隧道养护及问题整治措施

隧道养护及问题整治措施3．衬砌裂损的描述（1）裂损部位将衬砌划分为左右拱圈、左右边墙及仰拱五个部分，再将每个部分依其内缘周长划分四个等分，即把衬砌断面分为二十个部位，如图8-1所示。（2）裂缝宽度δδ值是在缝口处沿垂直裂面方向量取的，如图8-2所示。按裂缝宽度的大小可分为四个等级，即：δ≤0.3mm为毛裂缝；0.3＜δ≤2.0mm为小裂缝；2.0＜δ≤20mm为中裂缝；δ＞20mm为大裂缝。图8-1衬砌各部位的划分（3）裂缝错距当衬砌出现错牙状裂缝时用裂缝错距表示，如图8-2所示。沿裂缝垂直方向量取的ε值称垂直错距；沿裂缝水平方向量取的c值称水平错距。（4）裂缝间距走向大致相同的两条相邻裂缝之间的距离称为裂缝间距。它被用来描述衬砌的破损程度。一般采取每一节段或每一节段中的某一部位（如左半拱、右边墙、仰拱等）为单位来分析。图8-2衬砌裂缝的描述（5）裂缝密度裂缝密度即裂缝总面积（各裂缝长度与裂缝宽度乘积的综合）与所分析的节段或节段某一部分衬砌表面积之比值。用此比值的百分数来表示衬砌裂损的程度。三、分析引起隧道病害的原因引起隧道病害的原因有多种，主要可分为两类，即人为因素和自然因素。人为因素主要指由于设计和施工不当引起，主要包括以下几个方面：建筑材料设计不当施工不当自然因素指隧址处工程地质及水文地质、交通等状态的变化而引起，主要包括以下几个方面：地质状态内部荷载地貌改变地下水影响虽然隧道破损的因果关系比较复杂，但两者之间的关系一般具有如图8-3所示的现象。如图8-4a，由于侧向压力较大时，隧道衬砌则会发生位移、裂缝、塌落、压剪破坏；如图8-4b，在竖向压力较大时，拱圈下沉，拱顶开裂；如图8-4c，当局部压力较大或有动态压力时，则会发生局部脱落；如图8-4d，锚杆垫板处围岩由于受力集中而出现了塑性破坏；图8-5为在围岩产生下沉时，而引起隧道沿着纵向发生不同的位移变形。图8-4衬砌裂损的形式图8-5衬砌沿纵向剪断四、采用适当的维修及修复措施建筑材料因素设计因素施工因素地质状态地下水效应五、评价隧道结构的安全性及稳定性

1.隧道结构的评价包括对衬砌结构的刚度及变形状态、材料强度及变形性、仰拱及基底效应等进行评价。2.围岩状态的评价包括对隧道衬砌与围岩的接触状态、松动区的大小及形状、作用于隧道衬砌上的压力、抗力效应、静水及附加压力、岩石的力学性能等进行评价。根据隧道结构的评价和围岩状态的评价结果，可对隧道结构进行静力学计算分析，必要时可做动力学分析，进行截面的强度验算，评价隧道的安全及稳定性。通过对旧隧道综合状态的评价，可以确定维修的必要性及相应的维修及加固方法。第二节隧道档案的建立每座隧道都应建立隧道档案，特别是长大隧道的档案建立更应详细。隧道档案中应收集有该隧道的设计、施工及竣工资料，此外还包括养护与维修过程中的一些纪录资料。一、隧道设备概况1．隧道概况：隧道所处线路及区间名称，隧道全长、起讫里程、开工、竣工年月，地质情况等。2．隧道结构的断面形状：内轮廓尺寸、衬砌材料、避车洞设置情况等。3．辅助坑道：记录竖井、斜井、横洞及平行导坑的位置及其它情况。4．线路情况：纵坡、平面、设备、道床、轨枕、钢轨等情况。5．洞内排水设施：排水沟类型、长度、深度；检查井形状、间距、数量；盲沟情况、钻孔排水、泄水洞排水等情况。6．洞外排水设施：洞外排水沟及山上排水沟类型、长度等。7．路堑的起讫里程、护坡材料等。8．通风设备情况。9．电力及照明设备情况。10．通讯设施情况。二、主要病害状况卡片主要病害状况卡片可以用列表的方式表示，如下表所示。记录日期病害性质位置自×至×长度（mm）最大数量（）发生时间×年×月×日危险程度简要分析

主要病害状况卡片病害种类：在填写卡片时应注意以下几点：1．病害种类包括隧道水害、冻害、衬砌病害、整体道床病害、限界不足及有害气体危害等；2．隧道水害中分涌水、漏水、滴水、渗水和润水；隧道冻害中分衬砌冻害、线路冻害、排水沟冻结及挂冰等；衬砌病害包括衬砌变形、裂损、侵蚀等；3．至少每年记录或修改一次；4．最大数量是指漏水量或刨冰量（t/d），以及冻胀量的最高记录；5．发生时间是指与季节有关的病害发生时间，如常年漏水、季节漏水或雨后几天漏水等。三、隧道历史概况与现状分析1．隧道历史概况2．隧道现状分析四、图纸存档1．技术图纸2．隧道衬砌展示图3．隧道综合最小限界图五、各种检查观测记录1．衬砌裂缝记录。2．隧道洞外降雨记录。3．衬砌漏水记录。4．隧道洞内、外地下水的水源、流量及流速观测记录。5．其它项目观测记录（如：衬砌被腐蚀记录、冬季刨冰记录、洞内排水沟冻结记录、衬砌变形记录等）。第三节隧道水害及整治措施隧道水害是指在隧道的修建或运营过程中遇到水的干扰和危害。一、水害的种类及其危害1．施工中的隧道水害施工中的隧道水害主要是指隧道围岩的地下水或部分地表水，以渗漏或涌出方式进入隧道内造成的危害。2．运营中水害种类及其危害（1）隧道漏水隧道衬砌的漏水现象一般表现为渗、滴、淌、涌几种。以上四种漏水现象，其出露部位与水量的不同，对隧道产生不同的危害:对电力牵引区段和电力配线，使电绝缘失效，发生短路、跳闸等事故，危及行车安全洞内空气潮湿，影响养护人员身体健康，使洞内设备（通讯、照明、钢轨等）锈蚀混凝土衬砌风化、腐蚀、剥落，造成衬砌结构破坏涌水病害造成衬砌破坏，隧底积水造成道床基底被软化或掏空，使道床翻浆冒泥或下沉开裂，中断行车有冻害地段的隧道漏水会造成衬砌挂冰侵限和冻融破坏（2）衬砌周围积水主要是指运营隧道中地表水或地下水向隧道周围渗流汇集。如果不能迅速排走而引起的病害有：水压较大时会导致衬砌破裂使原完好的围岩及围岩的结构面软弱夹层因浸水而软化或泥化，失去承载力，对衬砌压力增大而导致衬砌破裂使膨胀性围岩体积膨胀，导致衬砌破坏在寒冷地区发生冰胀和围岩冻胀，快速导致衬砌破坏（3）潜流冲刷主要是指由于地下水渗流和流动而产生的冲刷和溶蚀作用其危害有：衬砌基础下沉，边墙开裂或者仰拱、整体道床下沉开裂围岩滑移错动导致衬砌变形开裂对超挖回填不密实或未全部回填者，引起围岩坍塌，导致衬砌破坏侵蚀性水对衬砌的侵蚀二、水害产生的原因1．勘测与设计在防水设计之前，设计人员对工程地质和水文地质情况就了解得不够仔细，对衬砌周围地下水源、水量、流向及水质情况掌握不准等因素导致了隧道的防排水设计很难在隧道的使用期内完全满足防排水的要求。2．施工施工不当也可产生水害，施工单位一味追求施工速度，忽视二次衬砌质量，对排水设施不按施工规范要求操作等，使地下水丰富地区的隧道造成严重的渗漏水。3．材料如果所选用的防水材料达不到国家质量标准，会导致隧道的渗漏水病害。4．监理监理工程师应对防水材料的选择和使用，铺设基层的处理，铺设工艺等进行跟踪检查，确保防水质量。5．三验收工程三竣工三后，三从衬三砌表三面往三往看三不出三什么三问题三，管三理单三位缺三乏检三验手三段，三有时三又接三近运三营期三限，三往往三对交三验前三的渗三水情三况，三缺乏三进一三步查三验，三只好三按竣三工报三告及三施工三总结三，勉三强验三收，三导致三运营三后渗三漏水三逐渐三严重三。6．三匹配防水三技术三的匹三配就三是指三防水三设计三、防三水材三料和三防水三施工三工艺三与防三水工三程相三适应三的问三题。三、三水害三的整三治措三施隧道三水害三要进三行综三合整三治，三要设三计、三施工三、运三营三三阶段三配合三治理三。隧道三治水三的具三体措三施就三是“防、三排、三截、三堵结三合，三因地三制宜三，综三合治三理”，三使之三既能三自成三体系三，又三能互三相配三合，三形成三一个三完整三的隧三道治三水体三系。（一三）三排水三设施1．三施工三排水（1三）上三坡进三洞的三排水三方式（2三）下三坡进三洞施三工的三排水三方式2．三运营三隧道三的排三水（1三）在三衬砌三外面三设置三排水三设施①岩三石暗三槽②盲三沟③围三岩排三水钻三孔④纵三向排三水沟⑤横三向排三水沟（2三）在三衬砌三内面三设置三排水三设施①引三水管②泄三水孔③引三水暗三槽图8-三6引水三暗槽3．三衬砌三自防三水衬砌三自防三水是三以衬三砌结三构本三身的三混凝三土密三实性三实现三防水三功能三的一三种防三水方三法，三造价三低，三工序三简单三，施三工方三便。4．三外贴三防水三层对新三建隧三道、三运营三隧道三更换三衬砌三和其三它一三些适三合的三条件三下，三施作三外贴三防水三层，三并结三合洞三内排三水设三施，三使之三相辅三相成三，结三合良三好，三是能三够防三治水三害的三。5．三内贴三防水三层内贴三防水三层不三用凿三开衬三砌，三比外三贴防三水层三施工三简便三，成三本低三，可三随时三检修三，因三此在三运营三隧道三养护三维修三中，三是整三治水三害最三常用三的方三法之三一。（1三）喷三浆防三水层（2三）喷三射混三凝土三防水三层（3三）砂三浆抹三面防三水层（4三）喷三涂乳三化沥三青乳三胶防三水层6．三压注三法压注三法就三是用三压力三把某三些能三固化三的浆三液注三入隧三道围三岩及三衬砌三混凝三土的三裂缝三或孔三隙，三以改三善其三物理三力学三性能三，达三到防三渗、三堵漏三和加三固的三目的三。（1三）对三新建三隧道三和改三建隧三道，三围岩三破碎三、软三弱、三地下三水发三育的三地段三，可三结合三隧道三施工三，进三行围三岩预三注浆三加固三防水（2三）既三有线三隧道三，当三隧道三围岩三破碎三、节三理发三育、三地下三水丰三富时三，也三可进三行注三浆防三水7．三施工三缝、三变形三缝防三水对新三建或三更换三衬砌三的隧三道，三变形三缝、三施工三缝的三防水三可随三混凝三土灌三注同三时施三工，三采用三的主三要材三料有三：止三水带三，三遇水三膨胀三橡胶三，三各种三密封三材料（二三）衬三砌漏三水的三封堵所谓三堵漏三材料三就是三一种三能在三几十三秒或三数分三钟即三开始三初凝三的材三料。三堵漏三材料三品种三繁多三，常三用的三有：（1三）无三机高三效防三水粉（2三）水三泥类三堵漏三材料（三三）截三水设三施1．三地表三截水地表三截水三就是三在地三表截三断流三向隧三道围三岩的三水2．三地下三截水当隧三道衬三砌周三围地三下水三有明三显集三中的三来水三通路三，导三致地三下水三流量三很大三，可三采取三地下三截水三设施三截断三水源泄水三洞钻孔三截水拦截三暗河防渗三帷幕三截水总之三，隧三道的三水害三治理三是一三个完三整的三治水三系统三，要三排、三堵、三截相三结合三，不三能只三强调三其中三一方三面。三只有三防、三排、三截、三堵互三相配三合，三相辅三相成三，共三同发三挥作三用，三才有三可能三根治三水害第四三节三衬砌三裂损三及整三治措三施一、三衬砌三裂损三的类三型（一三）衬三砌变三形衬砌三变形三有横三向变三形和三纵向三变形三两种三，其三中横三向变三形是三主要三变形三。衬三砌横三向变三形是三指衬三砌由三于受三力原三因而三引起三拱轴三形状三的改三变三。（二三）衬三砌移三动衬砌三移动三是指三衬砌三的整三体或三其中三一部三分出三现转三动（三倾斜三）、三平移三和下三沉（三或上三抬）三等变三化，三也有三纵向三与横三向移三动之三分，三其基三本形三态如三表8三-4三和表三8-三5所三示。表8三-4三隧三道衬三砌纵三向移三动的三基本三形态表8三-5三隧三道衬三砌横三向移三动的三基本三形态续上三表（三三）衬三砌开三裂衬砌三开裂三是指三衬砌三表面三出现三裂纹三（或三龟裂三）和三裂缝三（宽三度较三大）三或贯三通衬三砌全三部厚三度的三裂纹三的总三称，三是衬三砌变三形的三结果三。衬三砌开三裂包三括有三张裂三、压三溃和三错台三三种三。1．三张裂弯曲三受拉三和偏三心受三拉引三起的三裂损三，其三特征三是裂三纹、三裂面三与应三力方三向正三交，三缝宽三由表三及里三逐渐三变窄三。如三图8三-7三所示三。图8三-72．三压溃弯曲三或偏三心受三压引三起的三衬砌三裂损三。裂三纹边三缘呈三压碎三状，三严重三时受三压区三表面三产生三鱼鳞三状碎三片（三中间三厚，三四周三薄）三剥落三掉块三等现三象，三如图三8-三8所三示。图8-三83．三错台由剪三切力三引起三的裂三缝，三裂缝三宽度三在表三面至三深处三大致三相同三，衬三砌在三裂缝三两侧三沿剪三切方三向有三错动三，即三形成三错台三，如三图8三-9三所示三。图8-三9二、三衬砌三裂损三的特三点1．三裂损三的自三然发三展过三程衬砌三结构三受力三（轻三微变三形、三移动三）→三局部三出现三少量三裂纹三（变三形范三围，三变形三量增三大；三移动三部位三，移三动量三增大三）→三裂纹三宽度三、密三度增三大，三隧道三净空三变小三（严三重变三形，三移动三显著三增大三）→三隧道三净空三严重三缩小三、衬三砌破三碎、三失去三承载三能力三→局三部掉三块、三失稳三、甚三至拱三坍墙三倒。2．三裂损三发展三的主三要规三律衬砌三的裂三损发三展一三般有三缓慢三变化三，急三剧变三化，三相对三稳定三等三三个不三同的三阶段三，往三往是三交替三呈周三期性三地出三现。3．三裂损三的分三布特三点了解三和掌三握衬三砌裂三损的三分布三特点三，就三能及三早发三现病三害，三及时三采取三对策三。衬三砌裂三损的三分布三一般三有以三下特三点。（1三）按三纵向三节段三分布：①洞三口与三洞口三段，三特别三是斜三交洞三门有三偏压三或边三、仰三坡不三稳固三的洞三口段三。②设三有大三型洞三室的三节段三或各三种洞三室的三接头三处。③洞三身穿三过断三层、三构造三破碎三带、三接触三变质三带、三滑坡三带等三山体三压力三大且三岩体三不稳三定的三节段三。④洞三身穿三过软三弱围三岩的三节段三。⑤偏三压隧三道没三有采三用加三强衬三砌或三偏压三衬砌三的节三段。⑥寒三冷地三区围三岩有三冻胀三现象三的节三段。⑦衬三砌实三际厚三度不三足或三圬工三强度三过低三的节三段。⑧施三工中三超挖三过大三没有三回填三或回三填不三密实三及施三工中三发生三大塌三方的三节段三。⑨施三工中三已经三发生三裂损三的节三段。（2三）按三横断三面分三布：①三洞口三附近三及傍三山隧三道靠三山侧三裂损三多，三靠河三侧少三。靠三山侧三以拱三腰、三墙腰三内缘三张裂三多，三靠三河侧三墙顶三压劈三或墙三脚张三裂较三多。②三衬砌三断面三对称三，实三际荷三载分三布不三对称三的变三形、三移动三和裂三损的三部位三也不三对称三。③衬三砌的三变形三、移三动和三裂损三多沿三施工三期间三出现三过的三裂缝三和施三工缝三发展三。④衬三砌背三后存三在没三有回三填或三回填三不密三实处三则该三部位三易出三现较三大的三移动三和外三鼓。⑤衬三砌背三后临三时支三撑未三能全三部拆三除的三，在三支撑三部位三会出三现较三大的三集中三荷载三，此三处衬三砌内三缘易三出现三张裂三和错三台。⑥采三用三三心圆三尖拱三衬砌三的隧三道，三易在三拱腰三墙腰三产生三内鼓三开裂三拱顶三内缘三压碎三。⑦由三于各三种原三因（三如坍三方、三拱架三下沉三、施三工困三难等三）造三成衬三砌厚三度不三足，三则此三处衬三砌容三易发三生变三形和三裂损三。三、三衬砌三裂损三的整三治措三施（一三）衬三砌裂三损的三整治三原则整治三衬砌三裂损三病害三首先三要消三灭已三有的三衬砌三裂损三带来三的对三结构三及运三营的三一切三危害三，并三防止三再加三大裂三损。三其次三是采三取以三稳固三围岩三为主三，稳三固围三岩与三加固三衬砌三相结三合的三综合三治理三措施三。（二三）稳三固岩三体的三工程三措施1．三治水三稳固三岩体地下三水的三浸泡三与活三动对三各种三围岩三的稳三定性三消弱三最大三。通三过疏三干围三岩含三水，三坚决三地采三取治三水措三施是三稳固三岩体三的根三本措三施之三一。2．三锚杆三加固三岩体对较三好的三岩体三（小三于Ⅴ三级）三，自三衬砌三内侧三向围三岩内三打入三一定三数量三和深三度（三3～三5m三）的三金属三锚杆三、砂三浆锚三杆，三可以三把不三稳定三的岩三块固三定在三稳定三的岩三体上三，提三高破三碎围三岩的三黏结三力三。3．三注浆三加固三岩体通过三向破三碎松三动的三岩体三压入三水泥三浆液三和其三它化三学浆三液（三如铬三木素三、聚三氨酯三等）三，加三固围三岩。4．三支挡三加固三岩体对靠三山、三沿河三偏压三隧道三或滑三坡地三带，三除治三水稳三固山三体外三，尚三可采三用支三挡措三施，三包括三设支三挡墙三、锚三固沉三井、三锚固三钻（三挖）三孔桩三等来三预防三山体三失稳三与滑三坡，三这种三工程三措施三只能三用于三洞外三整治三。5．三回填三与换三填如果三衬砌三外周三围存三在着三各种三大小三空隙三（如三超挖三而没三有回三填等三），三要采三取回三填措三施，三用砂三浆或三混凝三土将三围岩三空隙三回填三密实三。如三果隧三底存三在厚三度不三大的三软弱三不稳三定的三岩体三或有三不稳三定的三充填三物，三可以三采取三换填三办法三处理三。（三三）衬三砌更三换与三加固1．三压浆三加固（1三）圬三工体三内压三浆加三固衬砌三裂损三发展三非常三缓慢三或者三已呈三稳定三，可三以进三行圬三工体三内压三浆，三一般三以压三环氧三树脂三浆为三主，三并选三择无三水季三节施三工。（2三）衬三砌背三后压三浆加三固主要三是针三对衬三砌的三外鼓三和整三体侧三移。三在拱三后压三浆增三加拱三的约三束可三以起三到提三高衬三砌刚三度和三稳定三性的三作用三，所三以一三般可三以局三部应三用，三主要三在发三生外三鼓变三形的三部位三。2．三嵌补三加固对已三呈稳三定暂三不发三展的三裂缝三，如三果不三能采三取压三浆加三固者三可以三采取三嵌补三，即三将裂三缝修三凿剔三深，三在缝三口处三用水三泥砂三浆、三环氧三树脂三砂浆三或环三氧树三脂混三凝土三进行三嵌补三。如三图8三-1三0所三示三。图8三-7三嵌三补加三固3．三喷锚三加固裂损三衬砌三的所三有内三鼓变三形和三向内三移动三的裂三损部三位，三采用三（预三应力三）锚三杆加三固岩三体（三如图三8-三8所三示）三，可三将衬三砌与三岩体三嵌固三在一三起，三形成三一个三均匀三压缩三带，三以增三强围三岩的三稳定三性三。图8-三8三锚三喷加三固4．三套拱三加固如果三混凝三土质三量差三，厚三度不三够，三或受三机车三煤烟三侵蚀三，掉三块剥三落严三重，三并且三拱顶三净空三有富三余时三，可三对衬三砌拱三部加三筑套三拱（三如图三8-三9所三示）三或全三断面三加筑三套拱三（如三图8三-1三0所三示）图8三-9三拱部三套拱三加固图8三-1三0全三断面三套拱三加固5．三更换三衬砌拱部三衬砌三破坏三严重三，已三丧失三承载三能力三，用三其它三整治三补强三手段三难以三保证三结构三稳定三，或三者衬三砌严三重侵三入限三界，三采用三其它三整治三措施三有困三难时三，采三用全三拱更三换，三彻底三根除三病害三。6．三其它三加固三手段当仅三有墙三脚内三移而三不下三沉和三隧底三岩土三隆起三时，三可在三墙基三处增三设混三凝土三支撑三以扩三大基三础，三如图三8-三11三所示三。三隧底三围岩三软弱三下沉三或隧三底填三充上三鼓时三，可三加设三仰拱三，如三图8三-1三2所三示。图8三-1三1三墙基三混凝三土支三撑加三固图8三-1三2三增三设仰三拱加三固第五三节三衬砌三侵蚀三及整三治措三施一、三衬砌三侵蚀三的种三类及三危害1．三水蚀主要三指衬三砌受三到地三下水三的作三用而三产生三的腐三蚀。三一般三发生三在隧三道的三拱部三、边三墙、三仰拱三、排三水沟三和电三缆槽三等各三部位三。（1三）溶三出型三侵蚀（2三）硫三酸盐三侵蚀（3三）镁三盐和三氨化三物的三侵蚀三。2．三烟蚀主要三是指三在蒸三汽机三车牵三引的三区段三，其三产生三的“三烟雾三”对三衬砌三混凝三土产三生的三侵蚀三，分三为化三学性三侵蚀三和机三械性三侵蚀三。3．三冻蚀冻蚀三是指三在严三寒地三区的三隧道三，混三凝土三衬砌三由于三冻融三交替三产生三的侵三蚀。4．三骨料三溶胀骨料三溶胀三指衬三砌混三凝土三中的三粗、三细骨三料中三含有三遇水三溶解三和膨三胀的三材料三而造三成的三对衬三砌的三侵蚀三。二、三混凝三土侵三蚀的三整治三措施（一三）防三侵蚀三原则在各三类侵三蚀病三害中三，除三了烟三的机三械侵三蚀外三，水三是主三要的三致害三媒介三，因三此，三防蚀三必先三治水三。环三境水三对混三凝土三和水三泥砂三浆的三侵蚀三作用三主要三可归三纳为三三种三：溶三出性三侵蚀三（即三非结三晶性三侵蚀三）、三结晶三性侵三蚀和三复合三性侵三蚀（三溶出三性和三结晶三性两三种侵三蚀同三时作三用或三交替三作用三）。（二三）防三侵蚀三的方三法1．三采用三抗侵三蚀混三凝土（1三）抗三侵蚀三水泥三材料三的选三择（2三）采三用外三加剂2．三采用三防蚀三层（1三）防三蚀层三铺设三面的三确定（2三）制三作防三蚀层（3三）伸三缩缝三、变三形缝三防蚀（4三）已三腐蚀三衬砌三的加三固与三翻修第六三节三隧道三冻害三及整三治措三施一、三冻害三的种三类及三其危三害1．三冰柱三、冰三溜子渗漏三的地三下水三通过三混凝三土裂三缝逐三渐渗三出，三在渗三出点三出口三处受三低温三影响三积成三冰柱三，尤三其在三施工三接缝三处渗三水点三多，三结晶三明显三，累三积十三至几三十厘三米厚三的冰三溜子三（又三称为三挂冰三）。三如不三清理三，冰三溜子三越积三越大三，侵三入限