隧道常見病害及維修養(yǎng)護ppt課件

1、隧道是鐵路線路穿越山嶺的主要手段，在運營中常常會出現(xiàn)對隧道安全運營有重要影響和威脅的病害。在隧道運營階段要及時檢查、發(fā)現(xiàn)病害，分析病害成因，采用合理的整治和維護方法。這樣，才能保證鐵路隧道工程的安全、暢通運營,隧道工程,隧道常見病害及維修養(yǎng)護,學習目的： （1）了解隧道的常見病害種類； （2）掌握隧道常見病害的維修； （3）掌握隧道的養(yǎng)護要點,一、隧道常見病害種類,隧道病害根據(jù)成因的不同主要可分為以下四類 1、水害 2、襯砌裂損 3、襯砌腐蝕 4、隧道凍害等 隧道水害中分涌水、漏水、滴水、滲水和潤水；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,1.1

2、 隧道水害,隧道水害是指在隧道修建和運營過程遇到的水的干擾和危害，是最常見的隧道病害。主要指圍巖的地下水和地表水以滲漏或涌出的形式進入隧道內(nèi)造成的危害。隧道滲漏水對隧道穩(wěn)定、洞內(nèi)設施、行車安全、地面建筑和隧道周圍環(huán)境產(chǎn)生諸多不良影響，降低使用壽命，威脅運營安全。輕則造成洞內(nèi)空氣潮濕，影響施工人員身體健康，機械設備銹蝕，絕緣設備失效，電路短路，漏電傷人；重則導致人員傷害，沖毀洞內(nèi)機械設備，形成塌方，淹沒工作面，中斷施工，造成重大經(jīng)濟損失,1.2隧道水害維修措施,注漿堵水； 向襯砌背后圍巖注漿； 向襯砌內(nèi)部注漿； 向基底注漿； 增設內(nèi)防水層。 內(nèi)防水層雖然不能阻止水流進入襯砌內(nèi)，但可阻止水流進入隧

3、道內(nèi)。增設內(nèi)防水層的方式有3種：刷涂；刮壓；噴涂,隧道治水的具體措施就是“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”，使之既能自成體系，又能互相配合，形成一個完整的隧道治水體系,2.1襯砌裂損,隧道襯砌是承受地層壓力、防止圍巖變形坍落的工程主體建筑物。地層壓力的大小，主要取決于工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和圍巖的物理力學特性，同時與施工方法、支護襯砌是否及時和工程質(zhì)量的好壞等因素有關。由于形變壓力作用、松動壓力作用、地層沿隧道縱向分布及力學性態(tài)的不均勻作用、溫度和收縮應力作用、圍巖膨脹性或凍脹性壓力作用、腐蝕性介質(zhì)作用、施工中人為因素、運營車輛的循環(huán)荷載作用等，使隧道襯砌結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生裂縫和變形，統(tǒng)稱為隧

4、道襯砌裂損病害。 襯砌裂損變形的主要危害有：降低襯砌結(jié)構(gòu)對同巖的承載能力；使隧道凈空變小，侵入建筑限界，影響車輛安全通過；拱部襯砌掉塊，影響行車和人身安全；裂縫漏水，造成洞內(nèi)設施銹蝕，道床翻漿；鋪底和仰拱破損，基床翻漿、線路變形,襯砌裂損的類型,一）襯砌變形 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 。 （二）襯砌移動 襯砌移動是指襯砌的整體或其中一部分出現(xiàn)轉(zhuǎn)動（傾斜）、平移和下沉（或上抬）等變化，也有縱向與橫向移動之分 如下圖,隧道襯砌縱向移動的基本形態(tài),隧道襯砌橫向移動的基本形態(tài),續(xù)上表,三）襯砌開裂 襯砌開裂是指襯砌表

5、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 錯臺三種,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 應力方向正交，縫寬由表及里 逐漸變窄。如圖右所示,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 重時受壓區(qū)表面產(chǎn)生魚鱗狀碎 片（中間厚，四周?。﹦兟涞?塊等現(xiàn)象，如右圖所示,3錯臺 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 切方向有錯動，即形成錯臺 如圖所示,襯砌裂損的形式,襯砌沿縱向剪斷,2.2隧道損裂維修,一、穩(wěn)固巖體 1、治水穩(wěn)固巖體 地下水的浸泡與活

6、動對各種圍巖的穩(wěn)定性消弱最大。通過疏干圍巖含水，堅決地采取治水措施是穩(wěn)固巖體的根本措施之一。 2、錨桿加固巖體； 對較好的巖體（小于級），自襯砌內(nèi)側(cè)向圍巖內(nèi)打入一定數(shù)量和深度（35m）的金屬錨桿、砂漿錨桿，可以把不穩(wěn)定的巖塊固定在穩(wěn)定的巖體上，提高破碎圍巖的黏結(jié)力,3、注漿加固巖體； 通過向破碎松動的巖體壓入水泥漿液和其它化學漿液（如鉻木素、聚氨酯等），加固圍巖。 4、支擋加固圍巖； 對靠山、沿河偏壓隧道或滑坡地帶，除治水穩(wěn)固山體外，尚可采用支擋措施，包括設支擋墻、錨固沉井、錨固鉆（挖）孔樁等來預防山體失穩(wěn)與滑坡，這種工程措施只能用于洞外整治 5、回填與換填,如果襯砌外周圍存在著各種大小空隙（

7、如超挖而沒有回填等），要采取回填措施，用砂漿或混凝土將圍巖空隙回填密實。如果隧底存在厚度不大的軟弱不穩(wěn)定的巖體或有不穩(wěn)定的充填物，可以采取換填辦法處理。 二、襯砌更換與加固 1、壓漿加固 （1）圬工體內(nèi)壓漿加固 襯砌裂損發(fā)展非常緩慢或者已呈穩(wěn)定，可以進行圬工體內(nèi)壓漿，一般以壓環(huán)氧樹脂漿為主，并選擇無水季節(jié)施工,2）襯砌背后壓漿加固 主要是針對襯砌的外鼓和整體側(cè)移。在拱后壓漿增加拱的約束 可以起到提高襯砌剛度和穩(wěn)定性的作用，所以一般可以局部應 用，主要在發(fā)生外鼓變形的部位,2嵌補加固 對已呈穩(wěn)定暫不發(fā)展的裂縫，如果不能采取壓漿加固者可 以采取嵌補，即將裂縫修鑿剔深，在縫口處用水泥砂漿、 環(huán)氧樹脂

8、砂漿或環(huán)氧樹脂混凝土進行嵌補。如圖所示,嵌補加固,3噴錨加固 裂損襯砌的所有內(nèi)鼓變形和向內(nèi)移動的裂損部位，采用（預 應力）錨桿加固巖體（如圖8-8所示），可將襯砌與巖體嵌固 在一起，形成一個均勻壓縮帶，以增強圍巖的穩(wěn)定性,錨噴加固,4套拱加固 如果混凝土質(zhì)量差，厚 度不夠，或受機車煤煙侵蝕， 掉塊剝落嚴重，并且拱頂凈 空有富余時，可對襯砌拱部 加筑套拱或全斷面加筑套拱,拱部套拱加固,全斷面套拱加固,5更換襯砌 拱部襯砌破壞嚴重，已喪失承載能力，用其它整治補 強手段難以保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，或者襯砌嚴重侵入限界，采用 其它整治措施有困難時，采用全拱更換，徹底根除病害,6其它加固手段 當僅有墻腳內(nèi)移而不下

9、沉和隧底巖土隆起時，可在 墻基處增設混凝土支撐以擴大基礎，如圖所示。隧底圍 巖軟弱下沉或隧底填充上鼓時，可加設仰拱,墻基混凝土支撐加固,增設仰拱加固,3.1襯砌腐蝕,襯砌腐蝕的種類及危害 1水蝕 主要指襯砌受到地下水的作用而產(chǎn)生的腐蝕。一般發(fā)生在隧道 的拱部、邊墻、仰拱、排水溝和電纜槽等各部位。 （1）溶出型侵蝕 （2）硫酸鹽侵蝕 （3）鎂鹽和氨化物的侵蝕,2煙蝕 主要是指在蒸汽機車牽引的區(qū)段，其產(chǎn)生的“煙霧”對襯砌 混凝土產(chǎn)生的侵蝕，分為化學性侵蝕和機械性侵蝕,3凍蝕 凍蝕是指在嚴寒地區(qū)的隧道，混凝土襯砌由于凍融交替產(chǎn)生 的侵蝕,4骨料溶脹 骨料溶脹指襯砌混凝土中的粗、細骨料中含有遇水 溶解

10、和膨脹的材料而造成的對襯砌的侵蝕,3.2襯砌腐蝕維修,1）制作防蝕層 （2）伸縮縫、變形縫防蝕 （3）已腐蝕襯砌的加固與翻修,4.1隧道凍害,一、凍害的種類 1冰柱、冰溜子 滲漏的地下水通過混凝土裂縫逐漸滲出，在滲出點出口處受低溫影響積成冰柱，尤其在施工接縫處滲水點多，結(jié)晶明顯，累積十至幾十厘米厚的冰溜子（又稱為掛冰）。如不清理，冰溜子越積越大，侵入限界，危及行車安全。 拱部滲漏逐漸形成冰柱子（冰葫蘆），一般地區(qū)僅僅是影響限界。 隧道排水溝槽設施，保溫不良引起冰凍稱冰塞子。水溝地下排水困難，因結(jié)冰堵塞，使水溝（管或槽）凍裂破損，地下水不易排走，襯砌周邊因水結(jié)冰而凍脹，致使隧道內(nèi)各種凍害接踵而來

11、,2襯砌發(fā)生冰楔 隧道砌筑在圍巖良好地段，一旦襯砌壁后有空隙， 滲透巖層的地下水，在排水不通暢時水就積在襯砌與壁后圍 巖間，結(jié)冰凍脹產(chǎn)生冰凍壓力，傳遞給襯砌,3圍巖凍脹破壞 （1）隧道拱部襯砌發(fā)生變形與開裂 （2）隧道邊墻變形嚴重 （3）隧道內(nèi)線路凍害 （4）襯砌材料凍融破壞 （5）隧底凍脹和融沉,4.2隧道凍害整治,一）綜合治水 （二）更換土壤 （三）保溫防凍 （1）在隧道內(nèi)加筑保溫層 （2）降低水的冰點 （3）供熱防凍 （四）防止融塌,五）結(jié)構(gòu)加強 （1）加大側(cè)向拱度，使拱軸線能更好地抵抗側(cè)向凍脹。 （2）拱部襯砌厚度增加，一般加厚10左右。 （3）提高襯砌混凝土標號或采用鋼筋混凝土。 （

12、4）隧底增設混凝土支撐,隧道的養(yǎng)護要點,一、運營狀態(tài)監(jiān)視 二、檢查以便及時發(fā)現(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的病害 經(jīng)常檢查、定期檢查、特別檢查和限界檢查等。 1、土建結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護 （1）洞口：及時清除洞口邊仰坡上的危石、浮土，冬季應清理積雪和掛冰，保持洞口邊溝和截（排）水溝的完好、暢通，修復洞口擋土墻、護坡、排水設施等結(jié)構(gòu)物的輕微損壞。 （2）洞身：隧道出現(xiàn)襯砌起層或剝離，應及時加以清除或加固；對襯砌的滲漏水，可將水流引入邊溝排除；冬季應及時清除洞頂掛冰等,3）路面：及時清除隧道內(nèi)外路面上的塌落物，及時修復、更換損壞的設施；路面積水或結(jié)冰；冬季應及時清除洞口處積雪。 （4）排水設施：維護隧道內(nèi)外排水設施的完好，發(fā)現(xiàn)破損及時修復； （5）人行道或檢修道：維護人行道或檢修道的完好和暢通，道板如有破損或缺失，應及時修復和補充； 2、機電設施養(yǎng)護 (1)供配電設施：供配電設施日常檢查主要針對變壓器、高低壓配電板及變配電室內(nèi)相關設備外觀及一般運行狀態(tài)進行，通過觀察外觀異常、聲響、發(fā)熱、氣味、火花等現(xiàn)象，及時發(fā)現(xiàn)設備故障,2）照明設施：1）照明設施包括燈具、托架、標志及信號燈和照明線路等為隧道運營提供照明服務的設施。 2）照明設施日常檢查主要是對設施使用及損壞情況進行的巡查登記以及更換和維修。 （3）通風設施：1）通風設施包括流風機、離心風機、射流