13.4襯砌裂損及整治措施第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.3隧道水害及整治措施13.1隧道運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)工作13.2隧道檔案的建立13.5襯砌侵蝕及整治措施13.6隧道凍害及整治措施13.1.1運(yùn)營(yíng)狀態(tài)監(jiān)視13.1

隧道運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)工作

鐵路隧道:公路隧道:

一是嚴(yán)格按照交通法規(guī)進(jìn)行管理，減小在隧道內(nèi)發(fā)生災(zāi)害的機(jī)會(huì)。二是附屬設(shè)施的管理。

附屬設(shè)施是硬件，管理法規(guī)是軟件，只有硬件與軟件都抓好了，才能保證隧道的暢通無阻。機(jī)械通風(fēng)管理和火災(zāi)防災(zāi)方面。第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修

13.1.2檢查以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的病害

隧道檢查有：經(jīng)常檢查、定期檢查、特別檢查和限界檢查等。

13.1

隧道運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)工作1.隧道檢查第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.1.2檢查以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的病害

隧道病害的類型主要有水害、凍害、襯砌裂損和襯砌侵蝕。最常見為水害，素來有“十隧九漏”之說。13.1

隧道運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)工作2.隧道檢查的方法第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.1.2檢查以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的病害

將襯砌劃分為左右拱圈、左右邊墻及仰拱五個(gè)部分，再將每個(gè)部分依其內(nèi)緣周長(zhǎng)劃分四個(gè)等分，即把襯砌斷面分為二十個(gè)部位。13.1

隧道運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)工作3.襯砌裂損的描述（1）裂損部位第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.1.2檢查以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的病害13.1

隧道運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)工作

3.襯砌裂損的描述

（2）裂縫寬度δδ值是在縫口處沿垂直裂面方向量取的。按裂縫寬度的大小可分為四個(gè)等級(jí)，即：δ≤0.3mm為毛裂縫；0.3＜δ≤2.0mm為小裂縫；2.0＜δ≤20mm為中裂縫；δ＞20mm為大裂縫。第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.1.2檢查以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的病害13.1

隧道運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)工作3.襯砌裂損的描述

當(dāng)襯砌出現(xiàn)錯(cuò)牙狀裂縫時(shí)用裂縫錯(cuò)距表示。沿裂縫垂直方向量取的ε值稱垂直錯(cuò)距；沿裂縫水平方向量取的c值稱水平錯(cuò)距。（3）裂縫錯(cuò)距第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.1.2檢查以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的病害13.1

隧道運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)工作

走向大致相同的兩條相鄰裂縫之間的距離稱為裂縫間距。它被用來描述襯砌的破損程度。一般采取每一節(jié)段或每一節(jié)段中的某一部位（如左半拱、右邊墻、仰拱等）為單位來分析。3.襯砌裂損的描述（4）裂縫間距第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.1.2檢查以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的病害13.1

隧道運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)工作

裂縫密度即裂縫總面積（各裂縫長(zhǎng)度與裂縫寬度乘積的綜合）與所分析的節(jié)段或節(jié)段某一部分襯砌表面積之比值。用此比值的百分?jǐn)?shù)來表示襯砌裂損的程度。3.襯砌裂損的描述（5）裂縫密度第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.1.3分析引起隧道病害的原因13.1

隧道運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)工作

引起隧道病害的原因有多種，主要可分為兩類，即人為因素和自然因素。人為因素主要指由于設(shè)計(jì)和施工不當(dāng)引起，主要包括以下幾個(gè)方面：建筑材料設(shè)計(jì)不當(dāng)施工不當(dāng)?shù)?3章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.1.3分析引起隧道病害的原因13.1

隧道運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)工作

自然因素指隧址處工程地質(zhì)及水文地質(zhì)、交通等狀態(tài)的變化而引起，主要包括以下幾個(gè)方面：

◆地質(zhì)狀態(tài)

◆內(nèi)部荷載

◆地貌改變

◆地下水影響

雖然隧道破損的因果關(guān)系比較復(fù)雜，但兩者之間的關(guān)系一般具有如下圖所示的現(xiàn)象。

第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修圖13-4襯砌裂損的形式圖13-5襯砌沿縱向剪斷

如圖13-4a，由于側(cè)向壓力較大時(shí)，隧道襯砌則會(huì)發(fā)生位移、裂縫、塌落、壓剪破壞；如圖13-4b，在豎向壓力較大時(shí)，拱圈下沉，拱頂開裂；如圖13-4c，當(dāng)局部壓力較大或有態(tài)壓力時(shí)，則會(huì)發(fā)生局部脫落；如圖13-4d，錨桿墊板動(dòng)處圍巖由于受力集中而出現(xiàn)了塑性破壞；圖13-5為在圍巖產(chǎn)生下沉?xí)r，而引起隧道沿著縱向發(fā)生不同的位移變形。第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.1.4采用適當(dāng)?shù)木S修及修復(fù)措施13.1

隧道運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)工作建筑材料因素設(shè)計(jì)因素施工因素地質(zhì)狀態(tài)地下水效應(yīng)第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.1.5評(píng)價(jià)隧道結(jié)構(gòu)的安全性及穩(wěn)定性

包括對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的剛度及變形狀態(tài)、材料強(qiáng)度及變形性、仰拱及基底效應(yīng)等進(jìn)行評(píng)價(jià)。1.隧道結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)2.圍巖狀態(tài)的評(píng)價(jià)

包括對(duì)隧道襯砌與圍巖的接觸狀態(tài)、松動(dòng)區(qū)的大小及形狀、作用于隧道襯砌上的壓力、抗力效應(yīng)、靜水及附加壓力、巖石的力學(xué)性能等進(jìn)行評(píng)價(jià)。

第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.1

隧道運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)工作13.1.5評(píng)價(jià)隧道結(jié)構(gòu)的安全性及穩(wěn)定性13.1

隧道運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)工作

根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)和圍巖狀態(tài)的評(píng)價(jià)結(jié)果，可對(duì)隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)計(jì)算分析，必要時(shí)可做動(dòng)力學(xué)分析，進(jìn)行截面的強(qiáng)度驗(yàn)算，評(píng)價(jià)隧道的安全及穩(wěn)定性。通過對(duì)舊隧道綜合狀態(tài)的評(píng)價(jià)，可以確定維修的必要性及相應(yīng)的維修及加固方法。第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.4襯砌裂損及整治措施第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.3隧道水害及整治措施13.1隧道運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)工作13.5襯砌侵蝕及整治措施13.6隧道凍害及整治措施13.2隧道檔案的建立13.2.1隧道設(shè)備概況13.2

隧道檔案的建立

每座隧道都應(yīng)建立隧道檔案，特別是長(zhǎng)大隧道的檔案建立更應(yīng)詳細(xì)。隧道檔案中應(yīng)收集有該隧道的設(shè)計(jì)、施工及竣工資料，此外還包括養(yǎng)護(hù)與維修過程中的一些紀(jì)錄資料。

1.隧道概況：隧道所處線路及區(qū)間名稱，隧道全長(zhǎng)、起訖里程、開工、竣工年月，地質(zhì)情況等。2.隧道結(jié)構(gòu)的斷面形狀：內(nèi)輪廓尺寸、襯砌材料、避車洞設(shè)置情況等。

第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.2.1隧道設(shè)備概況13.2

隧道檔案的建立

3.輔助坑道：記錄豎井、斜井、橫洞及平行導(dǎo)坑的位置及其它情況。4.線路情況：縱坡、平面、設(shè)備、道床、軌枕、鋼軌等情況。5.洞內(nèi)排水設(shè)施：排水溝類型、長(zhǎng)度、深度；檢查井形狀、間距、數(shù)量；盲溝情況、鉆孔排水、泄水洞排水等情況。第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.2.1隧道設(shè)備概況13.2

隧道檔案的建立

6.洞外排水設(shè)施：洞外排水溝及山上排水溝類型、長(zhǎng)度等。7.路塹的起訖里程、護(hù)坡材料等。8.通風(fēng)設(shè)備情況。9.電力及照明設(shè)備情況。10.通訊設(shè)施情況。第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.2.2主要病害狀況卡片13.2

隧道檔案的建立

主要病害狀況卡片可以用列表的方式表示，如下表所示。記錄日期病害性質(zhì)

位置自至

長(zhǎng)度（mm）最大數(shù)量發(fā)生時(shí)間年月日

危險(xiǎn)程度

簡(jiǎn)要分析主要病害狀況卡片病害種類：第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.2.2主要病害狀況卡片13.2

隧道檔案的建立

病害種類包括隧道水害、凍害、襯砌病害、整體道床病害、限界不足及有害氣體危害等；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；至少每年記錄或修改一次；在填寫卡片時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.2.2主要病害狀況卡片13.2

隧道檔案的建立

最大數(shù)量是指漏水量或刨冰量（t/d），以及凍脹量的最高記錄；發(fā)生時(shí)間是指與季節(jié)有關(guān)的病害發(fā)生時(shí)間，如常年漏水、季節(jié)漏水或雨后幾天漏水等。在填寫卡片時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.2.3隧道歷史概況與現(xiàn)狀分析13.2

隧道檔案的建立

1.隧道歷史概況2.隧道現(xiàn)狀分析第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.2.4圖紙存檔13.2

隧道檔案的建立

1.技術(shù)圖紙2.隧道襯砌展示圖紙3.隧道綜合最小限界圖紙第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.2.5各種檢查觀測(cè)記錄13.2

隧道檔案的建立

1.襯砌裂縫記錄。2.隧道洞外降雨記錄。3.襯砌漏水記錄。4.隧道洞內(nèi)、外地下水的水源、流量及流速觀測(cè)記錄。5.其它項(xiàng)目觀測(cè)記錄（如：襯砌被腐蝕記錄、冬季刨冰記錄、洞內(nèi)排水溝凍結(jié)記錄、襯砌變形記錄等）。第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.4襯砌裂損及整治措施第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.1隧道運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)工作13.5襯砌侵蝕及整治措施13.6隧道凍害及整治措施13.2隧道檔案的建立13.3隧道水害及整治措施13.3.1水害的種類及其危害13.3

隧道水害及整治措施

施工中的隧道水害主要是指隧道圍巖的地下水或部分地表水，以滲漏或涌出方式進(jìn)入隧道內(nèi)造成的危害。

隧道水害是指在隧道的修建或運(yùn)營(yíng)過程中遇到水的干擾和危害。

1.施工中的隧道水害第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.3.1水害的種類及其危害13.3

隧道水害及整治措施

隧道襯砌的漏水現(xiàn)象一般表現(xiàn)為滲、滴、淌、涌幾種。以上四種漏水現(xiàn)象，其出露部位與水量的不同，對(duì)隧道產(chǎn)生不同的危害:

2.運(yùn)營(yíng)中水害種類及其危害（1）隧道漏水第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修

對(duì)電力牽引區(qū)段和電力配線，使電絕緣失效，發(fā)生短路、跳閘等事故，危及行車安全;

洞內(nèi)空氣潮濕，影響?zhàn)B護(hù)人員身體健康，使洞內(nèi)設(shè)備（通訊、照明、鋼軌等）銹蝕;

混凝土襯砌風(fēng)化、腐蝕、剝落，造成襯砌結(jié)構(gòu)破壞；涌水病害造成襯砌破壞，隧底積水造成道床基底被軟化或掏空，使道床翻漿冒泥或下沉開裂，中斷行車;

有凍害地段的隧道漏水會(huì)造成襯砌掛冰侵限和凍融破壞。第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修

水壓較大時(shí)會(huì)導(dǎo)致襯砌破裂；使原完好的圍巖及圍巖的結(jié)構(gòu)面軟弱夾層因浸水而軟化或泥化，失去承載力，對(duì)襯砌壓力增大而導(dǎo)致襯砌破裂；使膨脹性圍巖體積膨脹，導(dǎo)致襯砌破壞；在寒冷地區(qū)發(fā)生冰脹和圍巖凍脹，快速導(dǎo)致襯砌破壞。

主要是指運(yùn)營(yíng)隧道中地表水或地下水向隧道周圍滲流匯集。如果不能迅速排走而引起的病害有：（2）襯砌周圍積水第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修

襯砌基礎(chǔ)下沉，邊墻開裂或者仰拱、整體道床下沉開裂；圍巖滑移錯(cuò)動(dòng)導(dǎo)致襯砌變形開裂；對(duì)超挖回填不密實(shí)或未全部回填者，引起圍巖坍塌，導(dǎo)致襯砌破壞；侵蝕性水對(duì)襯砌的侵蝕。

主要是指由于地下水滲流和流動(dòng)而產(chǎn)生的沖刷和溶蝕作用。其危害有：

（3）潛流沖刷第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.3.2水害產(chǎn)生的原因13.3

隧道水害及整治措施

1.勘測(cè)與設(shè)計(jì)

在防水設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員對(duì)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況就了解得不夠仔細(xì)，對(duì)襯砌周圍地下水源、水量、流向及水質(zhì)情況掌握不準(zhǔn)等因素導(dǎo)致了隧道的防排水設(shè)計(jì)很難在隧道的使用期內(nèi)完全滿足防排水的要求。

2.施工

施工不當(dāng)也可產(chǎn)生水害，施工單位一味追求施工速度，忽視二次襯砌質(zhì)量，對(duì)排水設(shè)施不按施工第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.3.2水害產(chǎn)生的原因13.3

隧道水害及整治措施

規(guī)范要求操作等，使地下水豐富地區(qū)的隧道造成嚴(yán)重的滲漏水。

3.材料

如果所選用的防水材料達(dá)不到國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)導(dǎo)致隧道的滲漏水病害。

4.監(jiān)理

監(jiān)理工程師應(yīng)對(duì)防水材料的選擇和使用，鋪設(shè)基層的處理，鋪設(shè)工藝等進(jìn)行跟蹤檢查，確保防水質(zhì)量。第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.3.2水害產(chǎn)生的原因13.3

隧道水害及整治措施

5.驗(yàn)收

工程竣工后，從襯砌表面往往看不出什么問題，管理單位缺乏檢驗(yàn)手段，有時(shí)又接近運(yùn)營(yíng)期限，往往對(duì)交驗(yàn)前的滲水情況，缺乏進(jìn)一步查驗(yàn)，只好按竣工報(bào)告及施工總結(jié)，勉強(qiáng)驗(yàn)收，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)后滲漏水逐漸嚴(yán)重。

6.匹配

防水技術(shù)的匹配就是指防水設(shè)計(jì)、防水材料和防水施工工藝與防水工程相適應(yīng)的問題。

第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修13.1隧道運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)工作13.5襯砌侵蝕及整治措施13.6隧道凍害及整治措施13.2隧道檔案的建立13.3隧道水害及整治措施13.4襯砌裂損及整治措施13.4.1襯砌裂損的類型13.4

襯砌裂損及整治措施

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。

1.襯砌變形

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，其基本形態(tài)如表13-4和表13-5所示。

2.襯砌移動(dòng)第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修表13-4隧道襯砌縱向移動(dòng)的基本形態(tài)第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修表13-5隧道襯砌橫向移動(dòng)的基本形態(tài)第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修續(xù)上表3.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）或貫通襯砌全部厚度的裂紋的總稱，是襯砌變形的結(jié)果。襯砌開裂包括有張裂、壓潰和錯(cuò)臺(tái)三種。第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修

1.張裂

彎曲受拉和偏心受拉引起的裂損，其特征是裂紋、裂面與應(yīng)力方向正交，縫寬由表及里逐漸變窄。如圖13-6所示。

2.壓潰

彎曲或偏心受壓引起的襯砌裂損。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，四周薄）剝落掉塊等現(xiàn)象，如圖13-7所示。圖13-6圖13-7第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修

3.錯(cuò)臺(tái)

由剪切力引起的裂縫，裂縫寬度在表面至深處大致相同，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13-8所示。圖13-813.4.2襯砌裂損的特點(diǎn)

1.裂損的自然發(fā)展過程

襯砌結(jié)構(gòu)受力（輕微變形、移動(dòng)）→局部出現(xiàn)少量裂紋（變形范圍，變形量增大；移動(dòng)部位，移動(dòng)量增大）→裂紋寬度、密度增大，隧道凈空變小（嚴(yán)重第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修

變形，移動(dòng)顯著增大）→隧道凈空嚴(yán)重縮小、襯砌破碎、失去承載能力→局部掉塊、失穩(wěn)、甚至拱坍墻倒。

2.裂損發(fā)展的主要規(guī)律

襯砌的裂損發(fā)展一般有緩慢變化，急劇變化，相對(duì)穩(wěn)定等三個(gè)不同的階段，往往是交替呈周期性地出現(xiàn)。3.裂損的分布特點(diǎn)

了解和掌握襯砌裂損的分布特點(diǎn)，就能及早發(fā)現(xiàn)病害，及時(shí)采取對(duì)策。襯砌裂損的分布一般有以下特點(diǎn)。第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修

洞口與洞口段，特別是斜交洞門有偏壓或邊、仰坡不穩(wěn)固的洞口段。設(shè)有大型洞室的節(jié)段或各種洞室的接頭處。洞身穿過斷層、構(gòu)造破碎帶、接觸變質(zhì)帶、滑坡帶等山體壓力大且?guī)r體不穩(wěn)定的節(jié)段。洞身穿過軟弱圍巖的節(jié)段。偏壓隧道沒有采用加強(qiáng)襯砌或偏壓襯砌的節(jié)段。寒冷地區(qū)圍巖有凍脹現(xiàn)象的節(jié)段。襯砌實(shí)際厚度不足或圬工強(qiáng)度過低的節(jié)段。（1）按縱向節(jié)段分布：第13章隧道養(yǎng)護(hù)與維修洞口附近及傍山隧道靠山側(cè)裂損多，靠河側(cè)少?？可絺?cè)以拱腰、墻腰內(nèi)緣張裂多，靠河側(cè)墻頂壓劈或墻腳張裂較多。襯砌斷面