《隧道养护与维修》知识汇总讲座提纲

《隧道养护与维修》知识汇总讲座提纲张运良1主要内容三、隧道养护、维维修技术要点点一、隧道基本知知识二、隧道病害等等级确定一隧道基本知识1.1.隧道道控基本概念念◆是一种修建建在地下的工工程建筑物。◆修建在地下下、两端有出出入口，供车车辆、行人、水流及管线等通通过的通道(在保留上部部地层的前提下开挖出能够够提供某种用用途的地下空空间)。1.隧道(tuunnel))52.隧道建筑筑限界隧道建筑限界是是为了保证隧隧道内各种交交通的正常运行与安全全，而规定在在一定宽度和和高度范围内不得有任何障障碍物的空间间范围。总的来说，隧道道建筑限界是是指衬砌内缘缘不能侵入的轮廓线。公路隧道建筑限限界组成部分分◆行车道宽度度（W）◆侧向宽度（L）◆人行道（RR）或检修道道（J）当设置人行道时时，含余宽（C）◆车道数7公路隧道建筑限限界组成部分分8公路隧道建筑限限界标准9铁路隧道公路隧道地下铁道人行通道交通类隧道引水隧道尾水隧道导流隧道泄洪隧道水工隧道给水隧道排水隧道管路隧道市政隧道采矿巷道运输巷道矿山隧道按隧道的用途人防隧道101.2.隧道分分类特大断面（>1100m22）大断面（50～～100m2）中等断面（100～50m22）小断面（3～110m2）极小断面（<33m2）这是按国际隧道道协会(ITA——InterrnatioonalTunnelAssocciatioon)的定义数值值划分的。按开挖断面大小小分:11公路：特长隧道道L＞3000mm长隧道30000＞L＞1000mm中长隧道10000＞L＞500m短隧道L＜5000m按隧道长度分((山岭隧道):铁路：特长隧道道L＞100000m长隧道100000＞L＞3000mm中长隧道30000＞L＞500m短隧道L＜5500m12在线路翻越山岭岭地段，通过过修建隧道可可减少展线长度，使线路路平直。这是是山岭交通隧隧道的最大功能。在设计上上一般把这种种隧道称为越岭隧道1.3交通通隧道的功能能交通隧道是指专专供铁路或公公路运输使用用的地下工程结构物。它它是铁路或公公路的重要组组成部分之一一。1.克服高程障障碍:131.3交通隧隧道的功能14在线路沿河谷绕绕行时，为避免不不良地质地段，如滑滑坡等，用隧道来裁裁弯取直时，可缩短短线路长度这种隧道道一般称为傍山隧隧道或河谷隧道2.裁弯取直((缩短线路):1.3交通隧隧道的功能15例如：（1）大大瑶山隧道（铁铁路）16例如：（2）蕉蕉溪岭隧道群群（公路）17对于容易发生塌塌方、掉石、泥泥石流、滑坡坡等病害地段，修建隧隧道可大大改改善运营条件件，保证行车车安全，节省养护护维修费用。3.避开不良地地质地段:例如，当一条线线路有可能是是从滑坡地段段上通过时，可把线路往往里挪动一些些，用隧道通通过。1.3交通隧隧道的功能181.3交通隧隧道的功能194.避开其他重重要建筑或工工程等:◆与公路、城城市主干道的的交叉处◆穿越城区重重要建筑物◆穿越城区重重要风景、园园林区域◆绕避大型水水利枢纽工程程等1.3交通隧隧道的功能201.3交通隧隧道的功能21长沙市湘江营盘盘路隧道22长沙市湘江营盘盘路隧道2311、洞身身结构目前隧道中普遍遍采用的结构构型式：复合式衬砌==初期支护+(防水层)+二次衬砌1.4交通通隧道结构隧道洞身支护结结构——复合式衬砌砌Φ22锚杆，长3.0m90665204005252%路线设计标高20图2-16复合式衬砌砌结构图15452025号素砼隧底填充10号号素砼307021085154初期支护喷射220号砼，厚20cm防水层预留沉沉降量5cm25号素砼，模模注二次衬砌砌r=465328140隧道中线线路中线R=1270200R=5058125号素砼复合式衬砌2、、隧隧道洞门结构构（11）洞洞门作用)1)支支挡山体、稳稳定洞口边仰仰坡----挡墙墙性质)2)拦拦挡落石)3)汇汇排水)4)装装饰美化（2）洞门的的类型1)环框式2)端墙式3)翼墙式4)式柱式式：长大隧道道、城市附近近风景区地形条件限制不不能设置翼墙墙，设22～44个大柱墩5)台阶式6)喇叭式洞洞门7)其它类型型：削竹式带遮阳棚式环框式洞门实例例29环框式洞门实例例30环框式洞门实例例31(1)端墙的作作用支护洞口仰坡，并并将仰坡水流流汇集排出2.4.2隧道洞门的的结构类型2.端墙式洞洞门端墙32端墙式洞门端墙33端墙式洞门端墙34端墙式洞门端墙35翼墙式洞门(实实例)检查梯翼墙36翼墙式洞门(实实例)翼墙检查梯37柱式洞门38柱式洞门39柱式洞门40柱式洞门41台阶式洞门效果果图42台阶式洞门实例例43削竹式洞门实例例削竹式洞门44削竹式洞门实例例4546喇叭式洞门47二隧道病害等级确确定2.1公路隧隧道常见病害害1.隧道内渗渗漏水主要指隧道围岩岩的地下水或或部分地表水水，以渗漏或或涌出方式进入隧道内造成成的危害，包包括隧道渗漏漏水和涌水等等。2.衬砌裂损损隧道衬砌裂损的的类型，主要要有衬砌变形形、衬砌开裂裂、衬砌背后空洞、拱脚下下沉以及仰拱拱破碎（进而而引起路基下下沉、路面翻浆冒泥）等。3.衬砌腐蚀蚀主要分为物理性性侵蚀和化学学性腐蚀两类类。渗水滴水淌水纵向裂缝斜向裂缝环向裂缝网状裂缝4.隧道冻害害指隧道内水流和和围岩积水冻冻结，引起隧隧道拱部挂冰冰、边墙结冰、围岩岩冻胀、衬砌砌胀裂等，影影响到安全运运营和建筑物正常常使用的各种种病害。5.路面损毁毁主要指隧道内路路面拱起、坑坑洞、沉陷、错错台、开裂、溜滑等。6.通风不足足。7.照明不良良等。瓷砖开裂、剥落落排水沟生活垃圾圾堵塞严重人行道侧壁砼开开裂、脱落盖板损坏3.2公路隧隧道结构检查查1.土建结构构的检查工作作分为日常检查(1次/周)、定期检查(1次/年)、特别别检查和专项项检查四类。2.日常检查查是对土建结结构的外观状状况进行的日日常巡视检查查。通过日常检查，应及及时发现早期期破损、显著著病害或其他他异常情况，并确定对策措施施。3.定期检查查是按规定周周期对土建结结构的基本技技术状况进行行全面检查。通过定期检检查，应系统统掌握结构基基本技术状况况，评定结构构物功能状态，为为制订养护工工作计划提供供依据。4.特别检查查是在隧道遭遭遇自然灾害害、发生交通通事故或出现现其他异常事件后，对对遭受影响的的结构立即进进行的详细检检查。通过特别检查，应应及时掌握结结构受损情况况，为采取对对策措施提供依据。5.专项检查查是根据定期期检查和特别别检查的结果果，或者通过过其他途径，判断需需要进一步查查明某些破损损或病害的详详细情况而进行的更深入入的专门检测测。通过专项项检查，应完完整掌握破损或病害的详详细资料，为为其是否实施施处治以及采采取何种处治措施等提供供技术依据。日常、定期和特特别检查结果果的判定判定分类检检查查查结结论S情况正常（无异异常情况，或或虽有异常情情况但很轻微）B存在异常情况，但但不明确，应应作进一步检检查或观测以确定对策A异常情况显著，危危及行人、行行车安全，应应采取处治措施或特别对对策3.3公路隧隧道病害等级级判定专项检查结果的的判定判定分类检检查查查结结论B结构存在轻微破破损，现阶段段对行人、行行车不会有影响，但应进行行监测或观测测1A结构存在破坏，可可能会危及行行人、行车安安全，应准备采取对策措措施2A结构存在较严重重破坏，将会会危及行人、行行车安全，应尽早采取对对策措施3A结构存在严重破破坏，已危及及行人、行车车安全，必须立即采取紧急急对策措施外荷载作用所致致结构破损的的判定基准异常情况判定衬砌变形、移动动、沉降衬砌裂缝衬砌起层、剥剥落衬砌突发性性坍塌BB虽存在变形、位位移、沉降，但已停止发发展，已无可能再发生异异常情况存在裂缝，但无无发展趋势————1A出现变形、位移移、沉降，但发展缓慢存在裂缝，有一一定发展趋势——衬砌侧面存在空空隙，估计今后由于于地下水的作用，空空隙会扩大2A出现变形、位移移、沉降，估计近期内结结构物功能会下降裂缝密集，出现现剪切性裂缝，发展速速度较快侧墙处裂缝密集集，衬砌压裂，导导致起层、剥落，侧墙混凝土有可可能掉下拱部背面存在大大的空洞，上部落石石可能掉落至拱背3A出现变形、位移移、沉降，结构物应有的的功能明显下降裂缝密集，出现现剪切性裂缝，并且发发展速度快由于拱顶裂缝密密集，衬砌开裂，导致起层、剥落落，混凝土块可能能掉下衬砌拱部背面存存在大的空洞，且衬衬砌有效厚度很薄，空空腔上部可能掉落落至拱背材料劣化所致结结构破损的判判定基准异常情况判定衬砌断面强度降降低衬砌起层、剥剥落钢材腐蚀BB存在材料劣化情情况，但对断面强度几乎没没有影响难以确定起层、剥剥落表面局部腐腐蚀1A由于材料劣化等等原因，断面强度有所下降降，结构物功能可能受到损损害——孔蚀或钢材表面面全部生锈、腐蚀2A由于材料劣化等等原因，断面强度有相当程程度的下降，结构物功能受受到一定的损害由于侧墙部位材材料劣化，导致混凝土土起层、剥落，混凝土土块可能掉落或已有掉掉落由于腐蚀，钢材材断面明显减小，结结构物功能受到损害害3A由于材料劣化等等原因，断面强度明显下降降，结构物功能损害明显由于拱顶部位的的材料劣化，导致混凝凝土起层、剥落，混凝凝土块可能掉落或已有有掉落——渗漏水所致的结结构破损的判判定基准异常情况判定渗漏水结冰、砂砂土流出BB从衬砌裂缝等处处渗水，几乎乎不影响行车安全有渗漏水，但现现在几乎没有有影响1A从衬砌裂缝等处处漏水，不久久可能会影响行车安安全由于排水不良，铺铺砌层可能积积水2A从衬砌裂缝等处处涌水，影响响行车安全由于排水不良，铺铺砌层积水3A从衬砌裂缝等处处喷射水流，严严重影响行车安全全在寒冷地区，由由于漏水等，形形成挂冰、冰柱，侵侵人规定限界界；砂土等伴随漏漏水流出，铺铺砌层可能发生浸没没和沉降三隧道养护、维修修技术要点3.1公路隧隧道养护范围围及原则1.养护范围围隧道的土建结构构、机电设施施及其他工程程设施的养护维修工程程等。2.养护维修修原则以预防为主，预预防与及时整整治相结合。3.2土建结结构养护维修修土建结构的养护护维修工作主主要包括经常常性或预防性的保养和轻微微破损部分的的维修等内容容，以恢复和和保持结构的良好使使用状态。1.洞口及时清除洞口边边仰坡上的危危石、浮士，冬冬季应清除积雪和挂冰，保保持洞口边沟沟和边仰坡上上截(排)水沟的完好、畅通，修修复洞口挡土土墙、护坡、排排水设施和减光设施等结构构物的轻微损损坏，维护洞洞口花草树木木的完好。2.洞身无衬砌隧道出现现的碎裂、松松动岩石和危危石，应本着少清除、多稳稳固的原则，加加以处理；围围岩的渗漏水，应开设泄水水孔接引水管管，将水导入入边沟排出；；冬季应及时时清除洞顶挂挂冰。有衬砌隧道出现现的衬砌起层层或剥离，应应及时加以清除或加固；对对衬砌的渗漏漏水，可将水水流引人边沟沟排出；冬季应及及时清除洞顶顶挂冰等。3.路面及时清除隧道内内外路面上的的塌(散)落物，及时时修复、更换损坏的害井井盖或其他设施的盖盖板；当路面面出现渗漏水时，应及时时处理，将水水引人边沟排排出，防止路路面积水或结冰；冬冬季应及时清清除洞口处积积雪。4.排水设施施维护隧道内外排排水设施的完完好，发现破破损及时修复复；排水管堵塞时，可可用高压水或或压缩空气疏疏通。5.内装内装应保持完好好和整洁美观观，如有破损损、缺失应及及时修补恢复，不能能修复的应及及时更新。6.人行道或或检修道维护人行道或检检修道的完好好和畅通，道道板如有破损损或缺失，应及时进进行修复和补补充；定期保保养人行道或或检修道护栏，防止其其锈蚀、损坏坏。3.3机电设设施养护维修修1.供配电设设施供配电设施日常常检查主要针针对变压器、高高低压配电柜柜及变配电室内相关设备备外观及一般般运行状态进进行，通过观观察外观异常常、声响、发热、气气味、火花等等现象，及时时发现设备故故障。2.照明设施施（1）照明设设施包括灯具具、托架、标标志及信号灯灯、洞外路灯灯和照明线路等为隧隧道营运提供供照明服务的的设施。（2）照明设设施日常检查查主要是对设设施使用及损损坏情况进行行的巡检登记。对中中间段连续坏坏灯2盏以上，洞洞口加强段连连续坏灯3盏以上应及时进进行更换或维维修。3.通风设施施（1）通风设设施主要包括括轴流风机、离离心风机、射流风机及及其配套设施施等。（2）通风设设施的日常检检查主要是通通过观察设备运转有无异异常，确定设设备是否存在在隐患，并及时排除故障障。4.消防与救救援设施（1）消防与与救援设施是是指用于预防防隧道火灾和和进行必要救援的设施施，包括火灾灾报警装置、紧紧急电话、消消防设施、横通道道设施等。（2）消防与与救援设施的的标志应保持持完好、醒目目。（3）消防与与救援设施日日常检查主要要是对隧道内内消防设备、报警设备备、洞外消防防设施的外观进行行巡视，及时处理设施的异异常情况。5.监控设施施（1）监控设设施主要包括括烟雾浓度探探测仪、CO检测仪、交通量检测测仪、车高仪仪、电视监控控设施、播音音设施、可变信息板板、限速标识识设施、信息息处理设施以以及控制软件等监视视隧道营运状状态、设备运运转情况及控控制相关设备运转的的各种设施。（2）监控设设施日常检查查是对隧道内内各种监控传传感器、信息板及信信号标识、监监控室的各种种监视设备进进行的一般外观巡检检，发现异常常应立即处理理。3.4.公公路隧道常见见病害整治技技术隧道病害整治原原则1.针对病害害产生的原因因及围岩地质质条件等实际际情况，综合运用现有的的各种整治技技术，有针对对性地选择科科学、合理的整治措施施；2.尽可能不不破坏现有的的结构防水体体系，防止隧隧道漏水，影响今后的运行行；3.尽量不破破坏现有二次次衬砌，降低低施工风险；；4.尽量利用用既有的结构构物和设备设设施等。3.4.1隧隧道渗漏水1.整治原则则采取“以排为为主，截、堵堵、排结合，综综合整治”的治理原则。2.整治方法法(1)根据隧隧道渗漏水的的状况，隧道道内渗漏水分分为线状漏水和面状漏水水两类。(2)公路隧隧道内渗漏水水的整治方法法，主要有导导水法、止水法、背后压压浆法和降低低水位法等。在在具体的施作作过程中，可根据据实际情况选选用适当的方方法和材料。a.对渗漏水水量较小的裂裂缝，其施工工工序为：①凿槽；②堵漏漏；③注浆。b.对渗漏水水量较大的裂裂缝，采取凿凿槽引排处理理注浆堵水凿槽埋管增设泄水孔汇流引排c.大面积渗渗水治理大面积渗水段，宜宜采用双液注注浆堵水的办办法进行处理，其主要施工工过程为：①钻设泄水孔孔；②钻设注浆孔；③安设注浆浆管；④压注水泥－－水玻璃双液液浆。压注浆时，注浆浆压力控制在在0.4～0.5MPPa。水泥－水玻璃双液浆的的配比为：水水泥:水玻璃=1:1((体积比)，水:水泥=11:1。注浆的顺顺序：先拱部部，后边墙，全全孔一次性注浆。堵堵水注浆完成成后，割除注注浆外露部分分，涂刷刮抹料与调调色料。对严重漏水的隧隧道，可采取取套拱加固。拱墙双液注浆管管安设断面示示意图（尺寸寸单位：cm）路面渗水施工缝缝或伸缩缝注注浆管安设（尺寸单位：ccm）3.4.2衬衬砌裂损整治治1.整治原则则加固为主，拆换换为辅。2.整治方法法隧道衬砌裂损的的整治，两类类主要方法：：①加固围岩；②加固补补强衬砌；③两者相结合合的综合治理措施。（1）加固围围岩法1）锚固注浆浆法对Ⅲ级以上上的围岩，可可在衬砌上均均匀布置孔位位，用风钻打打深度4～6m的孔，进行行压浆，再打打入金属锚杆杆锚固。2）深孔压浆浆法在衬砌上均匀布布置孔位，用用风钻打深度度4～6m的孔，向衬衬砌周围破碎围岩体体内压浆，加加固围岩。常常用压浆材料料为水泥浆、水泥－水玻璃浆浆液等，也可可采用其他化化学浆液，如如铬木素、聚聚氨脂等。如果衬衬砌背后空隙隙较大，可采采用水泥粉煤煤灰砂浆、水水泥沸石粉砂浆、水水泥砂浆等。（22）加加固补强衬砌砌法11）喷锚锚加固裂损衬衬砌锚喷加固锚喷加固示意图图1－锚杆；22－直径6mm钢筋；3－直径径10mm钢筋；4－C20喷射射混凝土①素喷主要适用于围岩岩压力小，基基本稳定，拱拱部衬砌裂损损变形较轻，裂纹纹较小的情况况。一般直接接喷射厚度在在10cm左右右素混凝土。②网喷钢筋采用主筋直直径16～22mm，辅筋直径8～10mm，网格15～225mm。钎钉可与与衬砌相互联联结。钎钉深深度20cm左右右。该法适用用于围岩压力力大，病害地地段仍在发展的情况，也可可适用于衬砌砌局部裂损加加固。③锚喷锚杆可采用直径径20～22mm钢筋，长200～300cmm，适用于围岩较整整体或呈大块块状，有钻孔孔成孔锚固条条件地段。目前，该该法是采用较较多的方法。④喷射钢纤维混混凝土钢纤维一般为圆圆形或方形，直直径或边长0.3～0.8mmm，长30～400mm，掺入量每每方混凝土80～120kgg，常配合使用早强混凝凝土，用于隧隧道抢险、抗抗震加固、隧隧道裂损漏水综合整整治。⑤嵌轨网喷适用于隧道开裂裂严重，局部部剥落掉块，但但尚未完全丧丧失承载能力的情况；或或上部围岩破破碎、塌方严严重，不宜采采用其他整治治措施，病害继续续发展，需及及时整治避免免整体性破坏坏的情况。其主要施工顺序序为：①将钢轨弯成成拱形→②衬砌拱部环环向凿槽→③边墙凿竖竖向槽→④将钢轨嵌入→⑤打入钎钉→⑥挂钢筋网→⑦喷射混凝凝土。其中，喷射混凝凝土一般设计计强度不小于于C20，厚度边墙墙至拱脚一般为10ccm左右，拱顶顶一般为15~200cm。根据衬砌裂缝宽宽度的不同，按按以下不同等等级分别采用用不同的处理措施。（1）压浆封封缝对于裂缝宽度00.3mm＜δ≤5mm的裂缝，采采用压注化学学浆液封堵的措施，其化学学浆液采用环环氧浆液。（2）凿槽嵌嵌缝对于裂缝宽度55mm＜δ≤10mm的裂缝，采采用沿缝凿槽槽，冲洗风干后，用环氧砂砂浆嵌缝。（3）凿槽嵌嵌缝堵漏对于存在渗漏水水的裂缝，采采用沿缝凿槽槽，冲洗风干干后，安装复复合遇水膨胀橡胶胶条，用水泥泥砂浆填实、抹抹平。2）嵌补衬砌砌裂纹压浆封缝凿槽嵌缝凿槽嵌缝堵漏遇水膨胀橡胶带带3）钢筋混凝凝土套拱主要适用于隧道道拱部开裂严严重、拱顶压压劈掉块、拱腰纵裂错台，但但边墙