗漏水已被列为公路工程之一。 公路隧道内以内燃机动车为主，废气、有害气体排放量大，通风不良引起的洞内空气污染问题普遍存在口另外，由于照明设计或运营管理不善，隧道内部亮度及照度达不到规范要求，导致交通事故。这些问题极有可能引发灾难性的火灾事故。 第7页/共80页 第8页/共80页防治要点: 1、预防为主 2、早期发现 3、及时维护 4、对症下药 第9页/共80页11.2 11.2

6、隧道的水害及其防治隧道的水害及其防治 一、隧道水害的类型及其成因 1 1、类型、类型第10页/共80页2 2、成因、成因第11页/共80页 第12页/共80页 第13页/共80页 第14页/共80页 第15页/共80页11.3 11.3 隧道衬砌裂损及其防治隧道衬砌裂损及其防治 第16页/共80页 第17页/共80页第18页/共80页第19页/共80页 第20页/共80页第21页/共80页 第22页/共80页2 2、衬砌开裂的描述与观测计、衬砌开裂的描述与观测计 ( (一一) )开裂的描述开裂的描述第23页/共80页(2)(2)裂缝宽度与分级裂缝宽度与分级 裂缝开裂宽度在缝口处沿垂直裂面方裂缝

7、开裂宽度在缝口处沿垂直裂面方向量取。向量取。 缝宽缝宽 按大小分为四级：按大小分为四级： (1)(1)毛裂缝毛裂缝( (又叫发丝又叫发丝) 0.3mm) 0.3mm (2) (2)小裂缝小裂缝 0.3mm0.3mm2mm 2mm (3) (3)中裂缝中裂缝 2mm2mm20mm20mm (4) (4)大裂缝大裂缝 20mm 20mm 第24页/共80页(3)(3)裂缝间距裂缝间距 具有走向大致相同的相邻裂缝间距，具有走向大致相同的相邻裂缝间距，用以表述衬砌破碎程度，一般宜取每一用以表述衬砌破碎程度，一般宜取每一个节段单位来分析，前者为水平错距，个节段单位来分析，前者为水平错距，后者成为垂直错距

8、。后者成为垂直错距。第25页/共80页(4)(4)裂缝密度裂缝密度 裂缝密度是表述衬砌裂损的另一种形裂缝密度是表述衬砌裂损的另一种形态指标，分为节段裂缝密度和节段局部态指标，分为节段裂缝密度和节段局部裂缝密度。裂缝密度。SSddbbbSS 第26页/共80页 ( (二二) )衬砌裂损的检测衬砌裂损的检测第27页/共80页 ( (二二) )衬砌裂损的检测衬砌裂损的检测第28页/共80页 ( (二二) )衬砌裂损的检测衬砌裂损的检测第29页/共80页 ( (二二) )衬砌裂损的检测衬砌裂损的检测第30页/共80页 ( (三三) )裂缝宽度与深度的检测裂缝宽度与深度的检测 裂缝宽度和深度是判断开裂程

9、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。 第31页/共80页 ( (四四) )衬砌背后空洞与密实性检测衬砌背后空洞与密实性检测 第32页/共80页诊断方法与原理诊断方法与原理1、直接法直接法：肉眼观察结合钻孔检：肉眼观察结合钻孔检测测2、声学法声学法：撞击回波法：撞击回波法3、物探法物探法：地质雷达、地震：地质雷达、地震CT4、光学法光学法：激光扫描：激光扫描5、电学法电学法：瞬变电磁法：瞬变电磁法 第33页/共80页直接观察法原理直接观察法原理第34页/共80页直接观察法原理直接观察法原理

10、第35页/共80页撞击回波法撞击回波法 第36页/共80页地震地震CT技术原理技术原理 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。 第37页/共80页地震地震CT技术原理技术原理 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

11、。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。deII0第38页/共80页成像地质调查成像地质调查第39页/共80页地震地震CT波速图像波速图像第40页/共80页地震地震CT图像图像第41页/共80页地震成像地震成像第42页/共80页地质雷达波速图地质雷达波速图1第43页/共80页地质雷达波速图地质雷达波速图2第44页/共80页地质雷达成像技术地质雷达成像技术第45页/共80页地质雷达剖面图地质雷达剖面图第46页/共80页雷达分辨提高技术雷达分辨

12、提高技术第47页/共80页激光扫描技术原理激光扫描技术原理第48页/共80页激光扫描技术原理激光扫描技术原理第49页/共80页瞬变电磁法瞬变电磁法 第50页/共80页瞬变电磁仪器瞬变电磁仪器第51页/共80页工程应用工程应用第52页/共80页第53页/共80页 第54页/共80页第55页/共80页 第56页/共80页第57页/共80页第58页/共80页第59页/共80页第60页/共80页第61页/共80页11.4 隧道冻害及其防治 第62页/共80页第63页/共80页第64页/共80页第65页/共80页二、隧道冻害的防治第66页/共80页第67页/共80页第68页/共80页第69页/共80页 第70页/共80页 第71页/共80页第72页/共80页第73页/共80页 （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