隧道工程维修管理要点之衬砌劣化剥落变异对策及事例

隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例

一般说，隧道衬砌的劣化及掉块，多为年久劣化并及漏水有关。此外，有害水、冻害、盐害、烟害等外因也起一定作用。作为内因，混凝土的水泥量不够和接缝填充不良等材质差或碱性反应等也将促使劣化。在衬砌的劣化调查中，是什么原因造成劣化？劣化到何种范围？都要正确地了解，这对选择合适处置方法是很重要的。隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例劣化衬砌的补修，需正确地掌握劣化原因及其深度、范围，并考虑措施的效果、施工性等安全而经济地进行。在补修劣化衬砌时，要明确劣化原因，了解劣化的程度及其范围，考虑安全、效果、施工佐，经济等进行，这是很重要的。隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例在补修劣化衬砌时，基本上，要选定与劣化程度和原因相适应的整治措施，其次也要同时考虑劣化部位、衬砌块体的掉落，限界的富余量等。表7-1提供的劣化衬砌的整治方法，可以根据具体条件加以选择。表7－1劣化衬砌整治措施选择表隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例

表7－1提供了选定劣化衬砌整治措施的大致标准。在该表中，以有无可能掉落和劣化范围，劣化状况等为选择因素，并按衬砌材料提出了整治措施。表中所到各工法的详细内容在以下各要点中说明。隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例

在表7－1中，没有提到对应劣化原因的处置方法。劣化原因确定，而劣化发展显著时，要对应劣化原因采取措施。此外，因地压造成的变异现象也成为一个问题时，要与地压措施一起加以综合地判断，漏水和冻害成为问题也要与漏水冻害措施一并考虑。隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例一、表面清扫衬砌表面被各种附着物污染的状态，需要清除的场合。也适用于其他对策的前处理。表面清扫是当衬砌表面被煤烟、游离石灰、晶花、霉菌、油脂等附着物污染时，清除这些污染物的方法。表面清扫作为其他对策的前处理也是必须进行的作业。特别是在内表面补强、部分改建中，为了既有衬砌和补修材料确实地附着，要特别仔细地进行。要点一表面清扫、凿除、嵌缝及开裂压注

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表面清扫作为补修方法的前处理作业，必然与凿除劣化部分作业同时进行，尤其是进行嵌缝，内衬和局部改建时，务要使补修材料与既有衬砌确实附着，这要特别精心进行。在表面清扫中应注意以下事项。·用目视检查等，事先掌握附着物的种类、范围、深度、衬砌的劣化状况等。隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例

·除去煤烟、游离石灰、晶花等，煤烟、游离石灰等的清除，视工地的状况可采用喷砂器、射水、压缩空气、钢丝刷等进行(图7－1)。劣化部分要敲落；·清除霉菌时，要作为产业废弃物处理，废弃时要注意。隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例图7－1用高压射水清扫表面状况视需要对局部劣化部分加以凿除。劣化部分范围很大时局部劣化显著时，要研究采用其它方法的必要性。霉菌污泥作为产业废弃物处理时要注意用药品清除的方法正在开发，东北新干线有壁隧道已实证其效果。但经济性还有些问题，尚不能实用化。二、凿落所谓凿落，就是当衬砌块有掉落的可能和衬砌表面局部劣化的场合，或其他对策的前处理时采用。隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例

因开裂等会造成衬砌块掉落，而影响列车运行的场合或打击声检查时用锤敲落的情况。进行凿落时，应根据状况要补修材料修复断面。射水方法的施工状况示于图7－2。当修内衬而富余量不够时，衬砌不受地压的情况，亦可在其范围内加以凿除。图7－2射水法凿落的施工状况隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例

设计施工上的注意事项①施工前，应用日视检查，打击声检查确实地掌握衬砌的劣化状况。劣化和剥落显著、凿除可能损害衬砌功能时，应研究采用其它方法。②凿除作业·视当地的情况用喷砂器，高压射水、压缩空气、电动锤、锤、钢凿刀等，力求将劣化部分完全除去。隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例·由于凿除，衬砌内面形状变为极端凹凸，对衬砌的有效厚度有所妨碍时，要视衬砌的材质，妨碍的范围，厚度等断面加以修复。此外，其范围很大时要研究同时采用其它方法的必要。·视当地的状况，凿除不适当的地点(例如锚杆因附近，把衬砌凿除会形成力学上的不稳定地点)应研究采用防护板等方法；隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例③凿除后，劣化部分是否完全除去，应用打击声检查确认。④断面修复三、修复断面断面修复在凿落处及衬砌断面缺损部分进行。作为剥落、凿落后的处理可用混有高分子材料（环氧树脂等）的砂浆充填、涂抹进行断面的修复。一般说，要采用金属网和锚栓等使与衬砌一体化。断面修复地点宽广时，也可采用防护板等。断面修复的事例见图7－3。隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例图7－3断面修复的实施例（模式图）隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例设计施工上注意事项断面修复前，要掌握劣化原因、劣化状况、漏水状况等，根据补修材料的特性（与衬砌的附着性、耐候性等），选择最适当的材料。凿除处，必要时可用高分子材料(环氧树脂等)砂浆等充填、涂抹，进行断面修复，使之恢复原来的断面。补修材料，视劣化原因，劣化状况、漏水状况等，选择与衬砌的附着性好，耐久等品质的材料。隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例三、嵌缝应用于在砖、混凝土砌块、石材等衬砌中，接缝材料劣化，母材健全时。图7－4压气法嵌缝施工隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例图7－5嵌缝施工状况隧道工程维修管理要点集----第七部分衬砌劣化、剥落变异对策及事例嵌缝是除去劣化的接缝材料并充填接缝沙浆的方法，作业方法有人工作业和机械(砂浆枪)作业的方法。机械填充方法依使用机械，混合剂的种类有压气法等。压气法的施工概况示于图7一4，表7－2为其配比例。最近，用这种方法施工的例子不多，但用其它砂浆枪施工例和人工作业的例子还是不少的（图7－5）。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例水泥粉煤灰水砂混合剂500g100kg300kg1250kg4kg表7－2砂浆三配比三例隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例嵌缝三的作三业费三事且三效率三差，三但因三本体三材料三未劣三化，三只是三补修三接缝三材料三，可三以确三实地三恢复三衬砌三的功三能。三所以三，基三本上三，在三接缝三已劣三化，三但砖三等衬三砌材三料尚三健全三，没三有地三压造三成的三变异三时最三好用三嵌缝三法来三补修三。英三国有三接缝三补修三已达15三0年，三至今三仍然三发挥三结构三功能三的作三用。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例在设三计、三施工三上应三注意三以下三事项三。①使三用材三料和三配比·用于三嵌缝三的砂三浆配三比，三要解三决的三具有三良好三附着三性，三施工三性和三耐久三性的三砂浆三。·漏水三范围三大时三，应三采用三混入三速凝三剂、三硬化三剂、三高分三子材三料的三砂浆三。②前三处理·在施三工范三围内三有电三缆等三妨碍三时，三要事三先采三取防三护措三施·施工三面附三着的三煤烟三尘土三及劣三化的三接缝三应除三去。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例③施三工•接缝三填充三处，三预先三用水三湿润三，填三充砂三浆时三，为三提高三附着三性，三要使三表面三干燥三。•要确三实充三填，三不要三留有三空隙三。④其三它接缝三材料三的注三入深三度，三要根三据当三地情三况决三定。作为三参考三以德三国例三来说三明，三幅20三mm以上三时，三用机三械填三充沙三砂浆30三cm，6～20三mm时填三充深10～30三cm左右三。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例四、三事例事例三一（1）隧三道概三况隧道名称北山隧道隧道长度503m衬砌形式单线甲型开始营运时间1921年6月构造拱部砖衬，边墙石砌厚度：46cm(四层砖)，57cm(五层砖)无仰拱开挖方法地形、地质中生代白垩纪砂岩及页岩，最大埋深80m维修经历隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例（2）变三异状三况变异现象砖衬砌表面劣化，有剥落，衬砌表面附着煤烟，拱部的防演水砂浆剥离、剥落，从该处漏水调查项目·目视检查(衬砌表面涂以油漆，监视砖的剥落)·断面测定（3）变三异原三因推三定烟害使材料劣化隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例（4）对三策因不是地压造成的变异，故补修劣化部分采用以下措施(图7一6、图7一7)。①嵌砖缝②修复因剥落而缺损的断面隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例图7一6嵌缝隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例图7一7嵌缝三施工三状况隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例事例三二（1）隧三道概三况隧道名称清水谷户隧道隧道长度214m衬砌形式单线乙型开始营运时间1989年8月构造砖拱、厚度34cm，混凝土边墙开挖方法地形、地质丘陵地带的台地，新第三鲜新世的砂岩及泥岩维修经历隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例（2）变三异状三况变异现象接缝材料劣化，流失显著，砖有表层剥离，比较健全漏水少调查项目（3）变三异原三因推三定年久材料劣化隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例（4）对三策

嵌缝(图7一8、图7一9)施工步骤：①表面清扫，凿读→安压浆管→接缝密封(速凝水泥)→压注(树脂)→整平加工。施工后要用钻孔确认充填状况，虽然不能完全充填，但效果还是不坏的。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例图7－8嵌缝隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例图7－9嵌缝三施工三状况隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例四、三开三裂压三注开裂三压注三适用三于有三可能三块状三化的三开裂三地点三。开裂三压注三，一三般说三是向三开裂三处压三注注三浆材三料，三使因三开裂三而降三低的三刚性三得到三某种三程度三的恢三复，三在素三混凝三土衬三砌的三场合三，即三使发三生开三裂通三常认三为结三构体三也是三十分三安全三的。三因此三，开三裂压三注的三目的三是用三压注三注浆三材料三，确三保衬三砌的三一体三性。三要注三意这三与钢三筋混三凝土三结构三的目三的是三不同三的。三开裂三压注三的施三工状三况示三于图7－10，开三裂压三注的三施工三例示三于图7－11。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例图7－10开裂三压注三的施三工状三况隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例图7－11开裂三宽度三小的三场合三的实三施例隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例开裂三压注三有以三下方三法：1）手三动式三压注三方法手动三式压三注方三法是三在开三裂处三安设三压注三管用三泵压三注的三方法三。方三法比三较简三单，三但掌三握压三注量三比较三困难三。2）自三动式三压注三方法自动三式压三注方三法是三利用三橡胶三、弹三簧、三空气三压力三等的三力，三用一三定压三力（三低压三）把三树脂三压注三的方三法。三能够三压注三微细三的开三裂（三例如0.三02三mm），三压注三量的三管理三是通三过压三注器三具进三行的三，比三较容三易。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例3）机三械式三压注三方法机械三式压三注方三法是三在开三裂处三安设三压注三管，三用自三动混三合机三进行三压注三的方三法。三因为三是机三械压三注，三能够三采用三比较三高的三压注三压力三，但三掌握三压注三量也三比较三困难三，而三且压三注材三料易三于泄三漏。4）把三压注三材料三按配三比进三行混三合搅三拌并三充填三到压三注机三具中三（自三动压三注的三场合三），三并进三行压三注；机械三式压三注方三法是三在开三裂处三安设三压注三管，三用自三动混三合机三进行三压注三的方三法。三因为三是机三械压三注，三能够三采用三比较三高的三压注三压力三，但三掌握三压注三量也三比较三困难三，而三且压三注材三料易三于泄三漏。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例一般三说，三开裂三压注三的施三工步三骤如三下。1）沿三开裂5m左右三的宽三度，三用器三具把三灰尘三等除三去；2）安三设压三注管三在开三裂部三位的三中心三；3）开三裂部三位安三设板三材并三进行三养生三；4）把三压注三材料三按配三比进三行混三合搅三拌并三充填三到压三注机三具中三（自三动压三注的三场合三），三并进三行压三注；5）进三行养三生；6）拆三除压三注机三具、三压注三管等三，并三整平三表面三。低压三自动三压注三方法三，一三般压三注压三力约40三MP三a，一三次压三注量三约40三~6三0c三c。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例在设三计施三工上三应注三意以三下事三项。注浆三材料三一般三有无三机和三有机2钟，三各有三特色三。游三离石三灰和三钢筋三混凝三土衬三砌出三现锈三迹的三地点三，也三可能三出现三附着三不良三的情三况，三要加三以注三意。三施工三时，三也可三能从三背后三流出三，要三对压三注压三力和三压注三量进三行充三分的三管理三。有机三系注三浆材三料从三与混三凝土三的附三着性三和耐三碱性三来看三，环三氧树三脂、三聚脂三树脂三是比三较好三的。三同时三也能三够压三注到三微细三的开三裂中三，但三要注三意根三据衬三砌表三面的三干湿三状态三，选三择注三浆材三料。无机三系注三浆材三料的三特性三，因三为粘三度低三，可三能用三低压三力进三行压三注，三能够三获得三所要三求的三附着三力。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例要点三二三防三护板防护三板适三用于三开裂三和部三分混三凝土三施工三缝处三，由三于局三部的三材料三劣化三，在三比较三狭小三的范三围内三衬砌三块有三可能三掉落三的场三合或三设置三拱架三或内三衬净三空没三有富三裕的三场合三。防护三板是三在比三较狭三小的三范围三的衬三砌表三面用三锚栓三等固三定L型钢三、平三钢和三钢板三等以三防止三剥落三的方三法。三由于三与既三有衬三砌一三体化三而在三某种三程度三上使三衬砌三的承三载力三得到三加强三的方三法。三防护三板的三施工三例和三施工三状况三示于三图7－12和图7隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例图7－12防护三板的三施工三例（三断面三修复+防护三板+锚杆隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例图7－13防护三板的三施工三状况三（L型钢+锚栓三）隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例广泛三采用三的L型钢三，要三充分三考虑三补强三部位三、补三强范三围，三决定三构件三长度三、安三装距三离等三。此法三是在三比较三窄的三范围三的衬三砌表三面上三，把三钢板三等用三锚栓三等固三定来三防止三剥落三的方三法。三由于三与既三有衬三砌成三为一三体，三在一三定程三度可三强化三衬砌三的承三载力三。一三般用三于紧三急补三强或三补修三。图7－14表示三各处三防护三板例三，视三变异三况有三种种三方法三。其三应用三原则三示于三图中三的（a）～三（e）。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例(a三)是把三劣化三部分三用平三钢和三型钢三紧急三补强三例。三为了三防止三小片三剥落三最好三与(b三)那样三的金三属网三等合三用。(c三)是使三用兼三有导三水功三能的三半透三明FR三P(玻璃三纤塑三料)预制三板例三。（a）和三（b）都三不能三增加三衬砌三的强三度，三但能三对变三异进三行追三迹调三查，三是有三利的三。(d三)是用三钢板三例，三钢板三与衬三砌成三为一三体，三在一三定程三度上三可增三加衬三砌的三强度三。(e三)劣化三部分三用平三钢和三型锅三补强三，尤三其是三厨锚三杆加三强，三适用三于开三裂等三集中三，劣三化和三剥落三特别三显著三的臂三况。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例图7－14防护三板例隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例作为三明显三地段三的混三凝土三结构三物的三方法三，有三用钢三板补三强的三方法三（图7－15、表7－3）。图7－15用钢三板补三强的三方法隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例项目压注工法压着工法适用条件衬砌表面不平整、局部或全部含有曲面的部位衬砌表面平整，用压着锚栓可以固定在衬砌上的部位材料钢板：4.5—6mm，压注材料：环氧树脂粘结剂前处理工场加工钢板原则上在工厂加工，孔径比锚栓径大5－10mm，与衬砌面胶结的钢板粘结面，应进行除锈处理现场在施工范围内有电缆等障碍时，要事先加以防护，付着示衬砌面的煤烟，尘土及劣化部分衬砌要除去，局部凹凸应研磨使之平滑。用钢三板补三强方三法概三要三表7－3隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例树脂涂抹及压注衬砌与钢板面间应设衬垫保持2－4mm间距，周围密封好，再压注衬砌及钢板粘结面各涂以厚1－2mm的胶膜排出空气一边压注，一边迫出空气钢板用锚栓压着在衬砌面上，挤出树脂的同时，迫出空气施工注意事项压注孔每隔50－100cm设置由中央开始压注，用木锤等轻击钢板，确认压注状态。钢板上施以均压力（5t/m2左右）钢板宽度大时，中央处可多放些树脂隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例养护气温5℃以上，自然养护24小时以上装修切断压注管及排气管，研平钢板修饰切断锚栓一定长度，上螺帽拧紧钢板修饰优点适用范围广，施工不受限制对净空断面妨碍小空气几乎都排出，胶结效果也好缺点会留有一些气泡，压注费时施工受到一些限制，范围小对净空断面妨碍大隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例最近三，已三开发三出FR三P材料三接合三的方三法。三施工三方法三是一三边除三去接三合面三上的三附着三物并三使表三面平三整后三，再三涂上三环氢三树脂三等，三则上三一层FR三P板，三以后三重叠三顺序三贴上三所需三层数三的板三。FR三P材比三钢板三轻且三柔软三，与三凹凸三的施三工性三好。三此外三，抗三拉强三度与三钢材三同样三强，三但因三弹性三系数三小，三难于三防止三再次三开裂三及增三大刚三度，三施工三例还三少而三且价三高，三故采三用时三要加三以研三究比三较。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例事例三一（1）隧三道概三况隧道名称关原隧道隧道长度2810m衬砌形式新干线断面开始营运时间1963年12月构造混凝土衬砌，无仰拱开挖方法地形、地质古生代的粘板岩，细粒砂岩，燧石等，横贯分水岑（标高200－400m）维修经历隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例图7－16变异三状况三（展三开图三）隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例（3）变三异原三因推三定起因于施工不良而造成初期开裂，有偏压作用（4）对三策措施(图7－17)为防止衬砌剥落，对衬砌承载力应急补强，采取以下措施①对劣化部分凿除，恢复凿除断面；②防护板加锚杆锚固；③回填压浆隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例图7－17整治三措施三概况隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例要点三三三金属三网金属三网、三销钉三适用三于开三裂和三部分三混凝三土施三工缝三处，三由于三局部三的材三料劣三化，三在比三较狭三小的三范围三内衬三砌块三有可三能掉三落的三场合三而且三隧道三断面三富裕三少的三场合三。金属三网方三法是三用锚三栓等三把金三属网三固定三在衬三砌表三面上三，防三止掉三落的三方法三。施三工范三围广三的场三合，三也有三用平三钢和三型钢三配合三金属三网的三。此三对策三，在三对策三后也三能够三进行三变异三地点三的追三踪调三查。三金属三网的三对策三例示三于图7－18。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例图7－18金属三网对三策例隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例金属三网等三施工三后还三可对三变异三处进三行追三迹调三查。在设三计、三施工三上应三注意三以下三事项三。①使三用材三料：三使用三的材三料应三选择三网目三细、三重量三轻，三对衬三砌没三有负三担的三材料三。网三必须三采用三具有三耐火三性能三的，三对漏三水具三有耐三腐蚀三性和三耐久三性的三。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例图7－19金属三网等隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例•使用三的金三属网三等的三网目三，要三选用三细小三、轻三量、三不给三衬砌三增加三负担三的。•网必三须使三用耐三火的三。•对漏三水使三用有三耐久三性的(例如三使用三镀锌三的金三属制三品)(图7一20三)。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例图7－20采用三膨胀三金属三制品三例隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例②前三处理•施工三范围三内对三电气三设备三有障三碍的三场合三，应三预先三加以三防护三，对三施工三面附三着的三煤烟三和粉三尘以三及劣三化部三分要三预先三凿落三。•应除三去附三在施三工面三上的三煤烟三、尘三土及三劣化三部分三。③施三工•金属三网等三的锚三栓配三置要三适合三，以三免因三列车三风压三而卷三起。•衬砌三片体三落到三金属三网上三时，三注意三不要三侵限三。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例事例三一（1）隧三道概三况隧道名称大日影隧道隧道长度1368m衬砌形式单线甲型开始营运时间1903年11月构造砖衬砌，厚度23～57cm，无仰拱开挖方法地形、地质中生代白垩纪的砂岩、粘板岩，埋深最大285m维修经历隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例（2）变三异状三况变异现象因砖材劣化而剥离、剥落，拱部附有煤烟，渗透滑水。调查项目目视检查——在劣化显著的30m地段煤烟附着厚达30mm，砖村剥离深度达20mm，接缝劣化深度最大达90mm。打击声检查——用混凝土试验锤进行韭破坏检查。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例（3）变三异原三因推三定烟害及冻害使材质劣化（4）对三策措施(图7一21)①清扫拱部表面，除去煤烟②树脂网加平钢(用栓钉补强)隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例图7－21整治三措施隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例要点三四三内三衬劣化三部分三大于10三m2以上三的大三范围三时，三视劣三化状三态、三地压三等外三力的三有无三，程三度，三限界三富裕三量等三，适三宜选三择喷三射法三及现三灌混三凝土三法。表7一4表示三不同三施工三方法三，不三同材三料时三标准三的内三衬厚三度。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例标准三内衬三厚度三表7－4工法、材料厚度（mm）记事喷射法添加高分子材料的砂浆＜30与挂网合用砂浆30－150需增加抗拉强度时采用GFRC混凝土70－150需增加抗拉强度时采用STRC现灌混凝土法＞125注：GF三RC：玻三璃纤三维混三凝土三；SF三RC：钢三纤维三混凝三土隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例1）三喷三射法衬砌三材料三劣化三达10三m2以上三的范三围，三有地三压和三相邻三施工三等外三力的三影响三，限三界无三富裕三，拱三厚不三足时三。喷射三法采三用的三材料三除混三凝土三，砂三浆外三，尚三有下三述几三种：①SF三RC三(钢纤三维混三凝土)②G三FR三C(玻璃三纤维三混凝三土)③添加三高分三子材三料的三水泥三类材三料等三。隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例喷射三法，三要按三喷射三厚度三来选三择这三些材三料。三选定三喷射三厚度三、材三料时三，视三变异三及其三程度三、限三界富三裕，三经济三、施三工住三、附三着性三、耐三久性三等决三定。喷射三法，三过去三以防三止漏三水为三目的三时，三都是三采用三用尿三烷水三泥和三素砂三浆，三薄薄三喷上三一层三厚30～50三mm的喷三层。三但是三，由三于与三衬砌三的附三着牲三不好三，不三能充三分地三与衬三砌形三成一三体，三喷射三材料三的劣三化显三著，三并屡三屡发三生剥三落，三特别三是在三寒冷三地区三更为三严重三，因三此，三采用三喷射三法时三，在三设计三施工三上必三须做三到：隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例图7－22洞内三作业三状况三例隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例图7－23使用三上关三断面三喷射三台车三例隧道三工程三维修三管理三要点三集--三--第七三部分三衬三砌劣三化、三剥落三变异三对策三及事三例设计三、施三工上三的注三意事三项①使三用材三料及三厚度(表7一4)采用三整治三劣化三衬砌三的喷三射法三时，三限于三净空三断面三要有三一些三富余三，这三时采三用混三凝土三是经三济的三。采三用混三凝土三喷射三时的三厚度三，一三般要三大于70三mm。西三德的三地下三交通三设备三研究三所（ST三UB三A）的三建议三也是70三mm以上三。此三外，三对弯三曲的三补强三和使三用之三成为三一体三时，三要设三金属三网。净空三富余三不充三分时三，要三采用三抗拉三强度三大的三材料三。因三为喷三射厚三度薄三、钢三纤维三的回三弹和三分布三不匀三等有三可能三得不三到所三需的三强度三，所三以，SF三RC的厚三度标三准要三大于70三mm。净空三富余三充分三时，三最好三增加三混凝三土的三厚度三，但三在12三5－15三0m三m左右三，应三与现三灌混三凝土三进行三经济三技术三比较三。用高三分子三材料三，GF三RC、SF三RC时，三不管三那种三材料三，都三很贵三。故三在经三济上三要进三行充三分的三，比三较。②配三比及三强度喷射三凝土三及砂三浆的三配比三，要三保持三所需三强度三并能三获得三良好三的施三工性三，附三着性三等来三决定三。原三则上三，设三计基三准强三度要三大于18三0k三gf三/c三m2。混合三高分三子材三料和三玻璃三纤维三、钢三纤维三时，三要研三究其三施工三性和三效果三后决三定其三配比三。③前三处理•施工三范围三内有三电缆三等妨三碍时三，事三先要三加以三防护三；•附于三施工三面上三的煤三烟，三尘土三和劣三化部三分要三确实三清除三；•施工三面有三漏水三时，三要作三好漏三水处三理。④施三工•喷射三法有三干喷三和湿三喷两三种方三法，三各有三优缺三点，三应根三据施三工地三的条三件(输送三距离三，作三业场三所等)选择三施工三方法三。表7－5干、三湿喷三法比三较项目工法干喷法湿喷法混合方法在喷嘴处水分与拌合材料混合各材料事先混合好品质状态视作业人员的熟练能力等而左右，质量离散性大不受作业人员能力控制，质量比干喷法离散性小。供给状态不受限制受到限制压送距离水平可达500m水平约100m粉尘多少回弹比较多少吐出量单位时间吐出量小大作业空间机械小，作业空间小机械大，作业空大·为了三确实三地传三递，三因自三重、三干燥三收缩三或外三力产三生的三剪力三，需三设置三锚栓三。为三安全三起见三，最三好每m2设一三根以三上。·抗弯三补强三和为三防止三剥落三，视三情况三应加三入金三属网三。喷三射后三金属三网外三露时三，会三因腐三蚀而三开裂三、剥三落，三故要三有适三当的三保护三层。·喷嘴三应尽三可能三与喷三射面三成直三角，三距lm处喷三射，三考虑三到使三用材三料的三最大三尺寸三和施三工面三的状三况，三应以三适当三厚度三分几三层喷三射；使用三钢筋三网喷三射时三，粗三骨料三回弹三较多三，会三有“三蜂窝三麻面三”故三要精三心施三工。喷射三混凝三土和三砂浆三，因三是薄三层施三工水三泥量三较多三，为三避免三急剧三的干三燥，三要进三行初三期养三护，三并在三施工三后的三温度三不小三于5℃时施三工。喷混三凝土三要考三虑与三衬砌三附着三不良三可能三堕落三，寒三冷地三区的三漏水三处理三等。2）现三灌混三凝土三法衬砌三材料三劣化三达10三m以上三，并三有地三压和三相邻三施工三等外三力影三响，三限界三富裕三能确三保足三够厚三度时三。是向三既有三衬砌三补打三混凝三土，三增加三断面三，以三增强三衬砌三承载三力的三方法三。本三法中三设置三联结三新结三构的三锚栓(榫钉)和处三置好三施工三缝是三特别三重要三的，三图7一24是现三灌混三凝土三修筑三内衬三例。图7一24现灌三混凝三土法三例在进三行现三灌混三凝土三的设三计、三施工三时，三要注三意以三下各三点：①拱三厚厚度三应视三衬砌三的劣三化状三态，三地压三等外三力、三限界三富裕三量等三并参三考既三有实三例决三定之三。从三施工三性看三，要三采用12三.5三cm以上三的厚三度，三采用12三.5三-1三5c三m左右三的厚三度时三，要三与喷三射混三凝土三进行三经济三技术三比较三。②配三比和三强度配比三要保三证所三需强三度及三良好三的附三着性三，施三工性三。设三计基三准强三度，三原则三上在10三0k三gf三/c三m2以上三。③前三处理前处三理后三还要三用断三面测三定仪三确认三限界三外的三富裕三量。④施三工•即有三施工三面要三全面三清凿三，形三成0.三6c三m－l.三Oc三m深的三，均三匀的三毛面三。•在既三有衬三砌面三涂接三合剂三并设三置栓三钉。三栓钉三的锚三固长三度l取≥15三ф（ф：栓三钉直三径）三布置三根据三外力三而定三。栓钉三向新三灌混三凝土三的锚三固长三度，三当设三有弯三钓时三为10三ф，不三设弯三钓时三为10三ф。•模板三要架三设拱三架，三确认三限界三富余三后再三架设三。事例三一（1）隧三道概三况隧道名称吴隧道隧道长度2582m衬砌形式新中间型开始营运时间1934年构造混凝土砌块，厚23cm开挖方法地形、地质中生代白垩纪花岗岩维修经历（2）变三异状三况变异现象衬砌材料劣化，拱部有媒烟并漏水调查项目劣化厚度的测定——把衬砌用水洗干净后，在拱部测定（图7－25）。劣化深度在30～40mm左右，还有大于100mm者，劣化越靠近中央地段越显著。空洞调查图7－25劣化三状态三度测三定a劣化三深度三的频三率b劣化三状态三模式图7－26隧道三纵剖三面及三整治三范围（3）变三异原三因推三定烟害。因有如图7一26所示的媒烟易于存留的纵剖面，故媒烟大且沉附，其次因滑水多，媒烟也易于沉附（4）对三策(图7－27三)①回填压浆②凿除③涌水处理——止水。漏水多的地方导水。④喷砂浆，厚70mm。干喷，其配比参见表7－6。⑤集排水图7－27整治三措施三概况砂浆三配比三表7－6W／CW细骨料速凝剂水泥45％248kg1503kg16.5kg550kg事例三二（1）隧三道概三况隧道名称第二八木泽隧道隧道长度418m衬砌形式单线甲型开始营运时间1927年构造混凝土衬砌，厚30cm，无仰拱开挖方法地形、地质新第三纪中新世的泥岩、碎岩、砾岩互层，埋深最大为50m，河岸地段为15m。维修经历（2）变三异状三况(图7一28三)变异现象拱部全长劣化严重，呈豆板状，有白色物质折出。尤其是拱顶厚质相当不足，背后还有散在的空洞。边墙比较健全有漏水没有因地压引起有变异。调查项目衬砌表面折出物质的化学分析判明有硫酸盐成分漏水的PH值测定，PH值为5，是酸性的图7－28拱三劣三化状三况折出三物的三化学三分析三结果三表7－7化学组成含量（％）含有结晶水的硫酸纳（13g）Na2SO47H2O(17%)Na2SO2(10H2O)30混凝土及砂浆残留小片42CaSO4、2H2O7炭酸盐化合物CaSO3、Na2、CO34.5氢酸化钙（Ca(OH)2）2盐分（Hacl、CaCl2）0.2水泥、水化物（Ca3、SiO2、3H2O）13计98.7（3）变三异原三因推三定拱部混凝土灌注不良，拱厚不足(从化学分析结果，漏水的PH值看，是由于酸性水使材料劣化)（4）对三策(图7－29三)①清扫表面(用高压永清除表面折出物)、凿除②填充断面缺损部分③修整排水孔，侧向防止硫酸盐的侵蚀④喷树脂砂浆，厚15mm，因限界无富余，只能采用薄层喷射方法图7－29整治三措施三概况事例三三（1）隧三道概三况隧道名称善知岛隧道隧道长度1678m衬砌形式单线甲型开始营运时间，1906年6月构造砖衬砌(距式口25m为混凝土)厚度23.4-80cm。开挖方法地形、地质石灰岩等，埋深最大190m，无偏压地形。维修经历（2）变三异状三况变异现象隧道全长的砖、接缝砂浆的劣化严重，尤其是边墙的砖缝错动，剥离、剥落显著，在漏水处，表层砖的接缝风化到1～2层砖，剥落相当严重。漏水各处都有，边墙处有经常不断的流水。冬季最低气温可降到－20℃左右，发生冰柱和侧冰。地压没有造成显著的变异。调查项目断面测定衬砌钻孔调查(砖的物性，力学试验)衬砌内侧劣化显著(内面侧的单轴抗压强度65kgf/cm2)。洞内漏水、地表水的PH测定——PH为8（3）变三异原三因推三定冻害（4）对三策措施(图7一30、图7一31)①凿落(把既有砖衬去掉一层用压缩空气清扫表面)②安栓钉、挂网③导水④喷射SFRC，厚80mm，配比见表7－8。图7－30整治三措施三范围三图SF三RC配比三表三表7－8图7－31整治三措施三概况要点三五三补三强拱三架补强三拱架三适用三于衬三砌需三要积三极补三强而三且净三空有三富裕三的场三合。三作为三衬砌三劣化三的对三策，三有必三要与三其他三对策三并用三。补强三拱架三是用三弯曲三加工三的H型钢三等钢三材沿三衬砌三内表三面一三定间三隔架三设的三方法三。多三用于三地压三对策三的三场合三，但三作为三劣化三衬砌三其目三的是三控制三剥离三、剥三落可三能性三高的三衬砌三，补三强因三劣化三而使三有效三厚度三减小三的衬三砌。三图7－32是拱三架补三强对三策例三。图7－32拱架三补强三对策三例设置三补强三拱架三的目三的是三：①控三制剥三离，三剥落三危险三性大三的衬三砌；②对三因劣三化衬三砌有三效断三面减三小的三应急三补强三；向衬三砌背三后进三行回三填压三浆时三，为三防止三压浆三压力三使衬三砌变三异，三必要三时要三设补三强拱三架。单独三使用三加强三拱架三时应三注意三下述三问题三：①不三进行三防锈三处理三就不三能作三为永三久构三件；②一三般说三，与三衬砌三比刚三度小三，所三以单三独使三用时三，不三能期三待较三大的三补强三效果三；③在三防止三剥落三上，三不能三承受三面的三荷载三，所三以，三多与三以下三方法三同时三使用三；防止三剥落……金属三网、三防护三板；增强三补强三效果……基础三补强三、内三衬；永久三补强……内衬三。图7一33及7－34是补三强拱三架与三其它三方法三并用三例图7－33与内三衬并三用例图7－34与金三属网三并用三例设计三施工三上应三注意三事项三：•补强三拱架三的形三状、三尺寸三、材三质钢材三要采三用延三展性三大、三易于三弯曲三和焊三接加三工的三钢材三。一三般说三，多三采用三冷加三工的H型钢三。从三耐久三性方三面看三，最三好进三行防三锈处三理。•补强三拱架三的断三面、三间距应综三合开三裂变三异状三况、三隧道三断面三尺寸三和形三状、三施工三条件三等决三定。三补强三拱架三上的三外力三是很三难推三定的三，一三般都三参考三既有三事例三进行三设计三。一三般采三用H—三10三0~三15三0型钢三，间三距为1.三0m三~1三.5三m。补强三拱架三的断三面、三架设三间距三应视三下述三条件三综合三决定•变形三状况•隧道三净空三的断三面形三状、三尺寸(尤其三是对三建筑三限界三的富三余量)•施工三条件作用三在拱三架上三的外三力根三据变三形状三况推三定是三很困三难的三。一三般说三，最三好参三考类三似条三件下三的既三有实三例进三行设三计。三其中三如能三用量三测等三方法三事前三推定三外力三时，三进行三结构三计算三，以三确认三具有三足够三的承三载力三。一般三说，三可采三用H－10三0，H－15三0型钢三以l～1.三5m间距三设置三拱架三。视三情况三，采三用H型钢三并呈三格子三状以三增加三承载三力。•楔块三、接三头、三底脚三的设三计施三工楔块三是把三围岩三、衬三砌的三外力三传递三到拱三架上三，防三止松三弛荷三载增三大的三措施三。因三此，三楔块三除了三注意三不要三损伤三拱架三外，三还要三注意三以下三几点三：具三有不三产生三松弛三的构三造；三设置三的间三距适三当和三确实三紧固三。作三为参三考，三表7－9给出三改变三楔块三设置三数，三紧固三方法三进行三补强三拱架三的比三较设三计例三。接头三不能三成为三构造三上的三弱点三，应三能够三强固三连接三和具三有良三好的三作业三性。底脚三的设三计施三工时三应注三意：三不能三下沉三，在三拱架三下端三设底三版，三必要三时应三设置三垫板三；如三果仍三然不三够，三拱脚三的承三载力三不足三和有三可能三产生三不均三匀下三沉的三场合三，应三用混三凝土三加固三。加三固的三混凝三土应三有一三定深三度，三沿线三路方三向的三挖掘三长度三要限三制。楔块三把围三岩，三衬砌三的外三力传三递到三拱架三上，三以防三因松三弛使三荷载三增大三。所三以，三模块三要不三损害三拱架三；三具有三不产三生松三弛的三结构三和按三适当三间距三设置三。要三确实三紧固·在进三行补三强拱三架底三脚的三设计三施工三时要三注意三：不因三荷载三而下三沉，三拱架三不端三设底三板或三必要三时设三垫板三等只用三这些三措施三还有三不均三下沉三或底三脚承三载力三不足三时应三设基三础补三强混三凝土三以强三化承三载力三和使三各拱三架成三为一三体。基础三补强三混凝三土，三不能三因控三基而三诱发三边墙三滑动三。·净空三断面三的事三前测三定和三净空三断面三不足三时的三处置设计三时，三事前三要测三定净三空断三面，三以采三取有三足够三富余三的断三面结三构。三净空三不充三分时三和衬三砌表三面有三凹凸三时，三视情三况，三要凿三除一三部分三或视三条件三研究三降低三底板三的必三要。表7－9楔点三数、三楔紧三程度三和支三撑强三度的三比较·施工三后的三检查施工三后要三测定三限界三尺寸三。因列三车振三动可三能使三楔块三松弛三，施三工后三要随三时检三查，三必要三时应三再次三紧固三。·其他拱架三在纵三向力三的作三用下三可能三发生三倾倒三，因三此要三与相三临拱三架相三互连三接好三。通三常多三采用三系杆三等联三系方三式。三材料三采用三外径60三.6三mm、厚2.三3m三m的钢三管和φ1三9m三m的螺三栓。事例三一（1）隧三道概三况隧道名称冠着隧道隧道长度2656m衬砌形式单线甲型开始营运时间1900年6月构造砖和混凝土砌块，局部有仰拱开挖方法地形、地质新第三系流纹岩质凝灰质(抗压强度100kgf/cm2)，入口附近为砂、泥岩互层。埋深最大300m。维修经历（2）变三异状三况变异现象隧道全长错缝，村料流失，衬砌劣化、剥离、剥落严重漏水多，有冻结，衬砌表面有煤烟防漏水砂浆剥离、剥落显著局部地段断面变形，拱部有挤入调查项目断面测定钻孔调查(强度试验，衬砌背后调查)漏水的水质分析（3）变三异原三因推三定冻害（4）对三策措施(图7－35、图7－36)①凿除②架拱架，挂衬板③压注砂浆图7－35隧道三纵剖三面及三措施三范围图7－36措施三概况事例三二（1）隧三道概三况隧道名称第二衣挂隧道隧道长度1319m衬砌形式单线特l型开始营运时间1962年构造混凝土，厚度30－70cm，局部有仰拱开挖方法地形、地质中生代——第三纪初期的花岗岩西侧附近有活断层向东方向延展，其影响范围内多破碎带。维修经历（2）变三异状三况变异三现象三拱三部开三裂、三剥落三尤其三是，三在44三k6三50三m—三44三k8三00三m间，三曾发三生三三次剥三落，三此处三的混三凝土三试验三强度三为10三0k三gf三/c三m2。拱部三混凝三土材三料劣三化——战争三刚刚三结束三后修三筑的三，采三用了三硅石三水泥隧道三全长三漏水地质三引起三的变三异不三显著三。调查三项目三非三破坏三检查钻孔三调查三一一三确认三背后三地质三，衬三砌强三度试三验、三断面三测定（3）变三异原三因推三定混凝士材质不良及漏水引起的劣化（4）对三策(图7－37三)①补强拱架：125H，间距60m②拱架背后塑料板③灌注混凝土图7－37整治三措施三概况事例三三（1）隧三道概三况隧道名称板敷山嚷道隧道长度板敷山隧道长688m沓食山隧道长671m衬砌形式单线乙型开始营运时间1914年构造砖拱，石边墙，局部地段为混凝土，洞口段有仰拱开挖方法地形、地质位于河左岸，地形偏压。新第三纪中新世页岩维修经历（2）变三异状三况变异现象衬砌材料劣化，剥落。混凝土整个变异，严重的呈砂状。隧道整个滑水，冬季冻结严重为整治滑水，结冰的措施——喷射砂浆层剥落调查项目（3）变三异原三因推三定冻害使材料劣化混凝土材质不良（4）对三策（图7－38）措施①设防水板、防止漏水②补强拱架：125H，间距1.5m③现灌混凝土：拱部钢筋混凝土，使用ф13mm钢筋图7－38整治三措施三概况要点三六•内表三面补三强内表三面补三强，三适用三于因三开裂三和部三分材三料劣三化，三在比三较狭三窄的三范围三内衬三砌块三有可三能掉三落，三但没三有漏三水、三净空三富裕三小的三场合三。为三了确三保与三既有三衬砌三的附三着，三应作三好前三处理三。视衬三砌的三劣化三状态三、有三无地三压等三外力三的影三响及三其程三度、三限界三富裕三、现三地的三具体三情况三等进三行选三择。三适用三于因三开裂三和部三分材三料劣三化，三在比三较狭三窄的三范围三内衬三砌块三有可三能掉三落的三场合三。为三了确三保与三既有三衬砌三的附三着，三应进三行漏三水处三理三等前三处理三。根三据补三强材三料的三材质三，有三纤维三板粘三着和三钢板三粘着三两种三方法三。内三表面三补强三的施三工状三况示三于图7－39。图7－40、图7－41分别三为纤三维板三粘着三和钢三板粘三着方三法的三断面三图。图7－39内表三面补三强的三施工三状况三例图7－40纤维三板粘三着方三法的三断面三图（三模式三图）图7－41钢板三粘着三方法三的断三面图三（模三式图三）纤维三板粘三着方三法是三在衬三砌开三裂部三分的三表面三或受三拉力三的作三用面三上，三把含三浸粘三着树三脂的三纤维三板一三层一