铁路隧道维修管理技术讲座课件

铁路隧道的维修管理技术讲座讲授人关宝树12/12/20221铁路隧道的维修管理技术讲座讲授人关宝树12/本讲座主要结合既有铁路提速和新建客运专线，介绍隧道工程所面临的维修管理问题。内容包括：一维修管理的重要意义——为什么进行维修管理？二

隧道工程的技术特性三

维修管理的基本原则——如何进行维修管理？四

客运专线隧道工程的特点五

提速对隧道工程的影响六隧道变异现象及分类七隧道变异的判定基准八隧道变异检测技术九变异对策设计十维修管理技术的发展12/12/20222本讲座主要结合既有铁路提速和新建客运专线，介绍隧道工程所一、维修管理的重要意义为什么要进行维修管理？

12/12/20223一、维修管理的重要意义12/11/20223我们从3个方面来谈。一、结构物建成后就具有了设计规定的性能——如何维持和发挥隧道结构物的性能？二、任何结构物都有一个设计使用年限——如何确保结构物能够在规定的使用期间内完成其使命？三、铁路客运运输的基本要求是安全、准时、快速、舒适——如何实现这个要求？12/12/20224我们从3个方面来谈。12/11/20224一、结构物的基本性能安全性能承载性能其他安全性能使用性能有关使用性的性能有关功能性的性能对第三者影响的性能美观·景观耐久性能与安全性有关的与使用性有关的与对第三者影响有关的与美观·景观有关的

12/12/20225一、结构物的基本性能承载性能：包括结构物的强度、刚度以及防火等性能在内；在过去的结构物设计中，我们主要是采取“强度”设计方法。确保结构物在运营期间，强度是充分的。包括在发生设计考虑范围的地震条件下也是安全的。使用性能：包括结构物的变形、防水等性能。要求结构物的变形不能侵入隧道建筑限界之内，要求结构物具有1级防水的性能等。12/12/20226承载性能：包括结构物的强度、刚度以及防火等性能在内；对第三者影响的性能：前面所说的承载性能和使用性能是我们主要考虑的性能要求。但最近几年，又开始考虑结构物一旦发生灾害对第三者影响的问题，如混凝土衬砌掉块，会造成人员的伤亡和行驶列车的损伤等；美观和景观：也作为结构物的性能要求。耐久性：一个结构物都有一个使用年限，因此结构物必须具有能够满足规定的使用年限的性能，其中包括承载性能、使用性能等。12/12/20227对第三者影响的性能：前面所说的承载性能和使用性能是从结构物要求的性能出发，在隧道工程设计领域中，一个重要的发展，就是把耐久性设计的基本概念，引进到隧道结构物的设计中。简单地说，耐久性设计就是不仅考虑结构的安全性、使用性，也要考虑结构的可维修性的设计。也是一种反映结构物全寿命周期的设计。12/12/20228从结构物要求的性能出发，在隧道工程设计领域中，一个重二、结构物使用期间和耐用期间结构物是作为社会资本来修建的。因此，种类，规模，重要度，使用期间不同的结构物，因耐久性产生的社会影响也是不同的。结构物的耐用期间一般分为1－3级，分别为100年，65年和30年。通常的构件混凝土结构物，一般取65年，要求耐久性高的结构物，可取1.5倍的100年。要求耐久性高的结构物有如下的例子。12/12/20229二、结构物使用期间和耐用期间结构物是作为根据社会条件，要求高耐久性的结构物有：·有纪念意义的结构物·收藏重要物品的结构物·劣化，损毁对人命可能有重大危险的结构物等。根据经济条件，要求高耐久性的结构物有：·劣化，损毁时如修理，更换在经济上有重大损失的结构物·延长结构物的法定耐用年数，在经济上有利的结构物等。应该说隧道结构是属于要求耐久性高的结构物之一，因此隧道结构物通常条件下，都是按100年的耐用期间进行设计的，12/12/202210根据社会条件，要求高耐久性的结构物有：12/11/图4耐用期间和使用期间的基本概念12/12/202211

根据结构物的种类设定设计耐用期间的大致标准见表2

表2设计耐用期间的大致标准结构物的种类设计耐用期间要求高耐久性的结构物100年一般的结构物65年耐用年数短的结构物30年12/12/202212根据结构我国铁路混凝土结构的设计使用年限一般可按表3进行分级。表3设计使用年限级别工程类别设计使用年限I重要结构物100年II一般结构物60（50）年III可更换或可加固的易损构件30年12/12/202213我国铁路混凝土结构的设计使用年限一般可按表3进行分级。级别工设计耐用期间与维修管理设计耐用期间也要根据维修管理的水平设定。此维修管理水平视是否进行定期检查，必要时是否进行补修、补强等而定。如以补修、补强为前提时，与使用期间比较，设计耐用期间可设定短一些。例如，日本在“建筑工程标准规格—钢筋混凝土结构”（1997年）规定，视结构物或构件的计划使用期间，如表3所示，同时根据耐久性的要求规定了混凝土最低的设计基准强度（表4）。表3的设计基准强度是根据保护层厚度40mm、钢筋腐蚀概率3%的条件规定的。12/12/202214设计耐用期间与维修管理设计耐用期间也要根据

表3耐用期间与维修管理水平耐用期间划分设计基准年限结构状态1级100年不产生承载性能的降低2级65年不产生使用性的降低3级30年不产生设计基准期内的劣化12/12/202215表3耐用期间与

工程结构一般都是可维修的，只不过有的易于维修，有的难于维修而已。隧道是属于难于维修的一类。它的可维修性是比较差的。因此，在隧道结构物中建立“少维修”的概念是非常重要的。12/12/202216工程结构一般都是可维修的，只不过有的易于维修，有的难于维修在合适的设计、施工和维修管理条件下，隧道结构物会具有良好的承载性、耐久性和满足耐久性要求的使用寿命。但如设计、施工不当或对某些潜在的因素考虑不周，或维修管理不善，就会出现劣化现象或加速劣化的发展，而造成结构物耐久性的降低或使用寿命的缩短。维修管理的目的就是保证隧道良好的运营条件和结构物的使用功能，不断地延长结构物的使用寿命。世界各国对此异常重视。12/12/202217在合适的设计、施工和维修管理条件下，隧道结构物图5结构物寿命与维修管理的关系概念12/12/202218图5结构物寿命与维修管理的关系因此，在设计中必须把这种概念考虑进去。这种设计概念，就是结构物在设计基准期内，受到劣化外力作用（环境条件的变化等），而把劣化状态控制在容许水准以内为目标。同时，根据经济性，来设定材料规格、设计基准和施工工艺，并决定相应的维修管理基准。这种设计概念就是耐久性设计的基本概念。12/12/202219因此，在设计中必须把这种概念考虑进去。这种设计概念，就是结构※我国铁路隧道已经进入高维修管理时期。※加强铁路隧道的维修管理、提高维修管理的技术水平，就显得格外重要。12/12/202220※我国铁路隧道已经进入高维修管理时期。12/11/20最近

日本一些有识之士提出“2020年的警钟”，即“日本将从土建大国变成修缮大国”。2020年的结构物维护费和改建费，仅建设省就超过2兆亿（日元）是今天的3倍，维护费用将成为国家财政的巨大负担。我国铁路隧道的修建已有近100年的历史，许多隧道都已经进入高维修管理的阶段，维修管理费将大幅度地增长，问题是不容忽视的。公路隧道正进入建设的高潮期，应该从一开始就重视引入“少维修”的概念，使结构物具有符合要求的耐久性。12/12/202221最近日本一些有识之士提出“2020年的警钟”，即“日本将存在的问题我国近5000km的铁路、公路隧道基本上是采用矿山法修筑的，目前在维修管理方面存在的主要问题有以下几点：1．还没有真正地把维修管理的理论和方法，运用到隧道的维修管理中，在这方面与一些国家的差距，十分明显；也就是说，在维修管理中要建立一个新的概念，即结构物在设计基准期内，受到劣化外力作用（环境条件的变化等），而把劣化状态控制在容许水准以内为目标。同时，根据经济性，来设定材料规格、设计基准和施工工艺，并决定相应的维修管理基准的概念。12/12/202222存在的问题我国近5000km的铁路、公路隧道基本上是采用矿山2．缺乏早期发现变异现象的检查和检测方法，特别是铁路隧道由于洞内的运营条件差（潮湿、阴暗等），很难早期发现变异的前兆和变异现象。因此在日常检查中，充实、改进和完善检查和检测方法，是当务之急；3．对既有隧道功能状态的判定和评价方法有待提高；12/12/2022232．缺乏早期发现变异现象的检查和检测方法，特别是铁路隧道由于4．改变传统观念，树立新观念目前，已经有近百年历史的铁路隧道已经进入“高维修”管理期。为了延长或提高隧道的使用期间，必须改变“重工程、轻维护”、“重治理、轻检查”、“重晚期、忽视早期”等等观念，建立“预防为主、早期发现、及时维护、对症下药”的基本观念。造成这种现象的原因是多方面的，有体制上的，有经济上的，也有技术上的。12/12/2022244．改变传统观念，树立新观念12/11/2022245．铁路隧道变异的整治方法落后。不仅与国外隧道工程的变异整治方法比，就是与国内的其他工程的整治方法比也是落后的。这当然与隧道工程自身的特点有关，但缺少对整治方法、材料及工艺的系统研究和整理也有极大关系。将一些成熟的、有效的和先进的整治方法模式化是十分必要的。

12/12/2022255．铁路隧道变异的整治方法落后。不仅与国外隧道工程的变异整治二

隧道工程的技术特性

认识隧道工程的技术特性，是建立良好维修管理体制的前提。作为维修管理人员首先要清楚地认识到这一点。从维修管理角度出发，我们要求的隧道技术特性有3点：1、隐蔽性2、安全性；3、使用性；4、恢复性（可维修性）。12/12/202226二隧道工程的技术特性

认识隧道工程的1、隐蔽性地下结构与其他结构最大的不同就是它的隐蔽性。隐蔽性使我们无法迅速地发现结构物的变异，一般说变异多出现在外观上，但造成变异的原因要从结构物内部和其背后的状态去分析和判断，不仅增加了检测的难度，也降低了判断和分析隧道结构物变异状态和原因的难度。12/12/2022271、隐蔽性地下结构与其他结构最大的不同就是它的隐蔽安全性、使用性和复旧性也是隧道工程的重要技术特性。从运营表角度出发，这3种特性的内容如下表所示。（表）铁路隧道如何满足上表所列的性能要求，则是维修管理的重要任务。12/12/202228安全性、使用性和复旧性也是隧道工程的重要技术特性

表1铁路隧道的要求性能和性能项目要求性能性能项目具体内容安全性①隧道结构的安全性隧道没有崩塌②建筑限界的富余没有侵入建筑限界③基底的稳定性没有对列车安全运行有障碍的鼓起、下沉、移动④对剥落的安全性没有对列车安全运行有障碍的衬砌或补修材料剥落⑤对漏水、冻结的安全性没有对列车安全运行有障碍漏水、冻结使用性⑥对漏水、冻结的使用性漏水、冻结对洞内设备功能没有影响⑦表面污染检查没有发现有妨碍的污染⑧对周边环境的影响对周边环境没有有害的影响恢复性⑨灾害时的复旧性即使受到灾害时的偶发作用，也易于恢复隧道的性能12/12/202229

三、如何进行维修管理？如何进行维修管理？，各国都根据自身的国情和技术发展的情况，有所不同。这里我们借鉴日本高速铁路隧道的经验并结合我国的国情加以说明。12/12/202230三、如何进行维修管理？如何进行维修管理？，各国都根据一

维修管理的基本原则

隧道结构物必须进行维修管理。铁路隧道的维修管理的基本原则是：1、预防为主2、早期发现3、及早治理4、对症下药12/12/202231一维修管理的基本原则

隧道结构物必1、预防为主

预防维修管理是最好的维修管理方法。也就是说在变异发现之前进行详细的检查，并采取不让变异发生的必要对策是最经济的维修管理方法。因此，建立一个完善的检查体系是十分重要的。12/12/2022321、预防为主

预防维修管理是最好的维修管理方法。也就2、早期发现

隧道变异的发生一般都是有前兆的，早期发现这些前兆，并做出正确的判定，及时处理可能发生的变异是当前各国进行隧道维修管理的基本前提。这一点对我们更具有重要的意义。早期发现——正确诊断——推定变异发生原因应该成为我们进行维修管理的重要内容。12/12/2022332、早期发现

隧道变异的发生一般都是有前兆的，早期发3、及早维护拖延处理发生的变异，只会使变异继续发展，最后可能导致隧道各种事故的发生。实践指出：出现了变异，并不可怕，怕的是不能及时处理。及时处理会收到“事半功倍”的效果。隧道是修筑在地下的线状结构物，围岩动态及环境条件是十分复杂的。因此，即使进行了详细地调查，有时也很难充分掌握隧道的变异状态。在变异有发展性的情况，在变异发生的初期阶段，只要采取一些轻微的措施就可解决问题。但如在发展过程中，就必须采取强有力的措施了。12/12/2022343、及早维护拖延处理发生的变异，只会使变异继续发展，4、对症下药隧道发生变异，就和人生病一样。因此，有人把隧道的维修管理认为是“隧道临床医学”。“对症下药”就是临床医学的重要原则。隧道的变异是各种各样的，整治的方法也是各种各样的。因此，必须了解变异和各种整治对策的相互对应关系，以期获得最好的治理效果。12/12/2022354、对症下药隧道发生变异，就和人生病一样。因此，有人维修管理的方法和步骤维修管理：在结构物使用期间维持结构物在要求性能水准以上的全部技术行为。这里所谓的全部技术行为指：检查——变异推定——预测——评价与判定——对策等12/12/202236维修管理的方法和步骤维修管理：在结构物使用期间

第1步——检查

（1）为了早期发现变异、损伤、初期缺陷，确实掌握结构物的性能，维持在要求水准以上，应采用适当方法进行检查。发现初期缺陷、损伤的场合应立即进行处理。（2）检查应按结构物的维修管理级别规定的检查方法、试验方法、频率等实施。（3）检查有初期检查、初期检查以后的检查（日常检查、定期检查、详细检查、临时检查），应根据结构物的重要度及变异预测进行合适的检查。12/12/202237

第1步——检查

（1）为了早期发现变异、损伤、初期缺陷，确第2步、变异机理的分类和推定

（1）变异现象应根据变异机理进行适当的分类。（2）变异因素分为环境条件和使用条件等外部因素和设计条件及施工条件等内部因素，应适当的选定。（3）根据变异现象和变异因素，应适当地推定结构物的变异机理。（4）因复数变异机理产生复数变异的场合，应考虑各自的单一的变异机理，采用复合的变异模式进行研究。12/12/202238第2步、变异机理的分类和推定

（1）变异现象应根据变异机理进第3步、变异预测

（1）为了进行结构物的维修管理，应对结构物的部位·构件进行适当的变异预测。（2）应掌握结构物各部位·构件的性能和变异的关系，明确各种变异对各种性能有怎样的影响。（3）变异预测应对变异机理和变异因素进行分类，推定相关的变异机理，采用适当的模式进行变异预测。（4）变异预测的精度，应根据变异模式的精度、结构物的部位·构件或结构物的重要度等决定。12/12/202239第3步、变异预测

（1）为了进行结构物的维修管理，应对结构物第4步、评价及判定

（1）结构物性能的评价，应根据检查结果，考虑变异机理和状态，对检查时和预定使用期间完了时的变异发展状况和性能降低采用适当方法进行评价。（2）对结构物性能降低的判定，在评价结果中采用规定的判定基准决定是否需要采取对策。包括必要时采取紧急措施的判定。（3）评价和判定要按初期检查、初期检查以后的检查等分别对应进行。（4）初期检查以后的变异评价和判定，原则上分为基于目视检查结果的评价和判定和基于详细检查结果的评价和判定2个阶段进行。12/12/202240第4步、评价及判定

（1）结构物性能的评价，应根据检查结果，第5步、对策

因结构物性能降低而采取对策的场合，应考虑维修管理级别、残存使用期间、维修管理的难易等采取适当的对策。12/12/202241第5步、对策

因结构物性能降低而采取对策的场合，应考虑维修管第6步、记录记录应采用适当的方法进行。这些技术行为构成了维修管理作业的全部内容。这是每一位工务技术和管理人员应该掌握的技术。12/12/202242第6步、记录12/11/202242三、客运专线及提速新建的高速铁路隧道的特点是什么？提速后的铁路隧道如何满足这些条件？12/12/202243三、客运专线及提速新建的高速铁路隧道的特点是什么？12/111、客运专线隧道工程的特点

为了迎接市场竞争的挑战，近期，铁道部启动了以250km/h、300km/h和350km/h速度为目标的客运专线的建设工程，我国的铁路建设又进入了一个新阶段。由于速度的跨越，对构成线路的各种结构物，包括桥梁、隧道、轨道、路基等，提出了更加严格的要求和标准，也提出来许多前所未有的新课题。目前，正在建设的和拟建的几条客运专线都有大量的隧道工程涌现。在客运专线条件下，如何针对隧道观察的特点、认识和解决所面临的新问题，是一个值得研究的问题。12/12/2022441、客运专线隧道工程的特点

12/11/202241）我国高速铁路隧道的发展概况从2004年开始，我国开始了名义上是“客运专线”，实质上是高速铁路建设的新时期。进入“十一五”时期，铁道部用科学发展观指导铁路跨越式发展，全面实施《中长期铁路网规划》，一个以客运专线为重点的铁路网建设已经全面展开，隧道修建数量将有突飞猛进的增长。根据不完全统计，中华人民共和国成立至2005年末半个多世纪以来，我国共建成铁路隧道6874座，总延长4158km，连同建国前修建的664座、总延长156km铁路隧道，现我国建成的铁路隧道已有7538座、总延长4314km。足以显示我国已是世界上铁路隧道最多的国家。

12/12/2022451）我国高速铁路隧道的发展概况从2004年开始，我未来10年我国将要修建的铁路隧道，其总长度几乎等于我国已建成的铁路隧道的总和。届时我国铁路隧道的总座数将超过1万座，总延长将突破8000km，单座隧道的长度将达到32km以上，这一发展前景是时代赋予我们的历史使命。2006年正在建设的14条客运专线的铁路隧道有644座，总延长达875km，正在建设的客货共运的铁路隧道有1289座，总延长达1368km。而规划中的17条线路，约有2000km的铁路隧道，其中长度超过10km的铁路隧道总延长达750km。最长的铁路隧道为32km的新关角隧道。

12/12/202246未来10年我国将要修建的铁路隧道，其总长度几乎等于我国在客运专线上，长度超过10km的特长铁路隧道有50多座，总延长达750km。12/12/202247在客运专线上，长度超过10km的特长铁路隧道有50多座，总延2）客运专线的速度等级新建的客运专线的设计标准分为3个档次。即：1）运营速度200km/h，设计目标速度250km/h；2）运营速度250km/h，设计目标速度300km/h；3）运营速度300km/h，设计目标速度350km/h；12/12/2022482）客运专线的速度等级新建的客运专线的设计标准分为3个档次。高速对新建客运专线隧道的影响一、列车运行的高速度，引起的列车——空气动力学问题突出，不容忽视；这包括：·隧道净空有效断面积的确定－舒适性；·列车运行产生的空气压对结构物的影响－耐久性；·对周边环境的影响－缓冲结构的设置。三个方面的问题。12/12/202249高速对新建客运专线隧道的影响一、列车运行的高速度，引起的列车二、考虑列车高速运营的特点，隧道的净空有效断面积增大，例如在350km/h速度的条件下,Ⅴ级围岩隧道的开挖断面积可达170m2，属于超大断面隧道的范畴，与三车道公路隧道的开挖断面积相当，给设计、施工提出来许多新课题；12/12/20225012/11/202250三、由于开挖断面积的增大，施工难度也急剧增加，特别是对一般地质条件下的初期支护技术和不良地质条件下的超前支护技术，提出来很高的要求；12/12/20225112/11/202251四、列车高速运行的作用，对洞内轨道（包括基底结构，如仰拱或铺底、混凝土填充层等）的影响增大，不仅需要加强基底结构，对衬砌结构也具有一定的影响，不容忽视。12/12/20225212/11/202252五、对衬砌混凝土的耐久性，如抵抗列车风压的疲劳特性；如何保证初期支护的喷混凝土的耐久性?，以及大断面衬砌结构的抗开裂特性等，都提出来了明确的要求；12/12/20225312/11/202253何谓大断面？目前我国大断面（三车道）公路隧道已开始修建，如联络重庆市的几条高速公路也从一开始就决定采用3车道的大断面隧道，如铁山隧道，大梅沙隧道、大宝山隧道等都是三车道大断面的。由于3车道公路隧道的断面积比双车道大得多,例如，第二东名公路初期建设的三车道隧道的断面积为113～170m2比一般双车道的85m2大1.5～2.0倍。目前为适应140km/h高速度的要求而规划的3车道公路隧道，其断面积达170m2～200m2，局部断面达230m2的超大断面，开挖宽度达23m。较初期三车道隧道断面又增加了1.3～1.5倍。英法海峡隧道分叉处断面的开挖宽度达21.2m，开挖高度达15.4m，开挖断面积为252.2m2。又如，日本的第二布引隧道，在分叉段是从2车道（净空断面积59m2）变化到3～4车道的断面（最大开挖宽度24m、开挖断面积240m2）。12/12/202254何谓大断面？隧道断面划分和开挖断面积（日本）划分开挖断面积(m2)说明标准断面大断面超大断面70~80100~120>140双车道有人行道的双车道车道与路面宽相同的三道12/12/202255隧道断面划分和开挖断面积（日本）划分开挖断面积(m2)说明国际隧协的断面划分划

分净空断面积(m2)超小断面小断面中等断面大断面超大断面<3.03.0~10.010.0~50.050.0~100.0>100.012/12/202256国际隧协的断面划分划分净空断面积(m2)超大断面隧道对维修管理的检测技术提出了较高的要求。发现结构变异更加困难。因此，一些检测技术都向着自动化、数值化等方向发展。12/12/202257大断面隧道对维修管理的检测技术提出了较高的要求。发现结构变异3）

提速对既有隧道工程的影响

1、列车运行速度与隧道断面积的关系——缓冲结构的设置原则——舒适性2、列车运行速度与二次衬砌（包括洞内设备等）的关系——重视衬砌的初期开裂——安全性此外，列车运行速度和重载对隧道基底也有一定的影响，确保基底的稳定性、加强基底的检测，势在必行。12/12/2022583）提速对既有隧道工程的影响

1、列车运行速度与隧道断面积（1）列车运行速度与隧道断面积的关系在高速运行的条件下，高速列车通过隧道时会产生一系列的空气动力学效应，如压力波动、出口微压波、洞内行车阻力增大等，这些对隧道横断面的确定具有重要意义。日本在第一次运行时，发现当高速列车进入隧道时，强烈冲击处于隧道中的静止空气柱，压力脉冲作为纵向运动的波以声速通过隧道，并在隧道的另一端（即开放端）发生反射，由正压变为负压，同样以声速沿列车运行相反的方向向回运动，遇到列车后空气阻力在大气压力(100kPa)附近发生波动，使旅客的耳朵发生明显不适。这种现象引起了高速列车和隧道研究人员的注意。研究表明：这种现象，当车速愈快、堵塞比(列车断面积与隧道断面积之比)愈大，愈越明显。12/12/202259（1）列车运行速度与隧道断面积的关系在高速运行的条隧道的微气压波是列车突人隧道时形成的压缩波、在隧道内传播到达出口时向外放射脉冲状的压力波；其发生的实态见图1。12/12/202260隧道的微气压波是列车突人隧道时形成的压缩波、在隧隧道的横断面面积通常是根据隧道建筑限界和列车运营的要求决定的。但在高速铁路的条件下，还必须考虑满足列车——空气动力学的要求。根据设计基准，即

满足最大瞬变压力控制标准值——[P]=3.0kP/3s的要求。

12/12/202261隧道的横断面面积通常是根据隧道建筑限界和列车运营的要求线路名称速度（km/h）断面积（m）堵塞比东海新干线210640.21山阳新干线230640.21上越新干线234640.20巴黎—大西洋干线300单线46双线71—汉堡—墨尼黑干线250820.14罗马—米兰干线21054—意大利27576—西班牙25075—北陆新干线260—0.18中央新干线500—0.1212/12/202262线路名称速度（km/h）断面积（m）堵塞比东海新干线2106列车速度（km/h）160230270300隧道断面积（m）535571100堵塞比0.230.220.170.1212/12/202263列车速度（km/h）160230270300隧道断面积（m）隧道类型车速（km/h)净空面积（m2)阻塞比舒适度准则（kPa/3s)3.01.250.8相应车辆密封指数τ（s)双线（考虑会车）200800.1282506.53001000.1032.05.63504.0单线200520.1982507.0300700.1471.27.03503.012/12/202264隧道类型车速净空面积阻塞比舒适度准则（kPa/3s)3.01应该指出，为降低微气压波的影响，在列车进洞速度超过160km/h时，都要采取相应措施。一种措施是扩大隧道断面到一定程度，如韩国、台湾等均采用90~100m2的隧道断面积。一种方法是不增加隧道断面积，而在隧道入口设置相应的缓冲段。日本因新干线隧道的断面积只有64m2，因此，当列车速度提高后，就不得不采取在入口段设置不同类型的缓冲段的措施。12/12/202265应该指出，为降低微气压波的影响，在列车进洞速度超过1612/12/20226612/11/20226612/12/20226712/11/202267太行山隧道的缓冲结构12/12/202268太行山隧道的缓冲结构12/11/202268

缓冲段设置基准条件说明微气压波峰值（Pa）洞口有建筑物建筑物无特殊环境要求建筑物处小于20建筑物有特殊环境要求建筑物处按要求洞口无建筑物住宅距洞口大于50m距洞口20m小于5012/12/202269

缓冲段建议长度隧道断面积（m2）堵塞比（%）列车速度（km/h）缓冲段长度（m）700103501112/12/202270缓冲段建（2）列车运行速度与二次衬砌作用在衬砌表面的法向荷载：V=300km/h,At=92㎡,p=±6.0kPaV=300km/h,At=56㎡（单线）,p=±4.5kPaV=250km/h,At=82㎡,p=±5.0kPa作用在衬砌结构上的纵向荷载V=250km/h,At=82㎡,p=0.75kPa此类荷载对衬砌结构不会有显著影响，但对某些设备和设施可能会有影响。但对已经发生开裂的衬砌，在此压力变动的作用下，可能发生衬砌混凝土掉块的事故。应加以注意。12/12/202271（2）列车运行速度与二次衬砌作用在衬砌表面的法向荷载：1示例说明：日本一座隧道的混凝土掉块事故的分析12/12/202272示例说明：日本一座隧道的混凝土掉块事故的分析12/11/20根据调查结果，外部原因中否定了地压·水压作用、地震、接近施工、冻胀压力的影响。关于列车振动和空气压变动，在事故发生地点，对列车走行时衬砌混凝土的动态进行了种种量测，其结果如下。·列车振动：

最大0.3kine（衬砌表面切线方向）最大0.1kine（衬砌表面法向方向）·空气压变动：最大6kPa（列车尾部通过时的压力下降）·应变：

最大12μ（衬砌表面切线方向）；12/12/202273根据调查结果，外部原因中否定了地压·水压作用、地震、接一般说，使衬砌开裂的振动速度是20~30kine，使混凝土开裂的拉应变一般是200μ左右，因此列车振动、空气压变动、应变不会成为剥落的主要原因。但是，空气压变动和列车振动的反复作用，对开裂的发展是有影响的。因此，进行了空气压反复变动影响的试验。其结果是：·随着荷载的反复作用，开裂的端部的混凝土发生疲劳，微细的开裂徐徐发生；·最终是开裂急剧发展，而剥落；·开裂的深度越深，在少许的反复次数就破坏了。

根据这个结果，预计实际的剥落形状、荷载的形态、荷载的水平（5kPa），反复次数（剥落发生预计120万次），认为疲劳破坏是造成剥落的可能性的主要原因。12/12/202274一般说，使衬砌开裂的振动速度是20~30kine，使混（3）高速列车对基底的影响分析·列车高速行驶时，结构动力响应在边墙和仰拱部位的加速度，随列车速度的增加而加大，250km/h时的加速度比160km/h的加速度增加23％左右；·高应力区重要集中最边墙与仰拱的连接处；·仰拱填充材料具有较好的减震作用。因此在设计施工中，及其边墙和仰拱的设计，特别是边墙和仰拱连接处的设计是十分重要的。检测也应把这些部位作为重点。12/12/202275（3）高速列车对基底的影响分析·列车高速行驶时，结五、隧道变异（病害）的基本类型

隧道变异（病害）？所谓隧道的变异指：因外力、环境、材料、设计、施工等原因引起的衬砌变形、开裂、剥落、漏水、冻结、材料劣化等，使隧道性能处于损害的状态，或者如果不进行处理就可能发生损害的状态。从这个意义上说，变异与病害是同义的。12/12/202276五、隧道变异（病害）的基本类型

隧道变12/12/20227712/11/202277引起隧道变异的原因荷载增加隧道变异围岩承载力降低衬砌材料劣化衬砌承载力降低12/12/202278引起隧道变异的原因荷载增加隧道变异围岩承载力降低衬砌材料劣化1、引起荷载增加的原因荷载增加地震、地壳变动近接施工滑坡松弛压冻胀力偏压、坡面蠕动水压12/12/2022791、引起荷载增加的原因荷载增加地震、地壳变动近接施工滑坡松弛2、引起围岩承载力降低的原因围岩承载力降低冻融循环围岩松弛地下水近接施工年久12/12/2022802、引起围岩承载力降低的原因围岩承载力降低冻融循环围岩松弛地3、引起材料劣化的原因衬砌材料劣化冻害碱性骨料火灾碳化施工不良年久有害水12/12/2022813、引起材料劣化的原因衬砌材料劣化冻害碱性骨料火灾碳化施工不4、引起衬砌承载力降低的原因衬砌承载力降低背后空洞施工不良设计不良开裂、错动衬砌厚度不足12/12/2022824、引起衬砌承载力降低的原因衬砌承载力降低背后空洞施工不良设把上述内容进一步归纳可以看出：既有隧道发生变异的原因,有因外力所造成的,有因材质劣化所造成的,也有是因漏水所造成的。此外,设计施工条件也会产生一定的影响。一般说,发生变异时,上述的变异原因多数是重复作用的。因此,即是进行详细地调查,有时也很难对变异原因做出明确的判定。12/12/202283把上述内容进一步归纳可以看出：既有隧道发生变异的原因,有因12/12/20228412/11/20228412/12/20228512/11/20228512/12/20228612/11/202286如上所述，产生变异的原因是多方面的，大体上分为外因（外力和环境等外部因素）和内因（材料和设计、施工等构造上的因素）二大类。12/12/202287如上所述，产生变异的原因是多方面的，大体上分为外因（外力和环外力和环境引起的变异12/12/202288外力和环境引起的变异12/11/202288内因引起的变异。这是促进外因造成的变异发展的重要因素，在原因推定上是不能忽视的。12/12/202289内因引起的变异。这是促进外因造成的变异发展的重要因素，在原因

变异原因（内因）变异现象的特征设计直边墙·边墙上部倾倒、边墙间隔缩小、边墙水平开裂、错动基脚混凝土不足、填土不足·偏压、坡面蠕动造成的变异在发展无仰拱·轨道变异：水平、高低等·轨道变异：土砂流入、地层下沉·边墙下部挤出、水沟开裂排水不良·边墙下部挤出、水沟开裂·土砂流入、地层下沉无隔热层·边墙开裂·拱、边墙错缝施工拱背后空洞·隧道宽度缩小·边墙、起拱线附近的拱肩开裂、错缝、错动（侧压增大）·拱顶压溃·隧道高度缩小·拱顶水平开裂、错缝（没有回填压注或压注不足）边墙背后空洞·隧道拱顶缩小·拱顶水平开裂、错缝12/12/202290

变异原因（内因）变异现象的特征设计直边墙·边墙上部倾倒、边

厚度不足·拱顶水平开裂（拱顶厚度不足）·不定形状的开裂、剥离刹肩不良·刹肩部错动、漏水、土砂流入·边墙倾倒、隧道宽度缩小

材料材质不良·不定形状的开裂、剥离、剥落

防水不良·漏水、结冰12/12/202291

厚度不足·拱顶水平开裂（拱顶厚度不足）刹肩不良·刹肩部错动隧道变异的分类根据上述隧道变异原因的分析，结合我国的国情，隧道变异分为以下几类。·衬砌裂损劣化；如变形、移动、开裂、错动、压溃等·渗漏水；·冻害；·衬砌材料劣化；如混凝土衬砌腐蚀、钢筋腐蚀等。12/12/202292隧道变异的分类根据上述隧道变异原因的分析，结合我外

力

引

起

的

变

异

模

式

图12/12/202293外

力

引

起

的

变

异

模

式

图12/11/2022912/12/20229412/11/202294六、隧道变异的判定及基准隧道变异的判定及基准，各国都非常重视。由于国情的不同、检测手段的差异，各国制订的判定基准，也多少有些差异。现以我国和日本铁路隧道的变异判定基准，加以说明。12/12/202295六、隧道变异的判定及基准隧道变异的判定及基准，各1、我国铁路隧道劣化评定标准我国铁路隧道劣化评定标准包括以下内容。·隧道劣化等级划分；·衬砌裂损劣化等级划分；·渗漏水影响等级划分；·冻害影响等级划分；·衬砌材料劣化等级划分。各种等级划分的评定标准如下。12/12/2022961、我国铁路隧道劣化评定标准我国铁路隧道劣化评定标准包括以下隧道劣化等级评定标准

劣化等级对结构功能及行车安全的影响措施AA(极严重)结构功能严重劣化，危及行车安全立即采取措施AA1(严重)结构功能严重劣化，进一步发展危及行车安全尽快采取措施加强监视，必要时采B(较重)劣化继续发展会升至A级取措施C(中等)影响较少加强检查，正常维修D(轻微)无影响正常保养及巡检12/12/202297隧道劣化等级评定标准

劣衬砌裂损劣化评定标准

裂损类型裂损等级变形或移动开裂、错动压溃AA(极严重)滑坡滑动使衬砌移动加促；衬砌变形、移动、下沉发展迅速，威胁行车安全。开裂或错台长度L>10m，宽度8>5mm，且变形继续发展，拱部开裂呈块状，有可能掉落。拱顶压溃范围>3m2；或衬砌剥落最大厚度大于衬砌厚度的1／4，发生时会危及行车安全。A

A1(严重)

变形或移动速度V>10mm／年开裂、错台长度10m≥L≥5m，但开裂或错台值a>5mm；开裂或错台使衬砌呈块状，在外力作用下有可能崩坍和剥落。压溃范围3m2≥S≥1m2；或有可能掉块。B(较重)变形或移动速度在10mm／《≥V≥3mm／年而且有新的变形出现开裂或错台长度L<5m且宽度5mm≥a≥3nma；裂缝有发展，但速度不快。剥落规模较小，但可能对列车造成威胁；拱顶压溃范围S<1√，剥落块体大于3cm。C(中等)有变形，但速度V<3mm/年开裂或错台长度L<5m且宽度<3mm

压滞范围很小D(轻微)有变形，但不发展，而且对使用无影响。一般龟裂或无发展状态个别地方被压溃12/12/202298衬砌裂损劣化评定标准

裂渗漏水等级评定标准漏水或涌水的危害等级隧道状态AAA(极严重)水突然涌人隧道，淹没轨面，危及行车安全；电力牵引区段，拱部漏水直接传至接触网。A1(严重)隧底冒水、拱部滴水成线，严寒地区边墙淌水，造成严重翻浆冒泥、道床下沉，不能保持正常轨道的几何尺寸，危害正常运行。B(较重)隧道滴水、淌水、渗水等引起洞内局部道床翻浆冒泥。C(中等)漏水使基床状态恶化，钢轨腐蚀，养护周期缩短，继续发展将来会升至B级D(轻微)有漏水，但对列车运行及旅客安全无威胁，并且不影响隧道的便用功能。12/12/202299渗漏水等级评定标准冻害影响等级评定标准冻害等级隧道状态

A

AA<极严重)冻溜、冰柱、冰椎等不断发展，侵入限界，危及行车安全；接触网及电力、通讯、信号的架线上挂冰，危及行车安全和洞内作业人员安全；道床结冰(丘状冰椎)，覆盖轨面，严重影响行车。A1(严重)避车洞结冰不能使用，严重影响洞内作业人员的安全；冰楔和围岩冰胀的反复作用使衬砌变形、开裂并构成纵横交错的裂纹。B(较重)冻融使衬砌破坏比较严重；冻融使道床翻浆冒泥、轨道几何尺寸恶化。C(中等)冻害造成衬砌变形、开裂，但裂纹未形成纵横交错；冻融使衬砌破坏，但不十分严重；冻害使洞内排水设备破坏；冻融使线路的养护周期缩短。D(轻微)有冻害，但对行车安全无影响，对隧道使用功能影响轻微。

12/12/2022100冻害影响等衬砌材料劣化等级评定标准劣化类型劣化等级混凝土衬砌腐蚀砌块衬砌腐蚀

AAA(极严重)衬砌材料劣化严重，经常发生剥落，危及行车安全；初砌厚度为原设计厚度的3／5，混凝土强度大大下降。拱部接缝劣化严重，拱部衬砌有可能掉落大块体(与砌块大小一样)。A1(严重)(1)衬砌材料劣化，稍有外力或震动，即会崩塌或剥落，对行车产生重大影响；(2)腐蚀深度10mm，面积达0．3m；(3)衬砌有效厚度为设计厚度的2／3左右。接缝开裂，其深度大于10cm，砌块错落大于1cm。B(较重)衬砌剥落，材质劣化，衬砌厚度减少，混凝土强度有一定的降低。

接缝开裂，但深度小于1cm或砌块有剥落，但剥落体在40mm以下。C(中等)衬砌有剥落，材质劣化，但不可能有急剧发展。接缝开裂，但深度不大，或砌块有风化剥落，但块体很小。D(轻微)衬砌有起毛或麻面蜂窝现象，但不严重。砌块有轻微风化。12/12/2022101衬砌材料劣化等级评定标准劣2、日本铁路隧道健全度评定标准日本铁路隧道健全度评定标准包括以下内容：·外力、劣化、漏水等影响的健全度划分；·外力变化引起的变异健全度评定标准；·衬砌材料劣化引起的健全度评定标准；·轨道维修周期缩短的健全度评定标准；·其它判定因素。12/12/20221022、日本铁路隧道健全度评定标准日本铁路隧道健全度评定标准包括铁路隧道健全度评定标准等级对运行安全的影晌变异程度措施AA危险重大立即采取

A1迟早会造成威胁有异常外力危险变异发展、功能继续降低及早采取A2以后有危险变异发展，功能会降低必要时采取B如发展，变为A级如果发展、变为A级监视(必要时采取)

C现状时无影响轻微重点检查S无影响无

12/12/2022103铁路隧道健全外力引起的变异的健全度评定标准判定基准健全度由衬砌变形、移动、下沉引起的变形在发展，发展迅速，到达破坏的推定时间接近采用对策所需的时间者AA变形在发展，予计很快会侵限，并对运行产生重大威胁者AA拱部开裂呈块状，衬砌突出，侵入限界，有可能掉落者AA变异无显著发展，开裂和错缝使衬砌呈块状，在很小外力下有可能崩坍、剥落者A1发生新的变异或既有变异再次发展，引起变异发展者A2衬砌变形中，既有变异无显著发展，但引发的变形在发展者A2剥落规模很小，但可能对列车造成威胁者A2有变异，但速度极缓慢者。或已认为停止发展，有可能再发者B变异不发展但既有变异显著，再发时会立即对列车运行造成威胁者B有变异，但停止发展，今后也不会再度发生者C12/12/2022104外力引起的变异的健全度评定标准判定基衬砌材料劣化健全度评定标准判定基准健全度拱部附近的衬砌有可能掉落者AA衬砌材料已劣化，稍有外力即会崩坍或剥落并产生重大的影响A1衬砌剥落、材质劣化使断面强度显著降低者A1衬砌剥落、材质劣化使断面强度有一定降低者A2衬砌材料劣化，继续发展，其原因已知，如不处理有可能使劣化急剧发展者A2衬砌有剥落，材质劣化，但不可能急剧发展者B12/12/2022105衬砌材料劣化健全度评定标准判定基准健全度拱部轨道维修周期缩短的健全度评定标准判定基准健全度因漏水结冰，面锓跟，对列车运行造成威协者AA在电化区间，拱部漏水直接传到架空线及绝缘子者AA道床翻浆冒泥，底鼓，使软道变形，维修周期极短，确保正常运行困难者A1排水受阻、漏水，使道床状态恶化者B12/12/2022106轨道维修周期缩短的健全度评定标准判定基其它的判定因素现象判定基准无衬砌隧道的围岩风化临时拱架侵限防水衬砌剥落隧道内付属设施侵限设计、施工不良以外力、材质劣化，轨道维修周期缩短的判定为推12/12/2022107其它的判定因素现象判定基准无衬砌隧道的围岩风化以外力、材质劣隧道变异评定标准中，这2个隧道变异的评定标准是比较典型的，也是大同小异。但有几点需要说明。1、评定标准多数是经验性的，缺乏量化指标，给判定带来一定困难。因此在判定时必须掌握以下4点。12/12/2022108隧道变异评定标准中，这2个隧道变异的评定标准是比较典（1）变异现象的掌握

隧道洞内长而单调、黑暗，正确地扑捉变异是不容易的。而且即使是一个变异也会影响整个隧道，因此要仔细地进行调查。一般都采用目视和打击声进行精心的调查、忠实的记录。为了进行调查，照明是必需的。拱部要靠近调查，编制变异展开图。12/12/2022109（1）变异现象的掌握

隧道洞内长而单调、黑暗，正确地扑捉变异（2）变异发展性的掌握

掌握变异的发展性是异常重要的。因为变异的发展，一般是很缓慢的，需要较长的时间进行记录，例如2年的时间，都不算长。图4是某隧道净空位移量测继续10年以上的例子。12/12/2022110（2）变异发展性的掌握

掌握变异的发展性是异常重要的。因为变（3）地形、地质等环境条件的掌握

在隧道检查中，了解变异地点的上部地形和土地利用状态、地质情况是很重要的。这要进行地表勘察、同时根据地形图、航片、地质图等调查。因土压产生的变异，必要时要进行地质钻孔调查。12/12/2022111（3）地形、地质等环境条件的掌握

在隧道检查中，了解变异地点（4）隧道结构、施工方法的掌握在传统工法中，隧道拱部衬砌厚度不足和衬砌背后留有空洞是很难避免的。这种构造上的缺陷，会降低衬砌的承载力和变形性能（图5）。为此，掌握构造缺陷对健全度的判定是非常重要的。此项调查看采用电磁波探查方法，如果能够进行钻孔调查就更好了。同时对竣工资料也要调查。12/12/2022112（4）隧道结构、施工方法的掌握12/11/202211212/12/202211312/11/20221132、目前评定标准，由于检测技术的进步，有向着定量化、自动化、数值化方向发展的趋势。下面举例说明。例一变形速度的判定基准地点位置变形速度判定分级>10mm/年3~10mm/年1~3mm/年<1mm/年衬砌断面内○

3A洞门

○

2A路面

○

A路肩

○A~B12/12/20221142、目前评定标准，由于检测技术的进步，有向着定量化、例二有发展性的开裂判定基准地点位置开裂判定分级宽度长度>3mm<3mm>5m<5m衬砌洞门断面内○

○

3A~2A○

○2A~A

○○

A

○

○A12/12/2022115例二有发展性的开裂判定基准地点位置开裂判定分级宽度例三不能确认有无发展性的开裂判定基准地点位置开裂判定分级宽度长度>5mm3~5mm<3mm>10m5~10m<5m衬砌洞门断面内○

○

3A~2A○

○

2A~A○

○2A~A

○

○

2A

○

○

2A~A

○

○A

○○○○A~B12/12/2022116例三不能确认有无发展性的开裂判定基准地点位置例四错动、剥落的判定基准地点位置错动.剥落判定分级有无落下的可能有无

衬砌洞门拱部○

3A

○B边墙○

2A

○B12/12/2022117例四错动、剥落的判定基准地点位置错动.剥落判定分级有无落例五断面强度降低、错动、剥落的判定基准地点主要原因错动、剥落有无落下的可能

劣化程度判定分级有效厚度/设计厚度有无<1/21/2~2/3>2/3拱部经年劣化、冻害、碱性骨料反应、设计施工不当等○

3A

○

B

○

2A

○

A

○B边墙○

2A

○

B

○

2A

○

A

○B12/12/2022118例五断面强度降低、错动、剥落的判定基准地点主要原因错动、例六衬砌厚度的判定基准损伤值情况说明判定5310有效厚度大于50%有效厚度为10~50%有效厚度为1~10%有效厚度充分有偏压时可能破坏ABCOK12/12/2022119例六衬砌厚度的判定基准损伤值情况说明判定5有效厚度大于50例七衬砌背后空洞的判定基准损伤值情况判定5310大于500mm100~500mm小于100mm无ABCOK12/12/2022120例七衬砌背后空洞的判定基准损伤值情况判定5大于500mmA例八衬砌背后围岩松弛的判定基准损伤值情况说明

10围岩软弱，有松弛围岩良好，无松弛厚度700~500mm厚度300mmBC12/12/2022121例八衬砌背后围岩松弛的判定基准损伤值情况说明

1围岩软弱，上述事例充分说明：判定定量化的趋势。但这需要有大量的基础性研究工作的支持和检测数据的积累。而我们缺乏的就是这一点。3、只所以能够定量，与检测技术的发展是分不开的。12/12/2022122上述事例充分说明：判定定量化的趋势。但这需要有大量的基础性研七、隧道变异的检测技术1、检查、检测中的问题1）检查衬砌表面的场合检查衬砌表面时，洞内的环境一般有以下问题。·黑暗、狭小的空间，很难检查；·纵长，费力·拱部需高处作业，有困难；·检查者的判断会左右结果；·手写记录费时，麻烦；·数据整理费时；·在公路、铁路隧道中，因为汽车、火车的运行，检查时间受限制；·在健全度的判定上，可能缺乏客观性，使结果离散性较大。12/12/2022123七、隧道变异的检测技术1、检查、检测中的问题122）检查衬砌内部的场合隧道衬砌内部的检查，从隧道的构造上看有以下课题。·在钻孔取样及孔内观察的方法中，需要较多时间和费用，获取隧道全体的健全度评价所需数量的数据比较困难；·根据隧道类型，夜间作业和受车道限制度场合较多，进行大范围调查有一定困难；·因以破坏检查为主，可能对结构物产生不良影响。为了解决以上问题，开发出精度良好、短时间的的量测技术，对维修管理积累了一定经验。12/12/20221242）检查衬砌内部的场合12/11/20221243）检查衬砌背后围岩的场合既有隧道的健全度除结构物自体的调查、诊断外，还要掌握结构物背后围岩有无松弛及其松弛区域的范围。从地表面钻孔和从隧道内钻孔调查衬砌背后的空洞是最一般的方法，。广泛采用的钻孔调查有以下问题。·地表面钻孔的场合有时埋深很大，设置装置时间长，而且有许多数据是不必要的；·从隧道内部钻孔的场合，是很麻烦的。需要采取地下水喷出的对策。·电磁波探查是比较轻微的仪器，也可能在大范围内进行调查，但能够调查的数据有限，不能获得地质和N值等数据。衬砌厚度大的场合，数据精度差，或者不可能测定。12/12/20221253）检查衬砌背后围岩的场合12/11/20221254）用监视器进行变异监视的场合为了有效地进行维修管理，事前捡知一定范围的变异是很重要的。因此采用监视器技术远程监视隧道变异在检查中得到广泛的应用。如以应变计为中心的各种传感器和AE法等。监视器技术配置在需要监视的结构物上，并通过电缆和无线等传送量测数据。但电气传感器只能获得点的情报，获得面和线的连续情报比较困难。因此光纤维及导电涂料的应用，引人注目。12/12/20221264）用监视器进行变异监视的场合12/11/20221262、隧道衬砌表面的检查手法隧道衬砌表面的检查手法，代替一般采用的目视方法有：红外线相机、CCD相机、激光等检查手法。（1）红外线相机红外线相机可以用映象反应被摄物体的表面温度差。衬砌表面用热源进行加热的场合，浮动和剥离处比健全部位易热，因而产生温度差。所以用红外线相机摄影后可以提炼出缺陷部位。对画像进行2值化处理后可以获得数值化的数据。用红外线进行检测不仅对表面，对剥离的内部状况也能进行判断。12/12/20221272、隧道衬砌表面的检查手法12/11/2022127（2）CCD相机能够连续地制成展开画像。利用CCD相机摄影不需要照明，但要调整镜头距衬砌表面的距离。（3）激光用激光装置照射衬砌表面，感知反射光的微秒的辉度强弱，并使之映象化的系统。其优点是不需要摄影用的照明。与激光系统比较却需要激光辉冷却装置。使用此系统的检查装置，基本上需配置能够搭载相机、照明装置和激光单元的汽车、维修用车或船体等，一边移动一边测定。12/12/2022128（2）CCD相机12/11/2022128利用红外线相机的检查手法

隧道检查系统是由搭载量测装置的隧道检查车和数据的画像处理的解析装置构成。隧道检查车由加热车、动力车、摄影车组成，其外观示于图1。本系统，温度是用红外线相机捡知的，可以掌握衬砌表面附近的剥离状况。从混凝土放射出来的红外线用红外线相机摄影，并进行画像处理而获得检查数据。在数据解析中利用红外线画像和可视画像的特性，来提高变异捡知的精度。12/12/2022129利用红外线相机的检查手法

隧道12/12/202213012/11/2022130通过数据及画像处理可获得以下数据。漏水：发生位置、面积、增加率；开裂：发生位置、宽度、长度、形状、方向、增加率；剥离：发生位置、形状、面积、增加率。根据以上数据，根据判定基准，可以判定健全度等级。12/12/2022131通过数据及画像处理可获得以下数据。12/11/2022131CCD相机的检测方法为了迅速、正确地掌握劣化的发展状况，高速公路隧道的衬砌表面量测要满足下表的要求。项目性能基准量测速度50km/h以上量测范围起拱线以上的拱部量测精度开裂宽度0.5mm以上取得画像高精细连续印刷（比例尺1/40左右）12/12/2022132CCD相机的检测方CCD数码摄像机量测系统，是数台摄像机摄影，连续记录衬砌表面的画像的方法。照片1是量测车辆的状况。用摄像机的开裂量测技术是用多台摄像机摄制的动画，变为静止画，而后进行纵向和横向的画像处理得到合成的展开图。根据采用的摄像机的有效象素，开裂捡出能力会有差异。根据摄像机量测得到的连续印刷画像，制作损伤展开图，对隧道衬砌表面进行健全度评价。健全度评价按一定距离，同时根据漏水、游离石灰、补修状况等在计算机上进行判定。12/12/2022133CCD数码摄像机量测系统，是数台摄像机摄影，连续记12/12/202213412/11/2022134激光检测方法利用激光的开裂量测技术是用激光照射隧道壁面，用光传感器读取壁面反射的光线的微妙的辉度变化，并距离在高密度的磁气带上。利用这种激光光线的反射光量数据可以得到车辆进行方向大连续的、鲜明的画像。激光检测车的概貌示于下图。12/12/2022135激光用激光方法获得到变异展开图示于下图。12/12/2022136用激光方法获得到变异展开图示于下图。12/11/2022132、隧道衬砌内部及背后的检测方法打击声法就是用打击衬砌表面，通过打击衬砌时的声音，在有空洞与无空洞时，有剥离时与无剥离时的声音的不同来判定有无空洞或剥离的方法。这本来是一个古老而传统的方法，是一种凭感觉的方法能够在大范围进行简便的检查。但最近几年由于电子技术的发展，打击声法获得了很大的发展。对厚度比较薄的场合，检知剥离是一个有效的方法。打击声检查检查的同时也可把剥离部分敲落。因此，在以下的调查项目中应用较多。·有无剥离；·有无压溃；·衬砌有无块状化；·衬砌表面的劣化状态；·衬砌内部的缺陷；·极端的厚度不足或背后有无空洞。12/12/20221372、隧道衬砌内部及背后的检测方法以下是打击声方法的一个例子（图1、照片1）。·为了判定内部状态用锤在1个地点锤击3次以上；·锤击间隔大致在50cm左右；·在开裂的0.2m以内范围内进行；·记录变异展开图。12/12/2022138以下是打击声方法的一个例子（图1、照片1）。12/11/20采用能够检出加振力的脉冲锤，根据锤击声的不同，获得客观判断的结果。脉冲锤和麦克风一体化的打击声检测装置，可设置在台车上的走行钢轨上，能够沿隧道纵向12m，圆周方向2.5m的范围内移动。一次可检查约30m2的面积，可瞬时解析打击声，自动判断变异地点。钢轨能够伸缩、倾斜，可检查任意形状的隧道。60m2面积，按50cm间隔打击，共240个点的测定时间约40分钟。12/12/2022139采用能够检出加振力的脉冲锤，根据锤击声的不同，获得客观判断的12/12/202214012/11/2022140图3是自动打击声检查系统的模式图。

12/12/2022141图3是自动打击声检查系统的模式图。

12/11/202214八、隧道变异对策设计

隧道变异是