隧道常见病害及维修养护

隧道是铁路线路穿越山岭的主要手段，在运营中常常会出现对隧道安全运营有重要影响和威胁的病害。在隧道运营阶段要及时检查、发现病害，分析病害成因，采用合理的整治和维护方法。这样，才能保证铁路隧道工程的安全、畅通运营。隧道工程隧道常见病害及维修养护学习目的：（1）了解隧道的常见病害种类；（2）掌握隧道常见病害的维修；（3）掌握隧道的养护要点。一、隧道常见病害种类隧道病害根据成因的不同主要可分为以下四类1、水害2、衬砌裂损3、衬砌腐蚀4、隧道冻害等隧道水害中分涌水、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；1.1隧道水害隧道水害是指在隧道修建和运营过程遇到的水的干扰和危害，是最常见的隧道病害。主要指围岩的地下水和地表水以渗漏或涌出的形式进入隧道内造成的危害。隧道渗漏水对隧道稳定、洞内设施、行车安全、地面建筑和隧道周围环境产生诸多不良影响，降低使用寿命，威胁运营安全。轻则造成洞内空气潮湿，影响施工人员身体健康，机械设备锈蚀，绝缘设备失效，电路短路，漏电伤人；重则导致人员伤害，冲毁洞内机械设备，形成塌方，淹没工作面，中断施工，造成重大经济损失。1.2隧道水害维修措施①注浆堵水；②向衬砌背后围岩注浆；

③向衬砌内部注浆；④向基底注浆；⑤增设内防水层。内防水层虽然不能阻止水流进入衬砌内，但可阻止水流进入隧道内。增设内防水层的方式有3种：①刷涂；②刮压；③喷涂。隧道治水的具体措施就是“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”，使之既能自成体系，又能互相配合，形成一个完整的隧道治水体系。2.1衬砌裂损

隧道衬砌是承受地层压力、防止围岩变形坍落的工程主体建筑物。地层压力的大小，主要取决于工程地质、水文地质条件和围岩的物理力学特性，同时与施工方法、支护衬砌是否及时和工程质量的好坏等因素有关。由于形变压力作用、松动压力作用、地层沿隧道纵向分布及力学性态的不均匀作用、温度和收缩应力作用、围岩膨胀性或冻胀性压力作用、腐蚀性介质作用、施工中人为因素、运营车辆的循环荷载作用等，使隧道衬砌结构物产生裂缝和变形，统称为隧道衬砌裂损病害。

衬砌裂损变形的主要危害有：①降低衬砌结构对同岩的承载能力；②使隧道净空变小，侵入建筑限界，影响车辆安全通过；③拱部衬砌掉块，影响行车和人身安全；④裂缝漏水，造成洞内设施锈蚀，道床翻浆；⑤铺底和仰拱破损，基床翻浆、线路变形。衬砌裂损的类型（一）衬砌变形

衬砌变形有横向变形和纵向变形两种，其中横向变形是主要变形。衬砌横向变形是指衬砌由于受力原因而引起拱轴形状的改变。（二）衬砌移动

衬砌移动是指衬砌的整体或其中一部分出现转动（倾斜）、平移和下沉（或上抬）等变化，也有纵向与横向移动之分如下图隧道衬砌纵向向移动的基本本形态隧道衬砌横向向移动的基本本形态续上表（三）衬砌开开裂衬砌开裂是指指衬砌表面出出现裂纹（或或龟裂）和裂裂缝（宽度较较大）或贯通通衬砌全部厚度的裂裂纹的总称，，是衬砌变形形的结果。衬衬砌开裂包括括有张裂、压压溃和错台三种。1．张裂弯曲受拉和偏偏心受拉引起起的裂损，其特征是裂纹、、裂面与应力方向正交交，缝宽由表表及里逐渐变窄。如如图右所示。2．压溃弯曲或偏心受受压引起的衬衬砌裂损。裂纹边边缘呈压碎状状，严重时受压区表表面产生鱼鳞鳞状碎片（中间厚，，四周薄）剥剥落掉块等现象，如如右图所示。3．错台由剪切力引起起的裂缝，裂缝宽度在表表面至深处大大致相同，衬砌在在裂缝两侧沿沿剪切方向有错动动，即形成错错台如图所示。衬砌裂损的形形式衬砌沿纵向剪剪断2.2隧道损损裂维修一、稳固岩体1、治水稳固岩体地下水的浸泡泡与活动对各各种围岩的稳稳定性消弱最最大。通过疏疏干围岩含水水，坚决地采采取治水措施施是稳固岩体体的根本措施施之一。2、锚杆加固岩体；对较好的岩体体（小于Ⅴ级级），自衬砌砌内侧向围岩岩内打入一定定数量和深度度（3～5m）的金属锚杆、、砂浆锚杆，，可以把不稳稳定的岩块固固定在稳定的的岩体上，提提高破碎围岩岩的黏结力3、注浆加固岩体；通过向破碎松松动的岩体压压入水泥浆液液和其它化学学浆液（如铬铬木素、聚氨氨酯等），加加固围岩。4、支挡加固围岩；对靠山、沿河河偏压隧道或或滑坡地带，，除治水稳固固山体外，尚尚可采用支挡挡措施，包括括设支挡墙、、锚固沉井、、锚固钻（挖挖）孔桩等来来预防山体失失稳与滑坡，，这种工程措措施只能用于于洞外整治5、回填与换填；如果衬砌外周周围存在着各各种大小空隙隙（如超挖而而没有回填等等），要采取取回填措施，，用砂浆或混混凝土将围岩岩空隙回填密密实。如果隧隧底存在厚度度不大的软弱弱不稳定的岩岩体或有不稳稳定的充填物物，可以采取取换填办法处处理。二、衬砌更换与加固1、压浆加固（1）圬工体体内压浆加固固衬砌裂损发展展非常缓慢或或者已呈稳定定，可以进行行圬工体内压压浆，一般以以压环氧树脂脂浆为主，并并选择无水季季节施工。（2）衬砌背背后压浆加固固主要是针对衬衬砌的外鼓和和整体侧移。。在拱后压浆浆增加拱的约约束可以起到提高高衬砌刚度和和稳定性的作作用，所以一一般可以局部部应用，主要在发发生外鼓变形形的部位。2．嵌补加固固对已呈稳定暂暂不发展的裂裂缝，如果不不能采取压浆浆加固者可以采取嵌补，，即将裂缝修修凿剔深，在在缝口处用水水泥砂浆、环氧树脂砂浆浆或环氧树脂脂混凝土进行行嵌补。如图图所示。嵌补加固3．喷锚加固固裂损衬砌的所所有内鼓变形形和向内移动动的裂损部位位，采用（预预应力）锚杆加加固岩体（如如图8-8所所示），可将将衬砌与岩体体嵌固在一起，形成成一个均匀压压缩带，以增增强围岩的稳稳定性锚喷加固4．套拱加固固如果混凝土质质量差，厚度不够，或受受机车煤烟侵侵蚀，掉块剥落严重重，并且拱顶顶净空有富余时，，可对衬砌拱拱部加筑套拱或全全断面加筑套套拱拱部套拱加固固全断面套拱加加固5．更换衬砌砌拱部衬砌破坏坏严重，已丧丧失承载能力力，用其它整整治补强手段难以保保证结构稳定定，或者衬砌砌严重侵入限限界，采用其它整治措施施有困难时，，采用全拱更更换，彻底根根除病害。6．其它加固固手段当仅有墙脚内内移而不下沉沉和隧底岩土土隆起时，可可在墙基处增设混混凝土支撑以以扩大基础，，如图所示。。隧底围岩软弱下沉或或隧底填充上上鼓时，可加加设仰拱墙基混凝土支支撑加固增设仰拱加固固3.1衬砌腐蚀衬砌腐蚀的种类及危害害1．水蚀主要指衬砌受受到地下水的的作用而产生生的腐蚀。一一般发生在隧隧道的拱部、边墙墙、仰拱、排排水沟和电缆缆槽等各部位位。（1）溶出型型侵蚀（2）硫酸盐盐侵蚀（3）镁盐和和氨化物的侵侵蚀。2．烟蚀主要是指在蒸蒸汽机车牵引引的区段，其其产生的“烟烟雾”对衬砌砌混凝土产生的的侵蚀，分为为化学性侵蚀蚀和机械性侵侵蚀。3．冻蚀冻蚀是指在严严寒地区的隧隧道，混凝土土衬砌由于冻冻融交替产生生的侵蚀。4．骨料溶胀胀骨料溶胀指衬衬砌混凝土中中的粗、细骨骨料中含有遇遇水溶解和膨胀的的材料而造成成的对衬砌的的侵蚀。3.2衬砌腐蚀维修修（1）制作防蚀层层（2）伸缩缝、变变形缝防蚀（3）已腐蚀衬砌砌的加固与翻翻修4.1隧道冻害一、冻害的种种类1．冰柱、冰冰溜子渗漏的地下水水通过混凝土土裂缝逐渐渗渗出，在渗出出点出口处受受低温影响积积成冰柱，尤尤其在施工接接缝处渗水点点多，结晶明明显，累积十十至几十厘米米厚的冰溜子子（又称为挂挂冰）。如不不清理，冰溜溜子越积越大大，侵入限界界，危及行车车安全。拱部渗漏逐渐渐形成冰柱子子（冰葫芦）），一般地区区仅仅是影响响限界。隧道排水沟槽槽设施，保温温不良引起冰冰冻称冰塞子子。水沟地下下排水困难，，因结冰堵塞塞，使水沟（（管或槽）冻冻裂破损，地地下水不易排排走，衬砌周周边因水结冰冰而冻胀，致致使隧道内各各种冻害接踵踵而来。2．衬砌发生生冰楔隧道砌筑在围围岩良好地段段，一旦衬砌砌壁后有空隙隙，渗透岩层的地地下水，在排排水不通畅时时水就积在衬衬砌与壁后围围岩间，结冰冻冻胀产生冰冻冻压力，传递递给衬砌。3．围岩冻胀胀破坏（1）隧道拱拱部衬砌发生生变形与开裂裂（2）隧道边边墙变形严重重（3）隧道内内线路冻害（4）衬砌材材料冻融破坏坏（5）隧底冻冻胀和融沉4.2隧道冻冻害整治（一）综合合治水（二）更换换土壤（三）保温温防冻（1）在隧隧道内加筑筑保温层（2）降低低水的冰点点（3）供热热防冻（四）防止止融塌（五）结构构加强（1）加大大侧向拱度度，使拱轴轴线能更好好地抵抗侧侧向冻胀。。（2）拱部部衬砌厚度度增加，一一般加厚10㎝左右右。（3）提高高衬砌混凝凝土标号或或采用钢筋筋混凝土。。（4）隧底底增设混凝凝土支撑。。隧道的养护要点一、运营状状态监视二、检查以以便及时发发现隧道结结构出现的的病害经常检查、、定期检查查、特别检检查和限界界检查等。。1、土建结构的养护（1）洞口：及时清除洞口边仰坡上的危石、浮土，冬季应清理积雪和挂冰，保持洞口边沟和截（排）水沟的完好、畅通，修复洞口挡土墙、护坡、排水设施等结构物的轻微损坏。（2）洞身：隧道出现衬砌起层或剥离，应及时加以清除或加固；对衬砌的渗漏水，可将水流引入边沟排除；冬季应及时清除洞顶挂冰等。（3）路面面：及时清除隧道内外路面上的塌落物，及时修复、更换损坏的设施；路面积水或结冰；冬季应及时清除洞口处积雪。（4）排水设施：维护隧道内外排水设施的完好，发现破损及时修复；（5）人行道或检修道：维护人行道或检修道的完好和畅通，道板如有破损或缺失，应及时修复和补充；2、机电设施养护(1)供配电设施：供配电设施日常检查主要针对变压器、高低压配电板及变配电室内相关设备外观及一般运行状态进行，通过观察外观异常、声响、发热、气味、火花等现象，及时发现设备故障。（2）照明设施：1））照明设施包括灯具、托架、标志及信号灯和照明线路等为隧道运营提供照明服务的设施。2）照明设施日常检查主要是对设施使用及损坏情况进行的巡查登记以及更换和维修。（3）通风设施：1））通风设施施包括括流风风机机、、离心心风机机、、射流流风机机及其其配套套设施施等。。2））通风风设施施的日常常检查查主要要是通过过观察察设备备运转转有无异常常，，确定定设备备是否否存在在隐患患，，并及时时排除除故障障。。（4））消防防与救援援设施施：：1））消防防与救援援设施施是指用于于预防防隧道道火灾灾和进行行