隧道常见病害及维修养护

隧道是铁路线路穿越山岭主要伎俩，在运行中经常会出现对隧道安全运行有主要影响和威胁病害。在隧道运行阶段要及时检查、发觉病害，分析病害成因，采取合理整改和维护办法。这样，才能确保铁路隧道工程安全、通畅运行。隧道工程隧道常见病害及维修养护第1页学习目标：（1）理解隧道常见病害种类；（2）掌握隧道常见病害维修；（3）掌握隧道养护重点。第2页一、隧道常见病害种类隧道病害根据成因不一样主要可分为下列四类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；第3页1.1隧道水害隧道水害是指在隧道修建和运行过程遇到水干扰和危害，是最常见隧道病害。主要指围岩地下水和地表水以渗漏或涌出形式进入隧道内造成危害。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很多不良影响，减少使用寿命，威胁运行安全。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；重则造成人员伤害，冲垮洞内机械设备，形成塌方，淹没工作面，中断施工，造成重大经济损失。第4页第5页第6页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。内防水层虽然不能制止水流进入衬砌内，但可制止水流进入隧道内。增设内防水层方式有3种：①刷涂；②刮压；③喷涂。第7页隧道治水详细措施就是“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，形成一种完整隧道治水体系。第8页2.1衬砌裂损

隧道衬砌是承受地层压力、避免围岩变形坍落工程主体建筑物。地层压力大小，主要取决于工程地质、水文地质条件和围岩物理力学特性，同步与施工办法、支护衬砌是否及时和工程质量好坏等原因有关。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、施工中人为原因、运行车辆循环荷载作用等，使隧道衬砌构造物产生裂缝和变形，统称为隧道衬砌裂损病害。

衬砌裂损变形主要危害有：①减少衬砌构造对同岩承载能力；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。第9页衬砌裂损类型（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发拱轴形状变化。（二）衬砌移动

衬砌移动是指衬砌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列图第10页隧道衬砌纵向移动基本形态第11页隧道衬砌横向移动基本形态第12页续上表（三）衬砌开裂衬砌开裂是指衬砌表面出现裂纹（或龟裂）和裂缝（宽度较大）或贯通衬砌所有厚度裂纹总称，是衬砌变形成果。衬砌开裂包括有张裂、压溃和错台三种。第13页1．张裂

弯曲受拉和偏心受拉引发裂损，其

特性是裂纹、裂面与应力方向正交，缝宽由表及里逐渐变窄。如图右所示。2．压溃

弯曲或偏心受压引发衬砌裂损。裂纹边缘呈压碎状，严重时受压区表面产生鱼鳞状碎片（中间厚，四周薄）剥落掉块等现象，如右图所示。第14页3．错台

由剪切力引发裂缝，裂缝宽度在表面至深处大体相同，衬砌在裂缝两侧沿剪切方向有错动，即形成错台如图所示。第15页第16页衬砌裂损形式衬砌沿纵向剪断第17页第18页2.2隧道损裂维修一、稳固岩体1、治水稳固岩体地下水浸泡与活动对多种围岩稳定性消弱最大。通过疏干围岩含水，坚决地采取治水措施是稳固岩体主线措施之一。2、锚杆加固岩体；

对较好岩体（不大于Ⅴ级），自衬砌内侧向围岩内打入一定数量和深度（3～5m）金属锚杆、砂浆锚杆，能够把不稳定岩块固定在稳定岩体上，提升破碎围岩黏结力

第19页3、注浆加固岩体；

通过向破碎松动岩体压入水泥浆液和其他化学浆液（如铬木素、聚氨酯等），加固围岩。4、支挡加固围岩；

对靠山、沿河偏压隧道或滑坡地带，除治水稳固山体外，尚可采取支挡措施，包括设支挡墙、锚固沉井、锚固钻（挖）孔桩等来预防山体失稳与滑坡，这种工程措施只能用于洞外整改5、回填与换填；第20页

假如衬砌外周围存在着多种大小空隙（如超挖而没有回填等），要采取回填措施，用砂浆或混凝土将围岩空隙回填密实。假如隧底存在厚度不大软弱不稳定岩体或有不稳定充填物，能够采取换填措施处理。二、衬砌更换与加固1、压浆加固（1）圬工体内压浆加固衬砌裂损发展非常迟缓或者已呈稳定，能够进行圬工体内压浆，一般以压环氧树脂浆为主，并选择无水季节施工。第21页（2）衬砌背后压浆加固主要是针对衬砌外鼓和整体侧移。在拱后压浆增加拱约束能够起到提升衬砌刚度和稳定性作用，因此一般能够局部应用，主要在发生外鼓变形部位。2．嵌补加固对已呈稳定暂不发展裂缝，假如不能采取压浆加固者可以采取嵌补，即将裂缝修凿剔深，在缝口处用水泥砂浆、环氧树脂砂浆或环氧树脂混凝土进行嵌补。如图所示。嵌补加固第22页3．喷锚加固裂损衬砌所有内鼓变形和向内移动裂损部位，采取（预应力）锚杆加固岩体（如图8-8所示），可将衬砌与岩体嵌固在一起，形成一种均匀压缩带，以增强围岩稳定性

锚喷加固4．套拱加固假如混凝土质量差，厚度不够，或受机车煤烟侵蚀，掉块剥落严重，并且拱顶净空有富余时，可对衬砌拱部加筑套拱或全断面加筑套拱第23页拱部套拱加固全断面套拱加固5．更换衬砌拱部衬砌破坏严重，已丧失承载能力，用其他整改补强伎俩难以确保构造稳定，或者衬砌严重侵入限界，采取其他整改措施有困难时，采取全拱更换，彻底根除病害。第24页6．其他加固伎俩当仅有墙脚内移而不下沉和隧底岩土隆起时，可在墙基处增设混凝土支撑以扩大基础，如图所示。隧底围岩软弱下沉或隧底填充上鼓时，可加设仰拱墙基混凝土支撑加固增设仰拱加固第25页3.1衬砌腐蚀

衬砌腐蚀种类及危害1．水蚀主要指衬砌受到地下水作用而产生腐蚀。一般发生在隧道拱部、边墙、仰拱、排水沟和电缆槽等各部位。（1）溶出型侵蚀（2）硫酸盐侵蚀（3）镁盐和氨化物侵蚀。2．烟蚀主要是指在蒸汽机车牵引区段，其产生“烟雾”对衬砌混凝土产生侵蚀，分为化学性侵蚀和机械性侵蚀。3．冻蚀冻蚀是指在寒冷地域隧道，混凝土衬砌由于冻融交替产生侵蚀。第26页4．骨料溶胀骨料溶胀指衬砌混凝土中粗、细骨料中具有遇水溶解和膨胀材料而造成对衬砌侵蚀。第27页第28页3.2衬砌腐蚀维修（1）制作防蚀层（2）伸缩缝、变形缝防蚀（3）已腐蚀衬砌加固与翻修

第29页4.1隧道冻害一、冻害种类1．冰柱、冰溜子渗漏地下水通过混凝土裂缝逐渐渗出，在渗出点出口处受低温影响积成冰柱，尤其在施工接缝处渗水点多，结晶显著，累积十至几十厘米厚冰溜子（又称为挂冰）。如不清理，冰溜子越积越大，侵入限界，危及行车安全。拱部渗漏逐渐形成冰柱子（冰葫芦），一般地域仅仅是影响限界。

隧道排水沟槽设施，保温不良引发冰冻称冰塞子。水沟地下排水困难，因结冰堵塞，使水沟（管或槽）冻裂破损，地下水不易排走，衬砌周围因水结冰而冻胀，致使隧道内多种冻害接踵而来。第30页2．衬砌发生冰楔隧道砌筑在围岩良好地段，一旦衬砌壁后有空隙，渗入岩层地下水，在排水不通畅时水就积在衬砌与壁后围岩间，结冰冻胀产生冰冻压力，传递给衬砌。3．围岩冻胀破坏（1）隧道拱部衬砌发生变形与开裂（2）隧道边墙变形严重（3）隧道内线路冻害（4）衬砌材料冻融破坏（5）隧底冻胀和融沉第31页第32页4.2隧道冻害整改（一）综合治水（二）更换土壤（三）保温防冻

（1）在隧道内加筑保温层（2）减少水冰点（3）供热防冻（四）避免融塌第33页（五）构造加强

（1）加大侧向拱度，使拱轴线能更加好地抵抗侧向冻胀。

（2）拱部衬砌厚度增加，一般加厚10㎝左右。

（3）提升衬砌混凝土标号或采取钢筋混凝土。

（4）隧底增设混凝土支撑。第34页隧道养护重点一、运行状态监视二、检查方便及时发觉隧道构造出现病害经常检查、定期检查、尤其检查和限界检查等。1、土建构造养护（1）洞口：及时清除洞口边仰坡上危石、浮土，冬季应清理积雪和挂冰，保持洞口边沟和截（排）水沟完好、通畅，修复洞口挡土墙、护坡、排水设施等构造物轻微损坏。（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。第35页（3）路面：及时清除隧道内外路面上塌落物，及时修复、更换损坏设施；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完好，发觉破损及时修复；（5）人行道或检修道：维护人行道或检修道完好和通畅，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有关设备外观及一般运行状态进行，通过观测外观异常、声响、发热、气味、火花等现象，及时发觉设备故障。第36页（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行提供照明服务设施。2）照明设施日常检查主要是对设施使用及损坏情况进行巡查登记以及更换和维修。（3）通风设施：1）通风设