某铁路隧道安全现状评价报告

某铁路隧道安全现状评价报告高速列车空气动力对衬砌影响项目概况衬砌安全评价单元和方法衬砌缺陷整治方案概述安全评价主要结论衬砌缺陷（病害）安全等级评定汇报提纲一、二、三、四、五、六、第一部分项目概况一、项目概况XXX铁路客运专线，自XXX起，经贵州黔南苗族布依族自治州，广西桂林、贺州、广东肇庆、佛山至广州的广州南站。全线总长857公里，其中广东、广西和贵州境内分别为207.5、348.5和301公里。设计标准为双线电气化客运专线，基础设施设计速度（土建设计速度）为300km/h的无砟铁路(其中，枢纽地段贵阳-龙里和肇庆-广州为250~300km/h的有砟铁路）。本报告评价范围包括贵州境内的65座隧道，其中XX局1标：22座（50.5km）、XX局2标：21座（61km）、XX局3标：15座（44.9km）、XX局4标：7座（28km）。一、项目概况隧道支护结构除部分明洞段外，其余均按复合式衬砌设计，针对Ⅲ~Ⅴ级围岩分别设计，其中Ⅲ级围岩按埋深设计；Ⅳ、Ⅴ级围岩按埋深、加强（浅埋、偏压）设计，具体设计参数见下表。

衬砌类型支护参数Ⅲ级Ⅳ级A型Ⅳ级B型Ⅴ级Ⅴ级I型Ⅴ级II型初支C25喷砼拱墙122525282828仰拱-1010282828钢筋网部位拱墙拱墙拱墙拱墙拱墙拱墙规格型号Ф6@25×25cmФ6@20×20cmФ6@20×20cmФ8@20×20cmФ8@20×20cmФ8@20×20cm锚杆部位拱墙拱墙拱墙拱墙拱墙拱墙规格间距3.0m@1.2×1.5m3.5m@1.2×1.2m3.5m@1.2×1.2m4.0m@1.2×1.0m4.0m@1.2×1.0m4.0m@1.2×1.0m二衬拱墙厚度40cm45cm45cm50cm50cm55cm型号C35&C35&C35※C35※C35※C35※仰拱厚度50cm55cm55cm60cm60cm65cm型号C35C35C35※C35※C35※C35※XX铁路隧道复合式衬砌支护类型表注：&表示钢纤维砼；※表示钢筋砼一、项目概况依据XX铁路工程指挥部（施工方）所提供的前期介入调查问题库资料（隧道工程）可知，隧道的缺陷类型主要是裂缝、空洞、施工缝缺陷（空响、掉块等）、渗漏水、剥落掉块、表观缺陷（露筋、蜂窝麻面、表面异物等）等。空洞（拱顶）裂缝（边墙）一、项目概况剥落掉块渗水施工缝掉块露筋一、项目概况标段名称隧道总数缺陷类型LKBSGSWGGTJ-12217281986971720221636GGTJ-221138810625784686447839GGTJ-315702459390140107510GGTJ-47371192149514120337汇总6541891911181470608952322依据XX铁路工程指挥部（施工方）所提供的前期介入调查问题库资料（隧道工程），将各标段中隧道拱墙出现的各类缺陷汇总如下：隧道衬砌缺陷汇总表注：L-裂缝、K-空洞、B-剥落掉块、SG-施工缝缺陷、S-渗漏水、W-外观缺陷第二部分衬砌安全评价单元和方法二、衬砌安全评价单元和方法明确隧道衬砌缺陷的严重程度，对整治后的隧道衬砌拱墙结构的安全状态进行评价，确认是否满足设计和规范要求。

评价目的

评价单元划分主要根据《铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定》和（施工方）所提供的前期介入调查问题库资料（隧道工程），并综合考虑隧道工程地质条件将隧道划分成小单元，再综合评定。二、衬砌安全评价单元和方法

安全评价流程

采用安全定级法对隧道衬砌拱墙部分进行安全评价；参考《铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定》，结合隧道缺陷（病害）情况制定量化标准。

衬砌缺陷（病害）量化指标4二、衬砌安全评价单元和方法缺陷类型：衬砌厚度不足、衬砌脱空、衬砌裂缝、衬砌渗漏水等

在衬砌缺陷、病害定级基础上，综合考虑围岩级别、地下水情况及对行车安全的影响，将衬砌划分为完好（D）、轻微（C）、较严重（B）、严重（A1）、极严重（AA）五个等级。二、衬砌安全评价单元和方法质量缺陷等级AAA1BC分级依据空洞r≥50cma≥7m220≤r<50cm3≤a<7m210≤r<20cma<3m2r<10cm不密实—20≤r<50cm3≤a<7m210≤r≤20cma<3m2r<10cm衬砌厚度不足缺陷分级标准缺陷项目缺陷等级严重程度01234完好轻微较严重严重极严重衬砌厚度不足1＞h1/h≥0.90无Lc不限———0.90＞h1/h≥0.75Lc＜5Lc≥5——0.75＞h1/h≥0.60—Lc＜5Lc≥5—h1/h＜0.60——Lc＜5Lc≥5衬砌背后脱空或不密实缺陷分级标准注：h1表示衬砌检测厚度，h表示衬砌设计厚度，Lc表示测线连续长度注：r表示空洞或不密实的径向尺寸；a表示空洞或不密实，不密实指脱空径向尺寸小于10cm二、衬砌安全评价单元和方法质量缺陷等级缺陷项目AAA1BC裂缝—&：1mm≤s※：2mm≤s

&：0.2≤s≤1mm或1mm≤s、L≤3m；※：0.2≤s≤2mm或2mm≤s、L≤3ms≤0.2mm渗漏水拱部漏水直击接触网，影响正常运营拱部滴水成线、边墙淌水流泥拱部有滴水、边墙有淌水拱部有季节性滴水、边墙有季节性淌水剥落掉块—位于拱部位于边墙—表观缺陷——位于拱部位于边墙其他缺陷分级标准注：s表示裂缝宽度，L表示裂缝长度二、衬砌安全评价单元和方法隧道衬砌安全等级评定标准

安全等级项目DCBA1AA完好轻微较严重严重极严重衬砌病害等级无病害1222333444衬砌缺陷等级无缺陷1211*3*4*321*2*4*431*2*3*围岩级别

Ⅳ~Ⅵ

Ⅳ~Ⅵ

Ⅳ~Ⅵ

地下水状况

发育

发育

发育

对行车安全的影响

尚无影响缺陷有发展；可能产生影响缺陷发展较快，存在危及行车安全可能缺陷已危及行车安全注：表中当衬砌缺陷等级为注有“*”者的等级时，该段衬砌安全等级应通过综合判释确定第三部分衬砌缺陷整治方案概述三、衬砌缺陷整治方案概述衬砌表面异物（隧整01）衬砌施工缝缺陷（隧整02、03）衬砌脱空（隧整04、05、06）衬砌渗漏水（隧整11）衬砌裂缝（隧整07、08、09、10）整治方案三、衬砌缺陷整治方案概述对于隧道衬砌表面出现异物（露筋，木块）、蜂窝麻面，剥落掉块等缺陷进行修补，清理后采用砂轮机打磨平顺。隧整01整理前整理后三、衬砌缺陷整治方案概述对于衬砌砼环向施工缝掉块（碴）缺陷，空洞、裂损部位全部清除，中埋式止水带外衬砌厚度小于7cm的砼全部清除；视凿槽深度、宽度采取切口打磨或喷射砼嵌补方案处理。当凿除深度或宽度不大于10cm时，对槽口打磨平顺。若糟深度、宽度均大于10cm，则采用喷射砼嵌补方案（隧整02）。隧整02槽口打磨处理喷射砼嵌补处理三、衬砌缺陷整治方案概述对于衬砌钢筋砼环向施工缝掉块（碴）、空洞缺陷，其处理方法和原则基本与衬砌砼施工缝缺陷整治方案（隧整02）相同，二者主要区别在于衬砌钢筋砼凿槽采用喷射砼嵌补方案时其深度、宽度均大于15cm。隧整03槽口打磨处理喷射砼嵌补处理三、衬砌缺陷整治方案概述对于衬砌空洞且砼厚度大于20cm或钢筋砼厚度大于30cm（或厚度不足30cm但钢筋已被混凝土有效握裹）的缺陷，采用间歇式无收缩浆材回填灌（注）浆处理（隧整04）。隧整04注浆处理图注浆孔分布平展图三、衬砌缺陷整治方案概述对于衬砌空洞且砼厚度小于20cm的缺陷，采用开"天窗"方式补强加固，通过开“天窗”模筑微膨胀细石砼后实施锚网喷覆盖加强（隧整05）。隧整05处理横断面图处理平面图三、衬砌缺陷整治方案概述对于衬砌空洞且钢筋砼厚度小于30cm（钢筋未被有效握裹）的缺陷，采用开“天窗”方式补强加固，通过开“天窗”模筑微膨胀细石砼后，实施钎钉网喷砼覆盖加固（隧整06）。隧整06处理横断面图处理平面图三、衬砌缺陷整治方案概述对于宽度大于1mm、长度大于3m的衬砌砼表面纵向裂缝，采用骑缝锚杆进行补强加固（隧整07）。隧整07骑缝锚杆布置图喷层示意图三、衬砌缺陷整治方案概述对于宽度大于2mm、长度大于3m的钢筋砼衬砌表面裂缝，采用钎钉网喷进行补强加固（隧整08）。隧整08钎钉布置图喷层示意图三、衬砌缺陷整治方案概述对于宽度为0.2mm≤s≤1mm，或宽度大于1mm但长度小于3m的衬砌砼表面纵向裂缝、及宽度为0.2mm≤s≤2mm，或宽度大于2mm但长度小于3m的钢筋砼表面纵向裂缝，采用贴嘴灌注环氧树脂方法进行处理（隧整09）。隧整09注浆平面示意图注浆剖视图三、衬砌缺陷整治方案概述对于宽度小于0.2mm的衬砌表面纵向裂缝，采用涂刷环氧树脂进行封缝处理（隧整10）。隧整10环氧树脂封缝处理平面图三、衬砌缺陷整治方案概述对衬砌施工缝、裂缝渗漏水及区域渍水，采取灌浆堵水措施，必要时凿槽埋管引水（隧整11）。隧整11裂缝、施工缝渗水处理平面图处置方案剖视图第四部分衬砌缺陷安全等级评定四、衬砌缺陷（病害）安全等级评定本次评估报告涉及的隧道共65座，依据施工方提供的隧道衬砌质量缺陷及缺陷整治资料，参考《铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定》标准并结合缺陷实际情况，对每一处缺陷工点进行等级评定。在评价单元方面，根据缺陷工点的分布情况对隧道进行区段划分，并综合考虑隧道工程地质、水文地质及对行车的影响评定每一区段的衬砌缺陷等级，在此基础上进行每座隧道的整体缺陷等级评价。四、衬砌缺陷（病害）安全等级评定以XXX隧道为例详细叙述隧道衬砌缺陷等级评定的流程，XXX隧道全长约1781m，最大埋深约180m。依据XX局集团有限公司XX铁路工程指挥部（施工方）所提供的前期介入调查问题库资料（隧道工程），XX隧道存在影响线路开通的衬砌质量缺陷类型主要有空洞（13处）、裂缝（73处）、剥落掉块（39处）、渗漏水（3处）及表观缺陷（37处）（如蜂窝麻面、露筋、衬砌表面异物）等。4.1

隧道衬砌质量缺陷统计及评级四、衬砌缺陷（病害）安全等级评定4.1

隧道衬砌质量缺陷统计及评级XX隧道各里程段缺陷统计情况及评级序号缺陷里程（洞身标）缺陷类型缺陷描述缺陷等级10-40B、W共2处剥落掉块：B1、B2；蜂窝麻面2处：W1、W2A1240-110B、W共4处剥落掉块：B3-B6；蜂窝麻面5处：W3-W7A13110-150B、L共3处剥落掉块：B7-B9；裂缝1处：L1A14150-190B、K共2处剥落掉块：B10、B11；空洞1处：K1A15190-230B、L共4处剥落掉块：B12-B15；裂缝2处：L2、L3A16230-270B、L共1处剥落掉块：B16；裂缝3处：L4-L6A17270-340B、L、W共6处剥落掉块：B17-B22；裂缝3处：L7-L9；蜂窝麻面1处：W8A18340-380B、L、S共3处剥落掉块：B23-B25；裂缝5处：L10-L14；渗漏水1处：S1B9380-410B、L共1处剥落掉块：B26；裂缝1处：L15A110410-460L、W共裂缝3处：L16-L18；蜂窝麻面1处：W9A111460-520B、L、W、K共3处剥落掉块：B27-B29；裂缝4处：L19-L22；蜂窝麻面3处：W10-W12；空洞1处：K2A112520-590B、L、K、W共1处剥落掉块：B30；空洞1处：K3；裂缝6处：L23-L28；表观缺陷1处：W13A1四、衬砌缺陷（病害）安全等级评定4.1

隧道衬砌质量缺陷统计及评级续上表13590-630B、L共2处剥落掉块：B31、B32；裂缝3处：L29-L31B14630-660B、L、W共1处剥落掉块：B33；裂缝1处：L32；表观缺陷1处：W14A115660-720L、W共裂缝3处：L33-L35；蜂窝麻面1处：W15A116720-760B、L、W共1处剥落掉块：B34；裂缝4处：L36-L39；表观缺陷2处：W16、W17A117760-810B、W共1处剥落掉块：B35；空洞1处：K4；表观缺陷1处：W18A118810-840B、L、W共1处剥落掉块：B36；裂缝2处：L40、L41；表观缺陷1处：W19B19840-870B、L、W共1处剥落掉块：B37；裂缝2处：L42、L43；表观缺陷1处：W20A120870-910L、W共裂缝3处：L44-L46；蜂窝麻面1处：W21B21910-960--D22960-990--D23990-1030B、K、L共2处剥落掉块：B38、B39；裂缝5处：L47-L51；空洞1处：K5AA241030-1080L共裂缝4处：L52-L55B251080-1120L共裂缝1处：L56B261120-1180L共裂缝5处：L57-L61A1四、衬砌缺陷（病害）安全等级评定4.1

隧道衬砌质量缺陷统计及评级续上表271180-1210L共裂缝1处：L62B281210-1260--D291260-1330K、L、S、W共1处空洞：K6；裂缝4处：L63-L66；渗漏水2处：S2、S3；表观缺陷1处：W22A1301330-1400L、W共裂缝2处：L67、L68；表观缺陷2处：W23、W24A1311440-1500L、S、SG、W共裂缝1处：L69；渗漏水2处：S4；施工缝缺陷1处：SG1；表观缺陷2处：W25、W26B321500-1540K、W共2处空洞：K7、K8；表观缺陷4处：W27-W30B331540-1580SG、W共施工缝缺陷1处：SG2；表观缺陷1处：W31A1341580-1610W共表观缺陷1处：W32B351610-1650K、L、W共3处空洞：K9-K11；裂缝2处：L70、L71；表观缺陷2处：W33、W34A1361710-1760L、W共裂缝2处：L72、L73；表观缺陷3处：W35-W37A1371760-1781K共3处空洞：K12-K14A1根据相关规范将隧道划分成37段小单元，其中有1段安全等级为极严重，22段为严重，11段为较严重，3段完好（未发现缺陷），整治前该隧综合缺陷等级为极严重。四、衬砌缺陷（病害）安全等级评定XX隧道洞身标1009（DK190+758）处严重空洞缺陷，开天窗后模筑细石砼加固（隧整05），缺陷整治现场照片如下。4.2隧道衬砌质量缺陷整治现场实施整治前钢筋绑扎注浆整治后四、衬砌缺陷（病害）安全等级评定（1）现场检查4.3缺陷整治效果确认（a）厚度检查（b）回弹实验四、衬砌缺陷（病害）安全等级评定（2）室内实验4.3缺陷整治效果的确认注浆材料采用水灰比为0.32，并掺入北京纽维逊建筑工程技术有限公司生产的CGM-11型压浆剂，试块在20±3oC的室内环境养护28d，尺寸为70.7mm×70.7mm×70.7mm，该配合比的注浆材料试样组养护28d时的抗压强度可满足设计要求。材料试件序号承压面积抗压强度fcu（Mpa）单块值组值水灰比0.32（掺注浆剂）14998.49mm251.552.0250.9351.3453.9551.9注浆材料抗压强度试验结果四、衬砌缺陷（病害）安全等级评定（2）室内实验4.3缺陷整治效果的确认C40高性能细石膨胀砼的试块尺寸为150mm×150mm×150mm，试块在20±3oC的室内环境养护56d，可知抗压强度可满足设计要求。材料试件序号承压面积抗压强度fcu（Mpa）单块值组值C40细石砼122500mm246.247.0247.1347.8注浆材料抗压强度试验结果四、衬砌缺陷（病害）安全等级评定4.4典型缺陷工点整治数值分析选取XX隧道里程为DK190+243处典型空洞缺陷进行数值分析，该处衬砌拱顶空洞，破检后发现空洞面积为1.0mx1.0m，混凝土厚34cm，脱空12cm。该处隧道围岩级别为IV级，埋深约50m，断面支护为IV级复合式衬砌，二衬设计为厚45cm的C35钢筋混凝土。整治前后受力情况如下。整治前轴力整治后轴力整治前弯矩整治后弯矩四、衬砌缺陷（病害）安全等级评定4.4典型缺陷工点整治数值分析整治前缺陷位置（拱顶）最大轴力为1836KN，最大弯矩为95.62KN•m；整治后拱顶最大轴力为1744KN，最大弯矩为-16.56KN•m;整治后衬砌结构受力更加合理，且缺陷处衬砌厚度增加，使得衬砌结构安全性提高。当拱顶空洞且衬砌厚度不足时，安全系数低(2.5)，采用相应方案整治后该点安全系数得到较大提高(4.93)，可满足规范设计要求。项目弯矩(KN•m)轴力(KN)安全系数处理前95.6218362.5处理后-16.5617444.93整治前后衬砌拱顶安全系数四、衬砌缺陷（病害）安全等级评定4.5衬砌缺陷等级分段评定参考《铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定》，在隧道缺陷整治情况的调研基础上，综合隧道围岩级别及地下水的情况，对整治后各里程段衬砌缺陷安全等级进行重新评定。整治前隧道划分的37段中有1段安全等级为极严重，22段为严重，11段为较严重，3段完好（未发现缺陷），整治前该隧综合缺陷等级为极严重。对缺陷工点采用对应的整治方案进行处理后，各里程段缺陷等级降低为轻微，全隧安全等级为轻微。四、衬砌缺陷（病害）安全等级评定4.5衬砌缺陷等级分段评定等级分段号单元段位置区段衬砌缺陷等级评定指标缺陷等级(整治前)缺陷等级(现阶段)围岩级别地下水情况对行车安全影响第1段0-40Ⅴ级发育有危及行车可能严重轻微第2段40-110Ⅴ级发育有危及行车可能严重轻微第3段110-150Ⅳ、Ⅴ级发育有危及行车可能严重轻微第4段150-190Ⅳ级发育有危及行车可能严重轻微第5段190-230Ⅳ级发育有危及行车可能严重轻微第6段230-270Ⅳ级发育有危及行车可能严重轻微第7段270-340Ⅳ级发育有危及行车可能严重轻微第8段340-380Ⅳ级发育有危及行车可能严重轻微第9段380-410Ⅳ级发育有危及行车可能严重轻微第10段410-460Ⅳ级发育尚未影响较严重轻微第11段460-520Ⅳ级发育有危及行车可能严重轻微第12段520-590Ⅳ级发育有危及行车可能严重轻微XX隧道安全等级评定表四、衬砌缺陷（病害）安全等级评定4.5衬砌缺陷等级分段评定续上表第13段590-630Ⅲ级发育有危及行车可能严重轻微第14段630-660Ⅲ级发育有危及行车可能严重轻微第15段660-720Ⅲ级发育尚未影响较严重轻微第16段720-760Ⅲ级发育无影响完好完好第17段760-810Ⅲ级发育有危及行车可能严重轻微第18段810-840Ⅲ级发育有危及行车可能严重轻微第19段840-870Ⅲ级发育有危及行车可能严重轻微第20段870-910Ⅲ级发育有危及行车可能严重轻微第21段910-960Ⅲ级发育尚未影响较严重轻微第22段960-990Ⅲ级发育无影响完好完好第23段990-1030Ⅲ级发育有危及行车可能极严重轻微第24段1030-1080Ⅲ级发育尚未影响较严重轻微第25段1080-1120Ⅲ级发育尚未影响较严重轻微第26段1120-1180Ⅲ级发育尚未影响较严重轻微四、衬砌缺陷（病害）安全等级评定4.5衬砌缺陷等级分段评定续上表第27段1180-1210Ⅲ级发育尚未影响较严重轻微第28段1210-1260Ⅲ级发育无影响完好完好第29段1260-1330Ⅲ~Ⅴ级发育有危及行车可能严重轻微第30段1330-1400Ⅲ、Ⅳ级发育尚未影响较严重轻微第31段1440-1500Ⅳ级发育有危及行车可能严重轻微第32段1500-1540Ⅳ、Ⅴ级发育有危及行车可能严重轻微第33段1540-1580Ⅴ级发育尚未影响较严重轻微第34段1580-1610Ⅴ级发育尚未影响较严重轻微第35段1610-1650Ⅴ级发育有危及行车可能严重轻微第36段1710-1760Ⅴ级发育尚未影响较严重轻微第37段1760-1781Ⅴ级发育有危及行车可能严重轻微4.6评价结论四、衬砌缺陷（病害）安全等级评定（1）前期介入联合检查结果显示，该隧缺陷等级为极严重，有危及行车可能，故有必要采用相应措施进行缺陷整治。（2）相关方现场查验结果显示，缺陷整治方案与整治施工可达到设备管理方的消缺要求，说明专项整治方案有效可行。在严格按照专项方案进行缺陷整治情况下，相应缺陷在整治后其等级可降为轻微，不至于危及行车安全。（3）对于隧道内存在的多处空洞缺陷（多位于拱顶），需在后期隧道运营中对所在位置及前后区域加强观察、监控。（4）此次未发现缺陷的区域应加强后期隧道运营的维护工作。四、衬砌缺陷（病害）安全等级评定依据施工方提供的隧道衬砌质量缺陷及缺陷整治资料，参考《铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定》标准并结合缺陷实际情况，对65座隧道评级，汇总如下：标段名称缺陷等级(整治前)缺陷等级(现阶段)GGTJ-15座缺陷等级为极严重；17座缺陷等级为严重缺陷等级全部为轻微GGTJ-24座缺陷等级为极严重；17座缺陷等级为严重缺陷等级全部为轻微GGTJ-34座缺陷等级为极严重；11座缺陷等级为严重缺陷等级全部为轻微GGTJ-42座缺陷等级为极严重；5座缺陷等级为严重缺陷等级全部为轻微隧道评级汇总表第五部分高速列车空气动力对衬砌影响五、高速列车空气动力对衬砌的影响列车在隧道内高速运行时会产生较大的空气动力效应，并且缺陷处的表面不平顺会使衬砌受列车长期的拉压效应更明显，易产生疲劳破坏，故分析空气的