隧道常見病害及維修養(yǎng)護(hù)

隧道是鐵路線路穿越山嶺的主要手段，在運(yùn)營中常常會出現(xiàn)對隧道安全運(yùn)營有重要影響和威脅的病害。在隧道運(yùn)營階段要及時檢查、發(fā)現(xiàn)病害，分析病害成因，采用合理的整治和維護(hù)方法。這樣，才能保證鐵路隧道工程的安全、暢通運(yùn)營。隧道工程隧道常見病害及維修養(yǎng)護(hù)學(xué)習(xí)目的：（1）了解隧道的常見病害種類；（2）掌握隧道常見病害的維修；（3）掌握隧道的養(yǎng)護(hù)要點。一、隧道常見病害種類隧道病害根據(jù)成因的不同主要可分為以下四類1、水害2、襯砌裂損3、襯砌腐蝕4、隧道凍害等隧道水害中分涌水、漏水、滴水、滲水和潤水；隧道凍害中分襯砌凍害、線路凍害、排水溝凍結(jié)及掛冰等；襯砌病害包括襯砌變形、裂損、侵蝕等；1.1隧道水害隧道水害是指在隧道修建和運(yùn)營過程遇到的水的干擾和危害，是最常見的隧道病害。主要指圍巖的地下水和地表水以滲漏或涌出的形式進(jìn)入隧道內(nèi)造成的危害。隧道滲漏水對隧道穩(wěn)定、洞內(nèi)設(shè)施、行車安全、地面建筑和隧道周圍環(huán)境產(chǎn)生諸多不良影響，降低使用壽命，威脅運(yùn)營安全。輕則造成洞內(nèi)空氣潮濕，影響施工人員身體健康，機(jī)械設(shè)備銹蝕，絕緣設(shè)備失效，電路短路，漏電傷人；重則導(dǎo)致人員傷害，沖毀洞內(nèi)機(jī)械設(shè)備，形成塌方，淹沒工作面，中斷施工，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。1.2隧道水害維修措施①注漿堵水；②向襯砌背后圍巖注漿；

③向襯砌內(nèi)部注漿；④向基底注漿；⑤增設(shè)內(nèi)防水層。內(nèi)防水層雖然不能阻止水流進(jìn)入襯砌內(nèi)，但可阻止水流進(jìn)入隧道內(nèi)。增設(shè)內(nèi)防水層的方式有3種：①刷涂；②刮壓；③噴涂。隧道治水的具體措施就是“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”，使之既能自成體系，又能互相配合，形成一個完整的隧道治水體系。2.1襯砌裂損

隧道襯砌是承受地層壓力、防止圍巖變形坍落的工程主體建筑物。地層壓力的大小，主要取決于工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和圍巖的物理力學(xué)特性，同時與施工方法、支護(hù)襯砌是否及時和工程質(zhì)量的好壞等因素有關(guān)。由于形變壓力作用、松動壓力作用、地層沿隧道縱向分布及力學(xué)性態(tài)的不均勻作用、溫度和收縮應(yīng)力作用、圍巖膨脹性或凍脹性壓力作用、腐蝕性介質(zhì)作用、施工中人為因素、運(yùn)營車輛的循環(huán)荷載作用等，使隧道襯砌結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生裂縫和變形，統(tǒng)稱為隧道襯砌裂損病害。

襯砌裂損變形的主要危害有：①降低襯砌結(jié)構(gòu)對同巖的承載能力；②使隧道凈空變小，侵入建筑限界，影響車輛安全通過；③拱部襯砌掉塊，影響行車和人身安全；④裂縫漏水，造成洞內(nèi)設(shè)施銹蝕，道床翻漿；⑤鋪底和仰拱破損，基床翻漿、線路變形。襯砌裂損的類型（一）襯砌變形

襯砌變形有橫向變形和縱向變形兩種，其中橫向變形是主要變形。襯砌橫向變形是指襯砌由于受力原因而引起拱軸形狀的改變。（二）襯砌移動

襯砌移動是指襯砌的整體或其中一部分出現(xiàn)轉(zhuǎn)動（傾斜）、平移和下沉（或上抬）等變化，也有縱向與橫向移動之分如下圖隧道襯砌縱向向移動的基本本形態(tài)隧道襯砌橫向向移動的基本本形態(tài)續(xù)上表（三）襯砌開開裂襯砌開裂是指指襯砌表面出出現(xiàn)裂紋（或或龜裂）和裂裂縫（寬度較較大）或貫通通襯砌全部厚度的裂裂紋的總稱，，是襯砌變形形的結(jié)果。襯襯砌開裂包括括有張裂、壓壓潰和錯臺三種。1．張裂彎曲受拉和偏偏心受拉引起起的裂損，其特征是裂紋、、裂面與應(yīng)力方向正交交，縫寬由表表及里逐漸變窄。如如圖右所示。2．壓潰彎曲或偏心受受壓引起的襯襯砌裂損。裂紋邊邊緣呈壓碎狀狀，嚴(yán)重時受壓區(qū)表表面產(chǎn)生魚鱗鱗狀碎片（中間厚，，四周?。﹦儎兟涞魤K等現(xiàn)象，如如右圖所示。3．錯臺由剪切力引起起的裂縫，裂縫寬度在表表面至深處大大致相同，襯砌在在裂縫兩側(cè)沿沿剪切方向有錯動動，即形成錯錯臺如圖所示。襯砌裂損的形形式襯砌沿縱向剪剪斷2.2隧道損損裂維修一、穩(wěn)固巖體1、治水穩(wěn)固巖體地下水的浸泡泡與活動對各各種圍巖的穩(wěn)穩(wěn)定性消弱最最大。通過疏疏干圍巖含水水，堅決地采采取治水措施施是穩(wěn)固巖體體的根本措施施之一。2、錨桿加固巖體；對較好的巖體體（小于Ⅴ級級），自襯砌砌內(nèi)側(cè)向圍巖巖內(nèi)打入一定定數(shù)量和深度度（3～5m）的金屬錨桿、、砂漿錨桿，，可以把不穩(wěn)穩(wěn)定的巖塊固固定在穩(wěn)定的的巖體上，提提高破碎圍巖巖的黏結(jié)力3、注漿加固巖體；通過向破碎松松動的巖體壓壓入水泥漿液液和其它化學(xué)學(xué)漿液（如鉻鉻木素、聚氨氨酯等），加加固圍巖。4、支擋加固圍巖；對靠山、沿河河偏壓隧道或或滑坡地帶，，除治水穩(wěn)固固山體外，尚尚可采用支擋擋措施，包括括設(shè)支擋墻、、錨固沉井、、錨固鉆（挖挖）孔樁等來來預(yù)防山體失失穩(wěn)與滑坡，，這種工程措措施只能用于于洞外整治5、回填與換填；如果襯砌外周周圍存在著各各種大小空隙隙（如超挖而而沒有回填等等），要采取取回填措施，，用砂漿或混混凝土將圍巖巖空隙回填密密實。如果隧隧底存在厚度度不大的軟弱弱不穩(wěn)定的巖巖體或有不穩(wěn)穩(wěn)定的充填物物，可以采取取換填辦法處處理。二、襯砌更換與加固1、壓漿加固（1）圬工體體內(nèi)壓漿加固固襯砌裂損發(fā)展展非常緩慢或或者已呈穩(wěn)定定，可以進(jìn)行行圬工體內(nèi)壓壓漿，一般以以壓環(huán)氧樹脂脂漿為主，并并選擇無水季季節(jié)施工。（2）襯砌背背后壓漿加固固主要是針對襯襯砌的外鼓和和整體側(cè)移。。在拱后壓漿漿增加拱的約約束可以起到提高高襯砌剛度和和穩(wěn)定性的作作用，所以一一般可以局部部應(yīng)用，主要在發(fā)發(fā)生外鼓變形形的部位。2．嵌補(bǔ)加固固對已呈穩(wěn)定暫暫不發(fā)展的裂裂縫，如果不不能采取壓漿漿加固者可以采取嵌補(bǔ)，，即將裂縫修修鑿剔深，在在縫口處用水水泥砂漿、環(huán)氧樹脂砂漿漿或環(huán)氧樹脂脂混凝土進(jìn)行行嵌補(bǔ)。如圖圖所示。嵌補(bǔ)加固3．噴錨加固固裂損襯砌的所所有內(nèi)鼓變形形和向內(nèi)移動動的裂損部位位，采用（預(yù)預(yù)應(yīng)力）錨桿加加固巖體（如如圖8-8所所示），可將將襯砌與巖體體嵌固在一起，形成成一個均勻壓壓縮帶，以增增強(qiáng)圍巖的穩(wěn)穩(wěn)定性錨噴加固4．套拱加固固如果混凝土質(zhì)質(zhì)量差，厚度不夠，或受受機(jī)車煤煙侵侵蝕，掉塊剝落嚴(yán)重重，并且拱頂頂凈空有富余時，，可對襯砌拱拱部加筑套拱或全全斷面加筑套套拱拱部套拱加固固全斷面套拱加加固5．更換襯砌砌拱部襯砌破壞壞嚴(yán)重，已喪喪失承載能力力，用其它整整治補(bǔ)強(qiáng)手段難以保保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定定，或者襯砌砌嚴(yán)重侵入限限界，采用其它整治措施施有困難時，，采用全拱更更換，徹底根根除病害。6．其它加固固手段當(dāng)僅有墻腳內(nèi)內(nèi)移而不下沉沉和隧底巖土土隆起時，可可在墻基處增設(shè)混混凝土支撐以以擴(kuò)大基礎(chǔ)，，如圖所示。。隧底圍巖軟弱下沉或或隧底填充上上鼓時，可加加設(shè)仰拱墻基混凝土支支撐加固增設(shè)仰拱加固固3.1襯砌腐蝕襯砌腐蝕的種類及危害害1．水蝕主要指襯砌受受到地下水的的作用而產(chǎn)生生的腐蝕。一一般發(fā)生在隧隧道的拱部、邊墻墻、仰拱、排排水溝和電纜纜槽等各部位位。（1）溶出型型侵蝕（2）硫酸鹽鹽侵蝕（3）鎂鹽和和氨化物的侵侵蝕。2．煙蝕主要是指在蒸蒸汽機(jī)車牽引引的區(qū)段，其其產(chǎn)生的“煙煙霧”對襯砌砌混凝土產(chǎn)生的的侵蝕，分為為化學(xué)性侵蝕蝕和機(jī)械性侵侵蝕。3．凍蝕凍蝕是指在嚴(yán)嚴(yán)寒地區(qū)的隧隧道，混凝土土襯砌由于凍凍融交替產(chǎn)生生的侵蝕。4．骨料溶脹脹骨料溶脹指襯襯砌混凝土中中的粗、細(xì)骨骨料中含有遇遇水溶解和膨脹的的材料而造成成的對襯砌的的侵蝕。3.2襯砌腐蝕維修修（1）制作防蝕層層（2）伸縮縫、變變形縫防蝕（3）已腐蝕襯砌砌的加固與翻翻修4.1隧道凍害一、凍害的種種類1．冰柱、冰冰溜子滲漏的地下水水通過混凝土土裂縫逐漸滲滲出，在滲出出點出口處受受低溫影響積積成冰柱，尤尤其在施工接接縫處滲水點點多，結(jié)晶明明顯，累積十十至幾十厘米米厚的冰溜子子（又稱為掛掛冰）。如不不清理，冰溜溜子越積越大大，侵入限界界，危及行車車安全。拱部滲漏逐漸漸形成冰柱子子（冰葫蘆）），一般地區(qū)區(qū)僅僅是影響響限界。隧道排水溝槽槽設(shè)施，保溫溫不良引起冰冰凍稱冰塞子子。水溝地下下排水困難，，因結(jié)冰堵塞塞，使水溝（（管或槽）凍凍裂破損，地地下水不易排排走，襯砌周周邊因水結(jié)冰冰而凍脹，致致使隧道內(nèi)各各種凍害接踵踵而來。2．襯砌發(fā)生生冰楔隧道砌筑在圍圍巖良好地段段，一旦襯砌砌壁后有空隙隙，滲透巖層的地地下水，在排排水不通暢時時水就積在襯襯砌與壁后圍圍巖間，結(jié)冰凍凍脹產(chǎn)生冰凍凍壓力，傳遞遞給襯砌。3．圍巖凍脹脹破壞（1）隧道拱拱部襯砌發(fā)生生變形與開裂裂（2）隧道邊邊墻變形嚴(yán)重重（3）隧道內(nèi)內(nèi)線路凍害（4）襯砌材材料凍融破壞壞（5）隧底凍凍脹和融沉4.2隧道凍凍害整治（一）綜合合治水（二）更換換土壤（三）保溫溫防凍（1）在隧隧道內(nèi)加筑筑保溫層（2）降低低水的冰點點（3）供熱熱防凍（四）防止止融塌（五）結(jié)構(gòu)構(gòu)加強(qiáng)（1）加大大側(cè)向拱度度，使拱軸軸線能更好好地抵抗側(cè)側(cè)向凍脹。。（2）拱部部襯砌厚度度增加，一一般加厚10㎝左右右。（3）提高高襯砌混凝凝土標(biāo)號或或采用鋼筋筋混凝土。。（4）隧底底增設(shè)混凝凝土支撐。。隧道的養(yǎng)護(hù)要點一、運(yùn)營狀狀態(tài)監(jiān)視二、檢查以以便及時發(fā)發(fā)現(xiàn)隧道結(jié)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的的病害經(jīng)常檢查、、定期檢查查、特別檢檢查和限界界檢查等。。1、土建結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)（1）洞口：及時清除洞口邊仰坡上的危石、浮土，冬季應(yīng)清理積雪和掛冰，保持洞口邊溝和截（排）水溝的完好、暢通，修復(fù)洞口擋土墻、護(hù)坡、排水設(shè)施等結(jié)構(gòu)物的輕微損壞。（2）洞身：隧道出現(xiàn)襯砌起層或剝離，應(yīng)及時加以清除或加固；對襯砌的滲漏水，可將水流引入邊溝排除；冬季應(yīng)及時清除洞頂掛冰等。（3）路面面：及時清除隧道內(nèi)外路面上的塌落物，及時修復(fù)、更換損壞的設(shè)施；路面積水或結(jié)冰；冬季應(yīng)及時清除洞口處積雪。（4）排水設(shè)施：維護(hù)隧道內(nèi)外排水設(shè)施的完好，發(fā)現(xiàn)破損及時修復(fù)；（5）人行道或檢修道：維護(hù)人行道或檢修道的完好和暢通，道板如有破損或缺失，應(yīng)及時修復(fù)和補(bǔ)充；2、機(jī)電設(shè)施養(yǎng)護(hù)(1)供配電設(shè)施：供配電設(shè)施日常檢查主要針對變壓器、高低壓配電板及變配電室內(nèi)相關(guān)設(shè)備外觀及一般運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行，通過觀察外觀異常、聲響、發(fā)熱、氣味、火花等現(xiàn)象，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。（2）照明設(shè)施：1））照明設(shè)施包括燈具、托架、標(biāo)志及信號燈和照明線路等為隧道運(yùn)營提供照明服務(wù)的設(shè)施。2）照明設(shè)施日常檢查主要是對設(shè)施使用及損壞情況進(jìn)行的巡查登記以及更換和維修。（3）通風(fēng)設(shè)施：1））通風(fēng)設(shè)施施包括括流風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)、、離心心風(fēng)機(jī)機(jī)、、射流流風(fēng)機(jī)機(jī)及其其配套套設(shè)施施等。。2））通風(fēng)風(fēng)設(shè)施施的日常常檢查查主要要是通過過觀察察設(shè)備備運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)有無異常常，，確定定設(shè)備備是否否存在在隱患患，，并及時時排除除故障障。。（4））消防防與救援援設(shè)施施：：1））消防防與救援援設(shè)施施是指用于于預(yù)防防隧道道火災(zāi)災(zāi)和進(jìn)行行