隧道常見病害及維修養(yǎng)護(hù)

隧道是鐵路線路穿越山嶺主要伎倆，在運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)對(duì)隧道安全運(yùn)行有主要影響和威脅病害。在隧道運(yùn)行階段要及時(shí)檢查、發(fā)覺病害，分析病害成因，采取合理整改和維護(hù)辦法。這樣，才能確保鐵路隧道工程安全、通暢運(yùn)行。隧道工程隧道常見病害及維修養(yǎng)護(hù)第1頁(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)：（1）理解隧道常見病害種類；（2）掌握隧道常見病害維修；（3）掌握隧道養(yǎng)護(hù)重點(diǎn)。第2頁(yè)一、隧道常見病害種類隧道病害根據(jù)成因不一樣主要可分為下列四類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(rùn)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；第3頁(yè)1.1隧道水害隧道水害是指在隧道修建和運(yùn)行過程遇到水干擾和危害，是最常見隧道病害。主要指圍巖地下水和地表水以滲漏或涌出形式進(jìn)入隧道內(nèi)造成危害。隧道滲漏水對(duì)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)生很多不良影響，減少使用壽命，威脅運(yùn)行安全。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；重則造成人員傷害，沖垮洞內(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。第4頁(yè)第5頁(yè)第6頁(yè)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)防水層雖然不能制止水流進(jìn)入襯砌內(nèi)，但可制止水流進(jìn)入隧道內(nèi)。增設(shè)內(nèi)防水層方式有3種：①刷涂；②刮壓；③噴涂。第7頁(yè)隧道治水詳細(xì)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，形成一種完整隧道治水體系。第8頁(yè)2.1襯砌裂損

隧道襯砌是承受地層壓力、避免圍巖變形坍落工程主體建筑物。地層壓力大小，主要取決于工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和圍巖物理力學(xué)特性，同步與施工辦法、支護(hù)襯砌是否及時(shí)和工程質(zhì)量好壞等原因有關(guān)。由于形變壓力作用、松動(dòng)壓力作用、地層沿隧道縱向分布及力學(xué)性態(tài)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、施工中人為原因、運(yùn)行車輛循環(huán)荷載作用等，使隧道襯砌構(gòu)造物產(chǎn)生裂縫和變形，統(tǒng)稱為隧道襯砌裂損病害。

襯砌裂損變形主要危害有：①減少襯砌構(gòu)造對(duì)同巖承載能力；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。第9頁(yè)襯砌裂損類型（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發(fā)拱軸形狀變化。（二）襯砌移動(dòng)

襯砌移動(dòng)是指襯砌整體或其中一部分出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)（傾斜）、平移和下沉（或上抬）等變化，也有縱向與橫向移動(dòng)之分如下列圖第10頁(yè)隧道襯砌縱向移動(dòng)基本形態(tài)第11頁(yè)隧道襯砌橫向移動(dòng)基本形態(tài)第12頁(yè)續(xù)上表（三）襯砌開裂襯砌開裂是指襯砌表面出現(xiàn)裂紋（或龜裂）和裂縫（寬度較大）或貫通襯砌所有厚度裂紋總稱，是襯砌變形成果。襯砌開裂包括有張裂、壓潰和錯(cuò)臺(tái)三種。第13頁(yè)1．張裂

彎曲受拉和偏心受拉引發(fā)裂損，其

特性是裂紋、裂面與應(yīng)力方向正交，縫寬由表及里逐漸變窄。如圖右所示。2．壓潰

彎曲或偏心受壓引發(fā)襯砌裂損。裂紋邊緣呈壓碎狀，嚴(yán)重時(shí)受壓區(qū)表面產(chǎn)生魚鱗狀碎片（中間厚，四周?。﹦兟涞魤K等現(xiàn)象，如右圖所示。第14頁(yè)3．錯(cuò)臺(tái)

由剪切力引發(fā)裂縫，裂縫寬度在表面至深處大體相同，襯砌在裂縫兩側(cè)沿剪切方向有錯(cuò)動(dòng)，即形成錯(cuò)臺(tái)如圖所示。第15頁(yè)第16頁(yè)襯砌裂損形式襯砌沿縱向剪斷第17頁(yè)第18頁(yè)2.2隧道損裂維修一、穩(wěn)固巖體1、治水穩(wěn)固巖體地下水浸泡與活動(dòng)對(duì)多種圍巖穩(wěn)定性消弱最大。通過疏干圍巖含水，堅(jiān)決地采取治水措施是穩(wěn)固巖體主線措施之一。2、錨桿加固巖體；

對(duì)較好巖體（不大于Ⅴ級(jí)），自襯砌內(nèi)側(cè)向圍巖內(nèi)打入一定數(shù)量和深度（3～5m）金屬錨桿、砂漿錨桿，能夠把不穩(wěn)定巖塊固定在穩(wěn)定巖體上，提升破碎圍巖黏結(jié)力

第19頁(yè)3、注漿加固巖體；

通過向破碎松動(dòng)巖體壓入水泥漿液和其他化學(xué)漿液（如鉻木素、聚氨酯等），加固圍巖。4、支擋加固圍巖；

對(duì)靠山、沿河偏壓隧道或滑坡地帶，除治水穩(wěn)固山體外，尚可采取支擋措施，包括設(shè)支擋墻、錨固沉井、錨固鉆（挖）孔樁等來預(yù)防山體失穩(wěn)與滑坡，這種工程措施只能用于洞外整改5、回填與換填；第20頁(yè)

假如襯砌外周圍存在著多種大小空隙（如超挖而沒有回填等），要采取回填措施，用砂漿或混凝土將圍巖空隙回填密實(shí)。假如隧底存在厚度不大軟弱不穩(wěn)定巖體或有不穩(wěn)定充填物，能夠采取換填措施處理。二、襯砌更換與加固1、壓漿加固（1）圬工體內(nèi)壓漿加固襯砌裂損發(fā)展非常遲緩或者已呈穩(wěn)定，能夠進(jìn)行圬工體內(nèi)壓漿，一般以壓環(huán)氧樹脂漿為主，并選擇無水季節(jié)施工。第21頁(yè)（2）襯砌背后壓漿加固主要是針對(duì)襯砌外鼓和整體側(cè)移。在拱后壓漿增加拱約束能夠起到提升襯砌剛度和穩(wěn)定性作用，因此一般能夠局部應(yīng)用，主要在發(fā)生外鼓變形部位。2．嵌補(bǔ)加固對(duì)已呈穩(wěn)定暫不發(fā)展裂縫，假如不能采取壓漿加固者可以采取嵌補(bǔ)，即將裂縫修鑿剔深，在縫口處用水泥砂漿、環(huán)氧樹脂砂漿或環(huán)氧樹脂混凝土進(jìn)行嵌補(bǔ)。如圖所示。嵌補(bǔ)加固第22頁(yè)3．噴錨加固裂損襯砌所有內(nèi)鼓變形和向內(nèi)移動(dòng)裂損部位，采?。A(yù)應(yīng)力）錨桿加固巖體（如圖8-8所示），可將襯砌與巖體嵌固在一起，形成一種均勻壓縮帶，以增強(qiáng)圍巖穩(wěn)定性

錨噴加固4．套拱加固假如混凝土質(zhì)量差，厚度不夠，或受機(jī)車煤煙侵蝕，掉塊剝落嚴(yán)重，并且拱頂凈空有富余時(shí)，可對(duì)襯砌拱部加筑套拱或全斷面加筑套拱第23頁(yè)拱部套拱加固全斷面套拱加固5．更換襯砌拱部襯砌破壞嚴(yán)重，已喪失承載能力，用其他整改補(bǔ)強(qiáng)伎倆難以確保構(gòu)造穩(wěn)定，或者襯砌嚴(yán)重侵入限界，采取其他整改措施有困難時(shí)，采取全拱更換，徹底根除病害。第24頁(yè)6．其他加固伎倆當(dāng)僅有墻腳內(nèi)移而不下沉和隧底巖土隆起時(shí)，可在墻基處增設(shè)混凝土支撐以擴(kuò)大基礎(chǔ)，如圖所示。隧底圍巖軟弱下沉或隧底填充上鼓時(shí)，可加設(shè)仰拱墻基混凝土支撐加固增設(shè)仰拱加固第25頁(yè)3.1襯砌腐蝕

襯砌腐蝕種類及危害1．水蝕主要指襯砌受到地下水作用而產(chǎn)生腐蝕。一般發(fā)生在隧道拱部、邊墻、仰拱、排水溝和電纜槽等各部位。（1）溶出型侵蝕（2）硫酸鹽侵蝕（3）鎂鹽和氨化物侵蝕。2．煙蝕主要是指在蒸汽機(jī)車牽引區(qū)段，其產(chǎn)生“煙霧”對(duì)襯砌混凝土產(chǎn)生侵蝕，分為化學(xué)性侵蝕和機(jī)械性侵蝕。3．凍蝕凍蝕是指在寒冷地域隧道，混凝土襯砌由于凍融交替產(chǎn)生侵蝕。第26頁(yè)4．骨料溶脹骨料溶脹指襯砌混凝土中粗、細(xì)骨料中具有遇水溶解和膨脹材料而造成對(duì)襯砌侵蝕。第27頁(yè)第28頁(yè)3.2襯砌腐蝕維修（1）制作防蝕層（2）伸縮縫、變形縫防蝕（3）已腐蝕襯砌加固與翻修

第29頁(yè)4.1隧道凍害一、凍害種類1．冰柱、冰溜子滲漏地下水通過混凝土裂縫逐漸滲出，在滲出點(diǎn)出口處受低溫影響積成冰柱，尤其在施工接縫處滲水點(diǎn)多，結(jié)晶顯著，累積十至幾十厘米厚冰溜子（又稱為掛冰）。如不清理，冰溜子越積越大，侵入限界，危及行車安全。拱部滲漏逐漸形成冰柱子（冰葫蘆），一般地域僅僅是影響限界。

隧道排水溝槽設(shè)施，保溫不良引發(fā)冰凍稱冰塞子。水溝地下排水困難，因結(jié)冰堵塞，使水溝（管或槽）凍裂破損，地下水不易排走，襯砌周圍因水結(jié)冰而凍脹，致使隧道內(nèi)多種凍害接踵而來。第30頁(yè)2．襯砌發(fā)生冰楔隧道砌筑在圍巖良好地段，一旦襯砌壁后有空隙，滲入巖層地下水，在排水不通暢時(shí)水就積在襯砌與壁后圍巖間，結(jié)冰凍脹產(chǎn)生冰凍壓力，傳遞給襯砌。3．圍巖凍脹破壞（1）隧道拱部襯砌發(fā)生變形與開裂（2）隧道邊墻變形嚴(yán)重（3）隧道內(nèi)線路凍害（4）襯砌材料凍融破壞（5）隧底凍脹和融沉第31頁(yè)第32頁(yè)4.2隧道凍害整改（一）綜合治水（二）更換土壤（三）保溫防凍

（1）在隧道內(nèi)加筑保溫層（2）減少水冰點(diǎn)（3）供熱防凍（四）避免融塌第33頁(yè)（五）構(gòu)造加強(qiáng)

（1）加大側(cè)向拱度，使拱軸線能更加好地抵抗側(cè)向凍脹。

（2）拱部襯砌厚度增加，一般加厚10㎝左右。

（3）提升襯砌混凝土標(biāo)號(hào)或采取鋼筋混凝土。

（4）隧底增設(shè)混凝土支撐。第34頁(yè)隧道養(yǎng)護(hù)重點(diǎn)一、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視二、檢查方便及時(shí)發(fā)覺隧道構(gòu)造出現(xiàn)病害經(jīng)常檢查、定期檢查、尤其檢查和限界檢查等。1、土建構(gòu)造養(yǎng)護(hù)（1）洞口：及時(shí)清除洞口邊仰坡上危石、浮土，冬季應(yīng)清理積雪和掛冰，保持洞口邊溝和截（排）水溝完好、通暢，修復(fù)洞口擋土墻、護(hù)坡、排水設(shè)施等構(gòu)造物輕微損壞。（2）洞身：隧道出現(xiàn)襯砌起層或剝離，應(yīng)及時(shí)加以清除或加固；對(duì)襯砌滲漏水，可將水流引入邊溝排除；冬季應(yīng)及時(shí)清除洞頂掛冰等。第35頁(yè)（3）路面：及時(shí)清除隧道內(nèi)外路面上塌落物，及時(shí)修復(fù)、更換損壞設(shè)施；路面積水或結(jié)冰；冬季應(yīng)及時(shí)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)施完好，發(fā)覺破損及時(shí)修復(fù)；（5）人行道或檢修道：維護(hù)人行道或檢修道完好和通暢，道板如有破損或缺失，應(yīng)及時(shí)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(duì)變壓器、高低壓配電板及變配電室內(nèi)有關(guān)設(shè)備外觀及一般運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行，通過觀測(cè)外觀異常、聲響、發(fā)熱、氣味、火花等現(xiàn)象，及時(shí)發(fā)覺設(shè)備故障。第36頁(yè)（2）照明設(shè)施：1）照明設(shè)施包括燈具、托架、標(biāo)志及信號(hào)燈和照明線路等為隧道運(yùn)行提供照明服務(wù)設(shè)施。2）照明設(shè)施日常檢查主要是對(duì)設(shè)施使用及損壞情況進(jìn)行巡查登記以及更換和維修。（3）通風(fēng)設(shè)施：1）通風(fēng)設(shè)