（高清版）JTGT 5440-2018 公路隧道加固技術規(guī)范

中華人民共和國行業(yè)推薦性標準公路隧道加固技術規(guī)范實施日期：2019年05月01/日人民交通出版社股份有限公司第89號2018年12月25日2018年12月28日印發(fā)根據(jù)交通運輸部《關于下達2009年度公路工程標準制修訂項目計劃的通知》(廳公路字〔2009〕190號)要求，由中交第一公路勘察設計研究院有限公司作為主編單位承擔《公路隧道加固技術規(guī)范》的制定工作。我國已建成的公路隧道中，由于各種因素的影響，部分隧道在使用過程中出現(xiàn)了襯砌滲漏水、開裂等多種病害，不同程度地影響了隧道的行車安全及使用年限，需進行加固維修甚至拆除重建。本規(guī)范立足于國內公路隧道加固設計、施工方面成熟的經驗，同時借鑒吸收國外的經驗和技術進行編制，基于成熟理論、可靠方法和可行工藝，并充分考慮與其他相關標準、規(guī)范相協(xié)調，使本規(guī)范具有科學性和實用性。本規(guī)范包括27章和7個附錄。其中，前3章，即1總則、2術語和符號、3基本規(guī)定，是對隧道加固設計、施工技術的總體規(guī)定；第4章～第16章，即4總體設計、5加固材料、6加固計算、7襯砌加固設計、8注漿加固設計、9換拱加固設計、10隧底加固設計、11洞口工程加固設計、12滲漏水處治設計、13裂縫處治與表面缺陷修補設計、14凍害處治設計、15震害及火災病害加固設計、16特殊地質地段隧道處治設計，是對加固設計中采用的材料、結構計算、加固方法等進行規(guī)定；第17章～第27章，即17施工準備與施工組織、18襯砌加固施工、19注漿加固施工、20換拱加固施工、21隧底加固施工、22洞口工程加固施工、23滲漏水處治施工、24裂縫處治與表面缺陷修補施工、25凍害處治施工、26特殊地質地段隧道處治施工、27加固施工監(jiān)控量測，是對加固施工的準備與組織、方法、工藝、過程質量控制、監(jiān)控量測等進行規(guī)定；附錄A加固計算，納入結構加固計算用到的主要方法；附錄B植筋設計，附錄C隔熱防凍層計算，是具體構件的計算方法；附錄D火災檢測方法，附錄E高溫后混凝土、鋼筋強度折減系數(shù)，是火災后對結構受損情況的檢查方法、指標等進行規(guī)定；附錄F植筋施工方法，附錄G錨栓施工方法，是對具體構件的施工方法進行規(guī)定。本規(guī)范由韓常領負責起草第1、3章，田正負責起草第2、5章，秦洲負責起草第4、27章及第15章的火災病害加固設計部分，劉學增負責起草第6章及第7章套拱加固設計部分，王華牢、汪成兵負責起草第7章除套拱加固設計外的其他部分，張武祥負責起草第8章，姜杰負責起草第9、10章，李玉文負責起草第11章，李志厚負責起草第12、13章，陳建勛負責起草第14章，鄧承波負責起草第16章及第15章的震害加固設計部分，劉元泉負責起草第17、18章，王萬平負責起草第19章，宮成兵負責起草第20章，楊彥民、藺虎平負責起草第21章，姚紅志負責起草第22章，雷華負責起草第23章，夏梁斌負責起草第24章，羅彥斌負責起草第25章，顧博淵負責起草第26章。請各有關單位在執(zhí)行過程中，將發(fā)現(xiàn)的問題和意見，函告本規(guī)范日常管理組，聯(lián)系人：韓常領(地址：西安市西高新區(qū)灃惠南路20號華晶商務廣場A座，郵政編碼：710075,電話電子郵箱：sdjgisgf@163.com),以便修訂時參考。主編單位：中交第一公路勘察設計研究院有限公司參編單位：四川省交通運輸廳公路規(guī)劃勘察設計研究院云南省交通規(guī)劃設計研究院山西省交通規(guī)劃勘察設計院中交第一公路工程局有限公司長安大學同濟大學交通運輸部公路科學研究院中交瑞通路橋養(yǎng)護科技有限公司李志厚陳建勛楊彥民夏梁斌顧博淵田正雷華鄧承波汪成兵王萬平姚紅志羅彥斌藺虎平1———1總則 12術語和符號 32.1術語 32.2符號 4 7 4.1一般規(guī)定 4.2加固設計 4.3施工計劃 5加固材料 5.1一般規(guī)定 5.2水泥與混凝土 5.3鋼材 5.4注漿材料 5.6纖維復合材料 5.7膠黏劑 5.8裂縫修補材料 5.9保溫隔熱材料 6.1一般規(guī)定 6.2荷載 6.3計算模型 6.4結構計算 7襯砌加固設計 7.1一般規(guī)定 7.2粘貼纖維復合材料加固設計 7.3粘貼鋼板(帶)加固設計 7.4噴射混凝土加固設計 7.5嵌入鋼架加固設計 公路隧道加固技術規(guī)范(JTG/T5440—2018)2——7.6錨桿加固設計 41——7.7套拱加固設計 8.1一般規(guī)定 448.2圍巖注漿加固設計 8.3襯砌背后空洞注漿加固設計 9換拱加固設計 489.1一般規(guī)定 9.2整體換拱加固設計 9.3局部襯砌更換設計 10.2隧底結構加強設計 10.3隧底地基加固設計 10.4路面滲水處治設計 11.1一般規(guī)定 11.2洞門結構加固設計 11.3洞口邊仰坡加固設計 11.4洞口安全影響區(qū)加固設計 12.2止水法設計 12.3導水法設計 6712.4噴射法、涂層法設計 13.2裂縫處治設計 13.3表面缺陷修補設計 14.3隔熱防凍層設計 —3—15.2震害加固設計 15.3火災病害加固設計 16特殊地質地段隧道處治設計 16.1一般規(guī)定 16.2膨脹巖 16.4巖溶 16.5采空區(qū) 16.6含有害氣體地層 16.7腐蝕性地層 17施工準備與施工組織 17.1施工準備 17.2實施性施工組織設計 17.3施工安全 17.4施工環(huán)境保護 17.5作業(yè)人員的教育和培訓 18襯砌加固施工 18.1一般規(guī)定 18.2粘貼纖維復合材料加固 18.4噴射混凝土加固 18.5嵌入鋼架加固 18.6錨桿加固 18.7套拱加固 18.8施工質量控制 19注漿加固施工 19.1一般規(guī)定 19.2圍巖注漿 19.3襯砌背后空洞注漿 19.4施工質量控制 20換拱加固施工 20.1一般規(guī)定 20.2整體換拱 20.3局部襯砌更換 21隧底加固施工 21.1一般規(guī)定 公路隧道加固技術規(guī)范(JTG/T5440—2018)4——21.2隧底換填 ——21.3增設仰拱、仰拱補強、仰拱加深 21.4樹根樁加固 21.5灰土樁加固 21.6鋼管樁加固 21.7旋噴樁加固 21.8隧底注漿 21.9施工質量控制 22.1一般規(guī)定 22.2洞門結構加固 22.3洞口邊仰坡加固 23滲漏水處治施工 23.1一般規(guī)定 23.2止水法 23.3導水法 23.4噴射法、涂層法 23.5降低水位法 23.6施工質量控制 24.1一般規(guī)定 24.2裂縫處治施工 24.3表面缺陷修補施工 24.4施工質量控制 25凍害處治施工 25.1一般規(guī)定 25.2整體隔熱防凍法 25.3局部保溫導水法 25.4加熱防凍法 25.5保溫排水法 25.6施工質量控制 26.1一般規(guī)定 26.2膨脹巖 26.3黃土 26.4巖溶區(qū) 5——26.5采空區(qū) ——26.6含有害氣體 26.7腐蝕性 27.1一般規(guī)定 27.2地質監(jiān)測 27.3結構狀況觀測 27.4變形監(jiān)測 27.5受力監(jiān)測 27.6振動監(jiān)測 27.7有害氣體監(jiān)測 附錄A加固計算 A.2粘貼鋼板加固法 附錄B植筋設計 B.1設計規(guī)定 B.2錨固計算 附錄C隔熱防凍層計算 附錄D火災檢測方法 附錄E高溫后混凝土、鋼筋強度折減系數(shù) 附錄F植筋施工方法 附錄G錨栓施工方法 G.2施工質量檢驗 11.0.1為規(guī)范、指導公路隧道加固設計與施工，滿足安全適用、技術可靠、經濟合理的要求，制定本規(guī)范。1.0.2本規(guī)范適用于山嶺公路隧道的加固設計與施工。1.0.3隧道加固設計應依據(jù)完整的調查、檢查、評估資料，合理制訂加固方案。條文說明調查資料主要包括設計、施工及運營資料等。檢查資料一般包括經常檢查、定期檢查、應急檢查和專項檢查等資料。1.0.4應按審查通過的設計文件進行隧道加固施工，并根據(jù)監(jiān)控量測等信息實施動態(tài)管理。條文說明首先，隧道結構受力影響因素很多，力學特性非常復雜；其次，山嶺公路隧道是地下工程，隱蔽性強，施工前所掌握的資料可能沒有全面反映病害情況和特征；再次，加固施工也可能會導致次生病害的出現(xiàn)。故規(guī)定加固施工應根據(jù)監(jiān)控量測成果，結合具體情況及時調整設計和施工方案，保證加固工程安全、順利實施，達到預期目標。1.0.5隧道加固施工應遵守國家和行業(yè)安全生產的有關法律法規(guī)，建立健全安全生產管理體系，明確安全責任，嚴格執(zhí)行安全操作規(guī)程，保證施工安全。1.0.6隧道加固應遵守國家和行業(yè)環(huán)境保護的有關法律法規(guī)，節(jié)約用地，減少污染，保護環(huán)境。1.0.7隧道加固應貫徹國家技術經濟政策，積極穩(wěn)妥地采用新技術、新材料、新設備、新工藝。21.0.8隧道加固設計與施工除應符合本規(guī)范的規(guī)定外，尚應符合國家和行業(yè)現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。32術語和符號2.1.1隧道加固tunnelstrengthening對病害隧道的圍巖、結構、構件采取工程措施，使其滿足安全性、耐久性及使用功能要求。采用粘貼纖維復合材料、粘貼鋼板(帶)、噴射混凝土、嵌入鋼架、錨桿、套拱等措施提高原襯砌結構承載能力的方法。沿原襯砌表面增設拱形混凝土結構，與原襯砌形成共同承載體的加固方法。套拱與原襯砌結合成一體時，稱為疊合式套拱；在套拱和原襯砌之間設置防水(保溫)層時，稱為復合式套拱。通過對隧道圍巖或襯砌背后缺陷區(qū)域壓注漿液，提高整體受力性能的加固方法。對原襯砌拱墻結構整體或局部拆除后重新施作的加固方法。清除隧道基底軟化圍巖、虛渣及不合格的仰拱填料后，回填混凝土等材料對隧底進行加固的方法。加大仰拱曲率，改善隧道整體受力狀態(tài)的加固方法。2.1.8洞口安全影響區(qū)securityaffectedareaoftunnelportal隧道洞頂邊仰坡以上，存在落石、滾石、崩塌、滑坡、泥石流、雪崩、水害等現(xiàn)2.1.9導水法waterdiversionmethod在襯砌內部或表面設置導水設施將滲漏水引至排水系統(tǒng)的方法。利用混凝土表層微細裂縫的毛細作用，吸收低黏度且具有良好滲透性的封閉膠，封閉裂縫的方法。以一定的壓力將低黏度、高強度的裂縫修復膠注入縫腔內，進行裂縫修補的方法。2.1.12隧道凍害tunnelfrostdamage在寒冷環(huán)境下產生的隧道襯砌壁面掛冰、路面結冰、襯砌局部剝落等病害。2.1.13隔熱防凍法thermalinsulationanti-freezemethod在襯砌結構內或表面增設保溫隔熱層防止隧道凍害的方法，按在襯砌上設置的范圍不同又可分為局部隔熱防凍法和整體隔熱防凍法。采用加熱措施使排水系統(tǒng)或其他易凍結部位的溫度保持在冰點以上的方法。2.2符號2.2.1材料性能符號E—纖維復合材料的彈性模量；E——鋼板的彈性模量；E?,E——原受力主鋼筋和新增受力主鋼筋的彈性模量；f;——纖維復合材料的抗拉強度設計值；f,f;——分別為新增受力主鋼筋的抗拉強度設計值和抗壓強度設計值；fu——鋼板與混凝土之間的黏結強度設計值；f?——鋼板的抗拉強度設計值；f?,fe——分別為原襯砌和新增混凝土軸心抗壓強度設計值；f,f?——新、舊混凝土軸心抗拉強度設計值；f?,f?——分別為原襯砌受拉區(qū)受力主鋼筋的抗拉強度設計值和受壓區(qū)受力主鋼筋的抗壓強度設計值；f?——原箍筋的抗拉強度設計值；5f,——λ?——第二層襯砌混凝土的導熱系數(shù)；σ,——受拉邊或受壓較小邊的新增受力主鋼筋應力；σ?—原襯砌受拉邊或受壓較小邊受力主鋼筋應力。2.2.2作用效應及承載力符號Mo加固前的彎矩標準值；er——纖維復合材料的拉應變；E混凝土極限壓應變；eo—考慮二次受力影響時，纖維復合材料的滯后應變；ε—加固前彎矩M?作用下，原受拉區(qū)受力主鋼筋的應變值；ε—新增受力主鋼筋位置處，按平截面假定確定的初始應變值；Eo—考慮二次受力影響時，受拉鋼板的滯后應變。2.2.3幾何參數(shù)符號A?,A?——分別為受拉邊或受壓較小邊新增受力主鋼筋截面面積、受壓區(qū)新增受力A,需要粘貼的纖維復合材料的截面面積；A——纖維復合材料的有效截面面積；A——鋼板的截面面積；A?,A?——原襯砌受壓混凝土截面面積和新增受壓混凝土截面面積；A?,A?—對于受彎構件，分別為原襯砌受拉區(qū)和受壓區(qū)受力主鋼筋的截面面積；對于偏心受壓構件，分別為原襯砌受拉邊或受壓較小邊受力主鋼筋的截面面積、受壓邊受力主鋼筋的截面面積；A——同一截面內原箍筋的截面面積之和；a——受拉邊或受壓較小邊新增受力主鋼筋合力點至加固后截面近邊的距離；an,an分別為原襯砌受拉邊或受壓較小邊受力主鋼筋合力點至加固后截面近邊的距離，原襯砌受壓邊或受壓較大邊受力主鋼筋合力點至加固后截面近邊的距離；br——襯砌受拉面粘貼纖維復合材料的總寬度；b?—襯砌受拉面粘貼鋼板的總寬度；e——偏心距；e?——附加偏心距673基本規(guī)定3.0.1隧道加固應按檢查、設計、施工的程序進行，恢復結構安全性、耐久性及使用功能，滿足運營要求。條文中的“恢復”是指，通過加固工程使結構安全性、耐久性及使用功能滿足原設計或加固設計要求。3.0.2隧道加固范圍可為整座隧道或局部段落。對于不宜進行加固的病害隧道，可采取改擴建方案。3.0.3隧道加固后的技術標準應結合公路等級、功能、重要性、隧道病害情況及使用年限等因素，從安全、技術、經濟等方面綜合確定，并應遵循下列原則：1隧道加固不應降低原有技術標準。受技術、經濟條件限制需降低時，應進行可行性論證。經論證可行后，可采用降低一級設計速度的技術標準進行加固設計，并配套相應的交通安全設施。2當公路等級提高，隧道加固技術、經濟上可行時，宜按新技術標準進行加固。3.0.4應結合加固材料性能因素，確定加固結構的使用年限。使用年限到期后，經可靠性鑒定認為該結構工作正常，可繼續(xù)延長其使用年限。隧道的加固材料含有合成樹脂或其他聚合物時，該類物質均有使用年限要求，年限到期后其性能可能降低，導致加固結構不滿足使用要求，故規(guī)定本條。3.0.5加固設計宜按技術設計和施工圖設計兩階段進行。病害機理明確、處理措施簡單的隧道加固工程，也可采用一階段施工圖設計。本規(guī)范關于加固設計階段的名稱及要求，與交通運輸部2018年發(fā)布的《公路養(yǎng)護工程管理辦法》中設計階段的名稱保持一致。本條中“病害機理明確”是指通過掌握的隧道既有技術資料，結合病害情況進行分析，可以明確病害產生主要原因；“處理措施簡單”是指加固所采用的是成熟、有效、施工簡便、經濟的技術措施，并對隧道結構、防排水設施等不會產生不利影響。3.0.6加固施工應包括施工準備、組織實施、工程驗收等程序。施工過程中應收集原始數(shù)據(jù)、資料，做好施工記錄、技術總結及資料歸檔。3.0.7加固施工應結合病害程度、地質條件、運營情況、加固方案等，對施工中可能存在的各種潛在風險進行分析、評估，提出防范對策，制訂必要的突發(fā)事件應急預案，保證施工安全。條文說明若在運營條件下進行加固，需重點分析作業(yè)人員、施工機械與運營車輛間的風險3.0.8加固施工應根據(jù)隧道病害情況、地質條件、原結構技術狀況、加固方案及設計要求等編制監(jiān)控量測方案。條文說明隧道加固施工是對運營隧道缺陷或病害進行處治，與新建施工相比情況更為復雜。進行嚴重病害隧道加固施工時，往往存在一定施工風險，需做好有針對性的監(jiān)控量測，及時發(fā)現(xiàn)加固過程中結構、圍巖及地下水的異常狀況。3.0.9加固施工質量驗收應根據(jù)本規(guī)范及現(xiàn)行《公路工程質量檢驗評定標準第一冊土建工程》(JTGF80/1)等相關規(guī)范中的要求執(zhí)行。條文說明對于隧道加固施工質量驗收，現(xiàn)行《建筑結構加固工程施工質量驗收規(guī)范》(GB50550)、《既有建筑地基基礎加固技術規(guī)范》(JGJ123)等規(guī)范也有相關規(guī)定可以借鑒。3.0.10對病害嚴重、成因復雜的隧道加固施工完成后，宜進行相應監(jiān)測。條文說明本條中“病害嚴重”是指隧道襯砌、隧底、洞口邊仰坡等部位發(fā)育較難處治的病害，已嚴重影響運營安全；“成因復雜”是指隧道病害的產生是多方面綜合因素導致。對于病害嚴重、成因復雜的隧道，加固施工完成后根據(jù)需要進行一段時間的監(jiān)測，不僅使隧道養(yǎng)護技術人員掌握加固工程的效果，還能為以后養(yǎng)護工作積累技術資料。當產生的病害與地下水有緊密聯(lián)系，按設計要求需要監(jiān)測時，一般監(jiān)測時間不少于一個水文年。4總體設計4.1一般規(guī)定4.1.1應按確定的技術標準進行加固設計，加固后的襯砌結構承載力、防排水要求等，應符合現(xiàn)行《公路隧道設計規(guī)范第一冊土建工程》(JTG3370.1)的規(guī)定。條文說明隧道維修加固工程進行襯砌結構加固、防排水維修處治時，需符合現(xiàn)行《公路隧道設計規(guī)范第一冊土建工程》(JTG3370.1)的要求；未進行襯砌結構加固、防排水維修處治時，不受該條限制。4.1.2應從安全、技術、經濟、環(huán)保、交通影響等方面進行加固設計方案比選。隧道病害影響小、處理措施簡單時，可不做方案比選。條文說明隧道加固施工對交通的影響往往不可避免，加固方案的選擇需考慮運營和施工安全問題，盡量減少對交通影響，保證行車和作業(yè)人員的安全。本條中“隧道病害影響小”是指隧道病害不嚴重、易于處治，同時對運營安全影響不明顯；“處理措施簡單”的含義與本規(guī)范3.0.5條文說明中解釋一致。4.1.3對提高原結構承載能力的加固工程應進行結構計算，并應結合工程類比進行條文說明本條中的“提高原結構承載能力”是相對于襯砌結構承載力現(xiàn)狀而言，并非提高原設計襯砌結構承載力值。對于提高原結構承載能力的加固設計，采用結構計算的方法進行定量分析，能夠量化既有結構承載能力及其加固后的安全儲備，分析加固效果；同時考慮到隧道加固工程是實踐性很強的技術工作，類似工程的加固經驗也具有借鑒、指導意義，故要求進行工程類比。4.1.4加固設計需對隧道平、縱面線形進行調整時，調整后的技術指標應符合相關隧道加固時，結合病害處治可能需要對平、縱線形進行適當調整。比如以往加固案例4.2加固設計4.2.1加固設計前，應搜集隧道原設計、施工及運營資料等，并結合檢查、評估成果進行現(xiàn)場復核，掌握隧道技術狀況。加固設計前，搜集隧道既有技術資料，有助于全面掌握隧道的地質條件、結構形式、防排水設施、施工情況、運營情況等，并結合檢查、評估報告中的病害情況，分析判斷病害產生的原因，采取有針對性的處治措施。當資料不完整，不滿足加固設計要求時，尚需采取專項檢查或地質勘察進行完善。進行病害現(xiàn)場復核主要考慮檢查后隧道病害可能會進一步發(fā)展，同時設計人員掌握了發(fā)展情況有助于認識、分析病害情況及發(fā)展趨勢。4.2.2加固設計應包括項目概況、病害情況及成因分析、加固方案、施工計劃等4.2.3應結合公路等級、結構形式、病害情況等，進行加固方案設計。加固方案可由一種或多種處治方法組成，處治方法可按表4.2.3選用。4.2.4加固設計應符合下列規(guī)定：1應根據(jù)隧道地質條件、使用環(huán)境、病害情況，并考慮新舊材料的結合性能、材料性能差異等進行設計。2應減少對原有結構的損傷，新舊結構應連接可靠，整體共同工作。3應減小對原防排水系統(tǒng)的影響，保持防水系統(tǒng)完整，排水系統(tǒng)通暢。4采取多種處治措施時，應明確施工順序。5應與施工方法相結合，明確主要施工工藝及材料性能指標，宜采用施工簡便、工藝成熟、對環(huán)境影響小的方案。公路隧道加固技術規(guī)范(JTG/T5440-2018)表4.2.3隧道加固方法選擇表松弛壓力偏壓地層滑坡膨脹性壓力承載力不足靜水壓凍脹力地震災材料劣化滲漏水襯砌背后空洞襯砌厚度不足無仰拱加固合材料加固☆OO①襯砌網狀裂縫；②襯砌受拉開裂趨于穩(wěn)定；止襯砌拉裂；(帶)加固☆OOO★☆OO☆O★①襯砌開裂、剝離、剝落；②襯砌材料劣化；噴射混凝土☆OOO★☆OO★★★①襯砌開裂、剝離、剝落；②村砌材料劣化；能力，改善受力狀況；加固★☆OO★OO☆☆☆能力錨桿加固★★O★☆O☆OO襯砌混凝土開裂，側壁混凝土擠壓錯臺壓力增大；②平衡、改善襯砌受力狀態(tài)；★☆☆☆★★★★★☆☆★①襯砌嚴重裂損、剝離、剝落；②襯砌材料劣化嚴重；①提高襯砌整體承載能力；總體設計總體設計續(xù)表4.2.3松弛壓力偏壓地層滑坡膨脹性壓力承載力不足靜水壓凍脹力地震災材料劣化滲漏水襯砌背后空洞襯砌厚度不足無仰拱加固★★☆★☆★☆☆☆O①圍巖松弛導致襯砌混凝土開裂、變形；高巖體的抗剪強度和黏結力；O☆★☆★☆①空洞導致襯砌開裂、剝離、剝落；作用均勻，防止圍巖失穩(wěn)；☆☆☆☆★☆O★★★O★①襯砌混凝土嚴重開裂、變形、錯臺隧底加固隧底換填O★☆☆O★★☆O☆①仰拱混凝土開裂，局部破損；能力★OO★★★O☆★①襯砌混凝土開裂，墻腳向內收斂；①改善襯砌整體受力；壓力的抵抗能力★☆★O①仰拱破壞；①改善襯砌整體受力；壓力及承壓水的抵抗能力隧底樁基☆O★☆①路面沉陷、錯臺、開裂；提高地基承載力公路隧道加固技術規(guī)范(JTG/T5440-2018)續(xù)表4.2.3松弛壓力偏壓地層滑坡膨脹性壓力承載力不足靜水壓凍脹力地震炎材料劣化滲漏水襯砌背后空洞襯砌厚度不足無仰拱隧底加固隧底注漿O☆★☆①隧底基礎軟弱、承載力不足；提高地基承載力錨桿(管)☆☆①邊墻不均勻沉降；洞口加固洞門墻加固☆☆☆☆★O斜、錯臺重建洞門☆☆☆☆☆★接長明洞、☆★★洞口有落石、滾石、崩塌、泥石流、雪崩護網★的因素防止落石、滾石、崩塌體等OO☆☆☆★★O★①襯砌滲漏水；①無滲漏水；6措施。7應結合對行車影響、交通量、車道數(shù)、區(qū)域路網情況，合理設計交通組織方案。1本款中“材料性能差異”主要是指不同材料受力時，會產生不同的變形量，通常通過計算確定兩種材料協(xié)同受力情況。2隧道加固不僅要考慮隧道結構特點、荷載作用影響，還要充分理解各種加固方法的作用機理，使新增構件(如粘貼鋼板、噴射混凝土、錨桿、套拱等)與原結構有效組合、共同受力。3防排水系統(tǒng)不通暢或被破壞可能導致一系列問題的產生，比如襯砌承受過大水壓力、襯砌滲漏水、路面滲水等。本規(guī)范中部分加固措施的實施，可能會損壞防水系統(tǒng)或堵塞排水系統(tǒng)，比如襯砌上的錨桿加固會損壞防水板，注漿加固可能堵塞局部排水系統(tǒng)等。方案選擇時，在加固效果均滿足要求的情況下，通常采取對防排水系統(tǒng)影響小的方案。若采取的方案對防排水系統(tǒng)有明顯影響，一般也會采取補救措施實現(xiàn)排水順暢。4部分隧道病害成因復雜，病害也不是獨立存在，往往需采取多種措施進行綜合處治。這種條件下，施工順序是否合理直接關系到加固的效果及施工安全，故本款要求設計文件中要明確。比如：裂縫修補前一般先進行滲漏水的治理；套拱加固前對原襯砌上存在的病害先進行處治；換拱加固時，襯砌拆除前先對圍巖進行加固等。5隧道加固施工限制條件較多，設計人員需熟悉現(xiàn)場情況、施工條件、施工工藝等，避免施工開展困難，故規(guī)定此款。4.2.5隧道加固對鄰近建筑物或設施有影響時，應采取防護、拆除或改遷等措施。4.3施工計劃4.3.1加固設計應提出合理的施工計劃。施工計劃宜包括施工方法、工藝及工序、工期、原有設施保護、交通組織、臨時設施、監(jiān)控量測、環(huán)境保護、注意事項等。4.3.2施工計劃編制應符合下列規(guī)定：1應考慮工程量、施工難易程度及對交通影響程度等因素，確定合理的施工方案和施工進度。2加固施工對機電附屬設施有影響時，應先進行臨時改遷或采取保護措施。3交通組織方案應提出交通導行、管制、應急預案等。4必要時，應根據(jù)加固設計對主要的施工機械設備、洞內外臨時設備的技術指標作出要求。54本款中對施工設備提出技術要求，主要是考慮機械設備對場地條件的適應性及對原結構的損傷情況等方面，比如嵌入鋼架時開槽采取的設備不同，對原襯砌的損傷就不同，設計時要明確機械設備技術指標，減小損傷。4.3.3交通組織方案應符合下列規(guī)定：1中斷交通施工時，應合理利用聯(lián)絡通道、臨時便道、互通立交等進行交通導行。2不中斷交通施工時，應根據(jù)隧道加固作業(yè)的內容與要求、時間和周期、交通量等因素設定作業(yè)控制區(qū)，應按作業(yè)控制區(qū)交通控制標準設置相關的渠化設施，并指派專人負責交通引導。3應結合交通組織方案，制定安全保障措施。5加固材料5.1一般規(guī)定5.1.1加固材料的品種規(guī)格和性能指標，應符合國家、行業(yè)現(xiàn)行相關標準的規(guī)定，并滿足設計要求。5.1.2加固材料應滿足安全、環(huán)保、強度、耐久性的要求。5.2水泥與混凝土5.2.1襯砌加固用水泥應采用強度等級不低于42.5級硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或快硬硅酸鹽水泥；在腐蝕環(huán)境下，應采用滿足要求的特種水泥。襯砌加固對水泥性能有特殊要求時，需選用耐相應環(huán)境因素的特種水泥。例如在硫酸鹽侵蝕環(huán)境下，一般選用抗硫酸鹽型硅酸鹽水泥；在氯離子侵蝕環(huán)境下，一5.2.2模筑混凝土強度等級宜比原結構強度提高一級，且不應低于C25;補償收縮混凝土強度等級不得低于C30,膨脹劑用量宜為30～60kg/m3。提高混凝土強度主要是保證新混凝土具有足夠的承載能力，同時新舊混凝土之間有足夠的黏結強度，以利于整體受力。補償收縮混凝土一般用于襯砌的鑿槽填充、局部嵌5.2.3襯砌加固用噴射混凝土強度等級不應低于C25。5.2.4噴射纖維混凝土除應符合現(xiàn)行《巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術規(guī)范》(GB50086)外，尚應符合下列規(guī)定：1粗集料粒徑不應大于10mm,宜采用連續(xù)級配。2鋼纖維宜采用等效直徑為0.3～0.5mm的方形或圓形斷面，長度宜為20~25mm,長度直徑比宜為40～60,摻量的體積率宜為0.35%～1.5%。3合成纖維可采用聚丙烯腈纖維、聚丙烯纖維、聚酰胺纖維或聚乙烯纖維等，摻量的體積率宜為0.06%～0.25%。用于噴射混凝土增韌作用時，通常摻入較高體積率的鋼纖維；用于噴射混凝土防開裂作用時，通常摻入較低體積率的鋼纖維或合成纖維。5.3.1鋼筋、錨桿品種應符合下列規(guī)定：1鋼筋混凝土中的鋼筋技術條件，應符合現(xiàn)行《鋼筋混凝土用鋼第一部分：熱軋光圓鋼筋》(GB1499.1)、《鋼筋混凝土用鋼第二部分：熱軋帶肋鋼筋》(GB1499.2)的規(guī)定。2錨桿預應力筋宜采用預應力螺紋鋼筋。3植筋應采用熱軋帶肋鋼筋，不得使用光圓鋼筋。1加固時用的HPB300主要作為混凝土構造鋼筋，HRB400、HRB500主要作為混2預應力螺紋鋼筋抗拉強度遠高于普通鋼筋，且連接可靠、構造簡單、便于接長。3植筋采用熱軋帶肋鋼筋，主要是為了使植入鋼筋與混凝土之間有較強的握裹力，5.3.2鋼板、鋼帶、型鋼、鋼管應符合下列規(guī)定：1粘貼鋼板、鋼帶宜采用Q345級鋼材，型鋼、鋼管宜采用Q235級、Q345級鋼材，鋼材的性能應符合現(xiàn)行《碳素結構鋼》(GB/T700)和《低合金高強度結構鋼》2鋼材的性能設計值應按現(xiàn)行《鋼結構設計標準》(GB50017)的規(guī)定采用。3重要結構的焊接構件，應采用Q235-B級、Q345-C級鋼材。1Q345級鋼材抗拉強度較高，制作鋼板、鋼帶時推薦采用。型鋼、鋼管的主要性能受鋼材剛度控制，通常選用Q235級、Q345級鋼材。5.4注漿材料5.4.1注漿材料可采用水泥(砂)漿、水泥-水玻璃漿、超細水泥漿、水溶性聚氨酯漿液、丙烯酸漿液等。5.4.2水泥-水玻璃漿液中的水泥漿應選用普通硅酸鹽水泥配制；水玻璃模數(shù)宜為2.4～3.2,濃度不宜小于40°Bé。制備水泥-水玻璃漿液時，漿液配合比通常根據(jù)注漿要求通過現(xiàn)場試驗確定。水泥漿一般集中制備，水玻璃在使用前加水稀釋至20～35°Bé備用。注漿時通過調整速凝劑、緩凝劑的摻量可使凝結時間控制在幾秒到幾十分鐘內。5.4.3超細水泥漿中水泥平均粒徑不宜大于4μm,最大粒徑不宜大于20μm,比表面積不宜小于850m2/kg。超細水泥顆粒細，比表面積大，活性高，漿液保水性強，為保證水泥結石有一定的強度和提高注漿質量，通常采用比普通水泥更小一些的水灰比，同時一般摻加適量外加劑，增強漿液流動性。5.4.4水溶性聚氨酯漿液性能指標應符合表5.4.4的規(guī)定。黏度(MPa·s)遇水膨脹率(%)與混凝土黏結強度(MPa)結石抗壓強度(MPa)水溶性聚氨酯漿液性能指標根據(jù)注漿加固的具體需求，一般由廠家調節(jié)凝膠時間，凝膠時間通常為10～1800s。的規(guī)定。丙烯酸鹽漿液按固化物理性能分為I型和Ⅱ型，主要性能指標應符合表5.4.5性能項目I型黏度(MPa·s)滲透系數(shù)(cm/s)遇水膨脹率(%)固砂體抗壓強度(MPa)條文說明丙烯酸鹽漿液一般通過加入鐵氰化鉀或硫酸亞鐵，來延長或縮短漿液的凝膠時間，根據(jù)注漿加固的具體需求由廠家調節(jié)凝膠時間，凝膠時間通常為20～1200s。5.5聚合物改性水泥砂漿5.5.1加固用聚合物改性水泥砂漿分為I級和Ⅱ級，安全性能指標應符合表5.5.1的規(guī)定。I級抗折強度(MPa)抗壓強度(MPa)黏結能力與鋼絲繩的黏結抗剪強度(MPa)與混凝土正拉黏結強度(MPa)5.5.2襯砌混凝土強度等級高于C25時，加固用聚合物改性水泥砂漿應采用I級聚合物砂漿；襯砌混凝土強度等級不高于C25時，可采用I級或Ⅱ級聚合物砂漿。5.5.3加固用聚合物改性水泥砂漿宜選用改性環(huán)氧類、改性丙烯酸酯類、改性丁苯類或改性氯丁類聚合物乳液配制，不得使用聚乙烯醇類、氯偏類、苯丙類聚合物以及乙烯-醋酸乙烯共聚物配制。條文說明聚合物改性水泥砂漿成功采用了改性環(huán)氧、丁苯、氯丁等聚合物材料；而聚乙烯醇類聚合物耐水性差，氯偏類聚合物可能加速鋼筋銹蝕，苯丙類聚合物對人體健康有危害，不推薦使用。5.5.4聚合物改性水泥砂漿的黏結抗剪性能應經濕熱老化檢驗合格，檢驗應按現(xiàn)行《混凝土結構加固設計規(guī)范》(GB50367)的規(guī)定進行。經濕熱老化后的試件，應在常溫條件下進行鋼-鋼拉伸抗剪試驗，I級聚合物砂漿的抗剪強度降低應不大于10%,Ⅱ級聚合物砂漿的抗剪強度降低應不大于15%。5.5.5寒冷地區(qū)隧道加固使用聚合物改性水泥砂漿，應通過耐凍融性能試驗。凍融環(huán)境溫度應為-25～35℃;循環(huán)次數(shù)不應少于50次；每次循環(huán)時間應為8h;試驗結束后，在常溫條件下進行鋼絲繩與漿體黏結試驗，I級聚合物砂漿的抗剪強度降低應不大于5%,Ⅱ級聚合物砂漿的抗剪強度降低應不大于10%。5.6纖維復合材料5.6.1纖維復合材料可采用碳纖維、玻璃纖維及芳綸纖維，其品種和性能應符合下列規(guī)定：1應采用連續(xù)纖維。2碳纖維應采用不大于12K(K=1000)小絲束的聚丙烯腈基(PAN基)纖維，不得使用大絲束纖維3應采用高強度玻璃纖維或含堿量低于0.8%的無堿玻璃纖維，不得使用高堿或中堿的玻璃纖維。4碳纖維、玻璃纖維及芳綸纖維復合材料的主要力學性能指標，應符合表5.6.1的規(guī)定。值(MPa)斷裂伸長率彎曲強度結強度(MPa)高強度I級≥2.5,且為高強度Ⅱ級高強度I級高強度Ⅱ級條文說明2加固用碳纖維時，選用不大于12K的小絲束聚丙烯腈基(PAN基)纖維，主要因為PAN基碳纖維安全性及耐久性比其他類型的碳纖維要優(yōu)越，小絲束纖維抗拉強度穩(wěn)定，變異系數(shù)較小。5.6.2纖維復合材料與其他結構膠黏劑配套使用時，應對其抗拉強度標準值、纖維復合材料-混凝土正拉黏結強度、層間剪切強度重新做適配性試驗。條文說明纖維復合材料和某一種膠黏劑的配伍通過了安全性和適配性試驗，并不等于與其他膠黏劑的配伍也具有同等的安全性及適配性，因此需要重新做安全性和適配性試驗。5.6.3纖維復合材料的單位面積纖維質量應符合下列規(guī)定：1單層纖維布材的單位面積纖維質量不宜高于300g/m2。2單層芳綸纖維布材的單位面積纖維質量不宜高于450g/m2。3玻璃纖維布材的單位面積纖維質量不宜高于600g/m2。條文說明本條對不同類型纖維復合材料單位面積纖維最大質量進行規(guī)定，主要原因是單位面積纖維質量過大將導致布材太厚，膠黏劑不能有效滲透而影響加固質量，其前提是材料主要力學性能指標達到了表5.6.1中相關要求。纖維復合材料的單位面積纖維質量，通常按照現(xiàn)行《增強制品試驗方法第3部分：單位面積質量的測定》(GB/T9914.3)進行測定。5.7膠黏劑5.7.1加固用結構膠應采用A級膠，其設計使用年限不應低于30年。條文說明根據(jù)加固工程的實際需要，室溫固化型I類結構膠劃分為A、B兩級，本規(guī)范中粘貼纖維復合材料和粘貼鋼板(帶)要求采用A級結構膠。5.7.2粘貼纖維復合材料用結構膠的安全性能指標應符合表5.7.2的規(guī)定。加固材料抗拉強度(MPa)抗拉彈性模量(MPa)抗彎強度(MPa)≥50,且不得呈碎裂狀破壞伸長率(%)黏結能力鋼-鋼拉伸抗剪強度標準值(MPa)鋼-鋼粘貼抗拉強度(MPa)鋼-C45混凝土的正拉黏結強度(MPa)≥2.5,且為混凝土內聚破壞不揮發(fā)物含量(固體含量)(%)條文說明粘貼纖維復合材料和粘貼鋼板用結構膠的安全性能指標按現(xiàn)行《工程結構加固材料安全性鑒定技術規(guī)范》(GB50728)的有關規(guī)定進行測定。5.7.3粘貼鋼板用結構膠的安全性能指標應符合表5.7.3的規(guī)定。性能項目抗拉彈性模量(MPa)抗彎強度(MPa)≥45,且不得呈碎裂狀破壞抗壓強度(MPa)伸長率(%)黏結能力鋼-鋼拉伸抗剪強度標準值(MPa)鋼-鋼對接黏結抗拉強度(MPa)鋼-C45混凝土的正拉黏結強度(MPa)≥2.5,且為混凝土內聚破壞不揮發(fā)物含量(固體含量)(%)5.7.4加固用的底膠應與結構膠相適配，其安全性能應符合表5.7.4的規(guī)定。表5.7.4底膠的安全性能指標鋼-鋼拉伸抗剪強度標準值(MPa)≥20,且為結構膠的膠層內聚破壞與混凝土的正拉黏結強度(MPa)≥2.5,且為混凝土內聚破壞不揮發(fā)物含量(固體含量)(%)5.7.5結構加固用的修補膠，主要用于修補被粘貼表面的小缺陷，一般其性能與配套的結構膠相當，且能夠在較低的溫度和壓力下固化。5.7.6植筋、鋼板(帶)錨栓用膠黏劑宜采用快固結構膠，其安全性能指標應符合表5.7.6的規(guī)定。劈裂抗拉強度(MPa)≥50,且不得呈碎裂狀破壞抗壓強度(MPa)黏結能力鋼-鋼(鋼套筒法)拉伸抗剪強度標準值(MPa)5.7.7膠黏劑的黏結抗剪性能應經濕熱老化檢驗合格，檢驗應按現(xiàn)行《混凝土結構加固設計規(guī)范》(GB50367)的規(guī)定進行。經濕熱老化后的試件，應在常溫條件下進行鋼-鋼拉伸抗剪試驗，其強度降低應不大于12%5.7.8膠黏劑必須通過毒性檢驗。嚴禁使用乙二胺作為環(huán)氧樹脂的固化劑，嚴禁摻入揮發(fā)性有毒溶劑和非反應性稀釋劑。5.7.9寒冷地區(qū)隧道用膠黏劑應通過耐凍融性能試驗。凍融環(huán)境溫度應為-25~35℃;循環(huán)次數(shù)不應小于50次；每次循環(huán)時間應為8h;試驗結束后，應在常溫條件下進行試件的鋼-鋼黏結拉伸抗剪試驗，其抗剪強度降低率不應大于5%。5.8裂縫修補材料5.8.1裂縫壓注膠可分為裂縫封閉膠和裂縫修復膠兩類，分別適用于裂縫的封閉和裂縫壓注膠一般包括改性環(huán)氧樹脂類、改性丙烯酸酯類及改性聚氨酯類等膠液，通常采用表面封閉法、注射法或壓力注漿法進行修補。5.8.2裂縫封閉膠安全性能指標應符合粘貼纖維復合材料A級膠的相關規(guī)定。5.8.3裂縫修復膠適用于注射法施工，應滿足灌漿工藝簡便、可灌注性好、固化時間可控、固化后收縮性小的要求，其安全性能指標應符合表5.8.3的規(guī)定?？估瓘姸?MPa)抗拉彈性模量(MPa)抗壓強度(MPa)抗彎強度(MPa)≥30,且不得呈碎裂破壞黏結能力鋼-鋼拉伸抗剪強度標準值(MPa)鋼-干態(tài)混凝土正拉黏結強度(MPa)≥2.5,且為混凝土內聚破壞鋼-濕態(tài)混凝土正拉黏結強度(MPa)≥1.8,且為混凝土內聚破壞不揮發(fā)物含量(固體含量)(%)耐濕熱老化性能5.8.4裂縫注漿料按其所使用的黏結材料的不同，可分為改性環(huán)氧基注漿料和改性水泥基注漿料。條文說明本條中所列的改性環(huán)氧基裂縫注漿料含有一定比例的細集料，對于細微裂縫的可灌性較裂縫修復膠差，其主要安全性能指標低于裂縫修復膠，一般適用于壓注寬度1.5~3.0mm的裂縫。改性水泥基裂縫注漿料一般有改性聚合物水泥注漿料、不回縮微膨脹水泥漿、超細無收縮水泥注漿料等，一般適用于壓注寬度3.0～5.0mm寬的裂縫。5.8.5改性環(huán)氧基裂縫注漿料安全性能指標應符合表5.8.5的規(guī)定?？箯潖姸?MPa)≥25,且不得呈碎裂狀破壞抗壓強度(MPa)黏結能力鋼-鋼拉伸抗剪強度標準值(MPa)鋼-鋼黏結抗拉強度(MPa)鋼-混凝土正拉黏結強度(MPa)≥2.5,且為混凝土內聚破壞5.8.6改性水泥基裂縫注漿料安全性能指標應符合表5.8.6的規(guī)定。劈裂抗拉強度(MPa)抗壓強度(MPa)抗折強度(MPa)與混凝土正拉黏結強度(MPa)5.9保溫隔熱材料5.9.1保溫隔熱材料根據(jù)材質和成型工藝，可分為軟質模塑、軟質擠塑、硬質模塑、硬質擠塑四種類型。5.9.2保溫隔熱材料應符合防水性、抗?jié)B透性、防火性、耐久性和防腐性要求，主要技術性能指標應符合表5.9.2的規(guī)定。軟質硬質導熱系數(shù)[W/(m·K)]抗壓強度(MPa)(變形10%)不低于B2級不低于B2級溫度穩(wěn)定性(%)浸水96h吸水率(%)工作溫度(℃)耐靜水壓力(MPa)垂直滲透系數(shù)(cm/s)條文說明保溫隔熱材料包括酚醛泡沫、聚氨酯、聚乙烯、干法硅酸鋁纖維等。各種保溫隔熱材料的生產工藝和材質不同，其導熱系數(shù)、抗壓強度、耐水性能、燃燒性能等差別較大，因此在具體工程中需根據(jù)設置部位、環(huán)境溫度、地下水、防火要求等因素合理6加固計算6.1.1加固設計前，應根據(jù)隧道病害程度對原隧道結構進行受力計算，并對實施加固后的隧道結構進行受力驗算。加固設計前對原襯砌結構進行計算，可以及時掌握襯砌結構的安全狀況，并核查加固后襯砌結構受力情況，確保加固后襯砌結構受力滿足現(xiàn)行《公路隧道設計規(guī)范第6.1.2計算采用的原襯砌材料性能指標、幾何參數(shù)等，應采用隧道襯砌現(xiàn)狀的實隧道原襯砌材料、幾何參數(shù)往往與原設計不完全相符，為保證計算分析與實際情況相吻合、結果可靠，故規(guī)定加固設計采用現(xiàn)場病害調查和檢測的實測值。6.1.3加固過程中受力計算應根據(jù)施工中荷載的變化分階段進行，結構加固后的受力計算可按整體一次性受力進行。加固材料與原結構有效結合前，計算時假定原有結構承受所有荷載；加固材料和原構件有效結合后，計算時把原有結構和新增結構作為整體進行受力變形分析。6.1.4深埋隧道的整體式襯砌，淺埋隧道的整體式襯砌、復合式襯砌的二次襯砌及明洞襯砌等，襯砌結構內力計算宜采用荷載結構法；復合式襯砌中的二次襯砌與初期支護共同承擔圍巖壓力及其他外部荷載時，可采用地層結構法計算內力和變形，并采用荷載結構法驗算。作用。當原襯砌已接近喪失承載能力時，加固后的襯砌結構驗算不宜考慮原襯砌的條文說明當原襯砌結構在外力(如外水壓力、凍脹力、近接施工、地震荷載等)或其他因素作用下不能繼續(xù)承擔外部荷載，襯砌結構變形超過正常使用允許值，基本接近破壞，經論證采用加固處理后，驗算加固后結構承載力時，不考慮原襯砌結構作用，認為原襯砌結構已退出了工作，只考慮新增加固措施的承載能力。6.2.1圍巖壓力變化不大，由環(huán)境、材料、施工或設計等因素引起的隧道病害，進行隧道加固時，宜按新建隧道計算荷載。6.2.2隧道病害由外力引起，病害無繼續(xù)發(fā)展趨勢時，荷載計算應符合下列規(guī)定：1結構存在輕微破損時，宜按新建隧道計算荷載。2結構存在破壞或較嚴重破壞時，宜按新建隧道低一級圍巖的物理力學參數(shù)計算荷載。條文說明1按現(xiàn)行《公路隧道養(yǎng)護技術規(guī)范》(JTGH12),襯砌技術狀況值為2,即結構存在輕微破損，現(xiàn)階段趨于穩(wěn)定，其圍巖壓力變化較小時，荷載的計算按新建隧道進行。2按現(xiàn)行《公路隧道養(yǎng)護技術規(guī)范》(JTGH12),襯砌技術狀況值大于或等于3,即結構存在破壞或較嚴重破壞時，圍巖的實際壓力通常大于原設計壓力，致使結構超載產生病害。考慮實際的圍巖壓力較難獲取，在無實測資料時，通常按原設計圍巖級別降低一個等級近似計算現(xiàn)有荷載；當原圍巖級別為VI級不能降低時，通常對圍巖壓力進行重新評估。6.2.3隧道病害由外力引起且尚在發(fā)展時，荷載計算應符合下列規(guī)定：1計算圍巖壓力時，宜采用至少低一級圍巖的物理力學參數(shù)進行計算。2由地下水壓力引起襯砌破損時，荷載計算應考慮襯砌外圍水壓力的影響；當隧道病害段水文地質條件復雜且地下水壓力較大時，應進行專項研究。3膨脹性圍巖、高地應力、地質條件變化以及近接施工，引起隧道襯砌結構破損較嚴重時，應進行圍巖壓力專項研究。4滑坡引起隧道襯砌結構破損較嚴重時，宜通過坡體穩(wěn)定性分析確定邊坡滑動對隧道襯砌結構產生的附加荷載。5凍脹力引起隧道襯砌結構破損較嚴重時，宜根據(jù)當?shù)氐淖匀粭l件、圍巖冬季含水率、凍結深度及排水條件計算凍脹壓力。條文說明2當考慮外圍水壓力引起襯砌破損時，外圍水壓力的計算通常采用折減系數(shù)法進行估算，外圍水壓力的折減系數(shù)根據(jù)地下水活動狀態(tài)和對圍巖穩(wěn)定的影響進行確定，具體參考現(xiàn)行《水工隧洞設計規(guī)范》(SL279)中相關規(guī)定取值。3通常情況下，膨脹性巖體、高地應力以及近接施工等，引起隧道結構病害的圍巖壓力在實際中較難準確取得，一般通過監(jiān)測結構變形，采用位移反演分析的方法推算實際的圍巖壓力。4對滑坡引起襯砌結構較嚴重破損的情況，通常采用傳遞系數(shù)法計算作用在隧道結構上的附加荷載。6.2.4襯砌背后空洞注漿或圍巖注漿產生的荷載，應包括注漿壓力荷載和漿液自重荷載。注漿壓力荷載宜按線性方式分布計算；漿液自重荷載宜根據(jù)填充的漿液高度、重度進行計算。條文說明注漿時，注漿嘴處壓力最大，隨距注漿嘴距離的增大漿液壓力逐漸降低，大體認為呈線性減小，故推薦采用線性方式分布計算。6.2.5采用換拱加固時，應對地質條件重新評估，并按新建隧道確定計算荷載。條文說明采用換拱加固進行病害處治的隧道，說明其原襯砌結構已經破壞或劣化嚴重，不能滿足既有功能。受力導致原襯砌結構已經破壞時，加固前需進行地質勘察，重新劃定圍巖級別，并根據(jù)現(xiàn)行《公路隧道設計規(guī)范第一冊土建工程》(JTG3370.1)確定圍巖壓力；腐蝕性導致襯砌混凝土劣化時，需進行水的腐蝕性分析；火災引起襯砌混凝土劣化時，一般采用原地質勘察結論。6.3計算模型6.3.1隧道病害計算模型應符合下列規(guī)定：1襯砌厚度不足，應按隧道襯砌的實際厚度進行計算。2應按實測的材料彈性模量、抗壓強度和抗拉強度值進行計算。3采用荷載結構法計算時，襯砌背后空洞處應不計圍巖壓力和地層抗力；采用地層結構法計算時，空洞應按實際幾何尺寸建模分析。4結構存在裂縫，貫通裂縫可采用“塑性鉸”模擬；素混凝土襯砌受拉區(qū)開裂，應采用有效面積計算；鋼筋混凝土襯砌受拉區(qū)開裂，開裂部分拉應力全部由鋼筋承擔，混凝土應采用有效面積計算。條文說明隧道襯砌病害有多種，以下重點對常見的病害，如襯砌厚度不足、襯砌材料劣化、襯砌背后空洞、襯砌裂縫計算模型進行說明：1襯砌厚度不足計算模型：在經過檢測后，一般襯砌厚度不足有一定范圍，如圖6-1a)中W,取隧道襯砌的實際厚度計算截面面積和慣性矩等參數(shù)。對于素混凝土直接參照圖6-1計算模型進行計算；對于鋼筋混凝土需掌握襯砌受壓側和受拉側鋼筋保護層厚度，然后建立模型進行分析。圖6-1襯砌結構厚度不足示意圖2襯砌材料劣化計算模型；襯砌材料劣化會影響承載力和結構剛度，進行加固計算通常采用實測的材料彈性模量、抗壓強度和抗拉強度。3襯砌背后空洞計算模型：襯砌背后空洞包括空洞形狀、深度、寬度等多個參數(shù)，通常利用地質雷達等獲取。空洞區(qū)域襯砌結構無圍巖壓力作用，圍巖對結構變形無約束作用，計算襯砌結構內力時，去掉計算模型中對應區(qū)域的圍巖壓力和彈性抗力作用。具體計算模型如圖6-2所示。圖6-2襯砌背后空洞示意圖4裂縫計算模型：隧道襯砌結構裂縫主要有環(huán)向裂縫、斜向裂縫、縱向裂縫三種類型。在進行帶裂縫襯砌結構承載力模型計算時，考慮到環(huán)向裂縫對襯砌結構承載力影響較小，在計算中不必進行驗算；斜向裂縫對襯砌結構有一定影響，由于其走向與隧道軸線有一定夾角，不能按平面應變進行計算，必要時建立三維有限元進行模擬；縱向裂縫對襯砌結構安全性影響明顯，是結構承載能力計算主要考慮因素之一，由于其走向基本與隧道軸線平行，可采用平面應變建立模型。對于襯砌結構已經貫通的裂縫，將其等效成活動鉸支座，采用“塑性鉸”模擬；對于裂縫未貫通的素混凝土襯砌(圖6-3),計算時采用有效面積(原襯砌結構面積減去混凝土開裂面積)進行結構安全性驗算；對于裂縫未貫通的鋼筋混凝土襯砌，受拉區(qū)開裂后，認為開裂部分拉應力全部由鋼筋承擔，該部分混凝土不承受拉應力，認為裂縫深度即為截面中性軸的位置，求出襯砌結構極限承載內力，繼而算出截面安全對于重要工程，必要時考慮采用有限元斷裂力學，通過接觸單元模擬裂縫不同狀態(tài)(張拉、滑移等),分析帶裂縫襯砌結構裂縫尖端的應力強度因子和裂縫斷裂韌度，計算出裂縫尖端穩(wěn)定系數(shù)，然后與截面強度驗算安全系數(shù)對比，綜合判定裂縫襯砌結構安全性，一般取兩者安全系數(shù)較小值作為控制值。6.3.2采用套拱加固時，計算應符合下列規(guī)定：1采用疊合式套拱時，宜按整體受力進行計算。2采用復合式套拱時，宜分別計算原襯砌和套拱的承載力；結構內力計算可不考慮新增套拱和原有結構的剪切作用。條文說明1采用疊合式套拱加固時，原襯砌和新增套拱結合面間能夠有效傳遞剪應力，新舊結構形成一個變形協(xié)調的整體，按整體受力計算。內力計算時，一般不考慮原襯砌病害的影響；承載力驗算時，需考慮原襯砌病害的影響。2采用復合式套拱加固時，新增套拱內力計算需考慮原襯砌病害；套拱承載力驗算按現(xiàn)行《公路隧道設計規(guī)范第一冊土建工程》(JTG3370.1)中結構計算規(guī)定執(zhí)行。6.3.3采用粘貼鋼板和粘貼纖維復合材料加固時，加固層和原襯砌結構宜按無相對滑移、變形協(xié)調狀態(tài)考慮。條文說明在進行粘貼鋼板或粘貼纖維復合材料加固隧道襯砌時，為簡化計算，不考慮加固結構與原襯砌結構之間的相對位移，認為兩者處于變形協(xié)調狀態(tài)。6.3.4錨桿加固襯砌結構，采用地層結構法計算時，錨桿宜采用桿單元進行模擬；采用荷載結構法計算時，錨桿宜采用彈簧單元進行模擬。條文說明采用地層結構法計算時，錨桿一般采用桿單元進行模擬，只受軸向拉、壓作用；采用荷載結構法計算時，錨桿一般采用彈簧單元進行模擬，彈簧一端固定在圍巖上，一端作用在襯砌上，剛度K=EA/L,其中E為錨桿的彈性模量(MPa),A為錨桿的截面積(mm2),L為錨桿的長度(mm)。6.3.5采用荷載結構法計算時，圍巖彈性抗力系數(shù)應根據(jù)實際圍巖情況測定；無實測資料時，可按現(xiàn)行《公路隧道設計規(guī)范》(JTGD70)選取。6.3.6襯砌背后空洞注漿后，結構內力計算應計入原空洞處的圍巖彈性抗力。6.3.7圍巖采用注漿加固時，宜對加固范圍的圍巖按承載拱計算，承載拱和襯砌共同承擔圍巖壓力。條文說明承載拱的厚度為注漿管的入巖深度，承載拱的重度和彈性模量取用圍巖的參數(shù)，承載拱的計算內摩擦角為巖體的計算內摩擦角，建議黏聚力提高20%～30%。6.4結構計算6.4.1隧道襯砌結構產生病害導致承載力降低需要補強時，應根據(jù)襯砌破損技術狀況值對襯砌結構承載力進行折算。無試驗數(shù)據(jù)時，折算系數(shù)宜按表6.4.1取值。加固計算4326.4.2當采用多種加固方法處治時，應考慮前序方法對圍巖力學性能的改善及襯砌結構承載能力的提高進行加固計算。6.4.3襯砌加固計算方法宜按表6.4.3選用。疊合式套拱加固增大截面加固法(附錄A.1)噴射混凝土加固粘貼鋼板加固粘貼鋼板加固法(附錄A.2)粘貼纖維復合材料加固粘貼纖維復合材料加固法(附錄A.3)6.4.4洞口洞門加固計算應符合下列規(guī)定：1邊仰坡采用錨桿、錨索、抗滑樁等加固措施時，應驗算加固后的穩(wěn)定性。2洞口有危巖體分布或邊仰坡有崩塌可能時，宜計算預測落石的運動軌跡和范圍。3采取防護網措施時，宜對防護網的布設位置、范圍、強度等進行分析。4加固后的洞門端墻應按現(xiàn)行《公路隧道設計規(guī)范第一冊土建工程》(JTG3370.1)對結構及整體穩(wěn)定性進行計算。條文說明洞門端墻存在因傾覆、滑動、基礎承載力不足而導致結構破壞的情況時，加固方案通常進行結構計算，以保證加固效果。7襯砌加固設計7.1.1襯砌加固可采用粘貼纖維復合材料、粘貼鋼板(帶)、噴射混凝土、嵌入鋼架、錨桿、套拱等加固方法。7.1.2采用粘貼纖維復合材料、粘貼鋼板(帶)、噴射混凝土、套拱等加固措施時，應對襯砌進行基面處理，并應符合下列規(guī)定：1應清除襯砌表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化部分及附著物。2采用噴射混凝土、疊合式套拱加固時，新舊混凝土接觸面應露出集料新鮮面。1加固時未清除隧道修建過程中的襯砌表面缺陷及運營過程中的腐蝕、附著物等，會降低加固材料與原有襯砌黏結效果，影響協(xié)同受力，嚴重影響加固效果。2采用噴射混凝土、疊合式套拱加固時，基面處理后露出集料新鮮面，并能形成凹凸面，有利于兩層混凝土的黏結。7.1.3特殊環(huán)境下，襯砌加固應采用耐環(huán)境因素作用的材料，加固用鋼材應采取相應的防護措施。本條中“特殊環(huán)境”是指高溫、高濕、低溫、凍融、介質侵蝕等環(huán)境。為保證加固措施的有效性、耐久性，需采用耐環(huán)境因素作用的膠黏劑、特種水泥等材料，加固用的鋼材需進行防護處理。7.2粘貼纖維復合材料加固設計7.2.1本方法適用于襯砌網狀開裂或因受拉而開裂并趨于穩(wěn)定、原襯砌混凝土實際強度等級不低于C20的局部襯砌加固。本條根據(jù)粘貼纖維復合材料加固方法的特性，規(guī)定了其適用條件。對原襯砌混凝土強度進行規(guī)定，主要是考慮纖維復合材料抗拉強度、膠黏劑黏結強度雖高，但原襯砌混凝土強度不足時，襯砌受拉條件下混凝土表面易發(fā)生剝離破壞，發(fā)揮不了加固材料性能，也達不到加固效果。7.2.2應根據(jù)病害程度、材料性能，計算確定纖維復合材料粘貼層數(shù)，且不宜超過采用粘貼纖維復合材料加固時，隨著材料設置層數(shù)的增多，加固效果會隨著提高，但并非線性增長，纖維復合材料的利用率會逐漸降低，故對粘貼層數(shù)進行限制規(guī)定。若粘貼三層仍達不到加固要求，通常采用其他加固方案。7.2.3根據(jù)裂縫分布情況，可采用條帶狀或環(huán)向滿鋪的粘貼方式，纖維復合材料的幅寬不應大于200mm,布設范圍宜延伸至加固段落外0.5m以上。根據(jù)實踐經驗，纖維復合材料進行整幅滿鋪粘貼時，幅寬較大時其內部殘留的空氣很難完全排除，膠層厚度也不易控制，導致黏結質量大大降低，影響纖維復合材料的正常受力，故對其加固前的裁剪寬度提出規(guī)定。7.2.4粘貼纖維復合材料加固由襯砌表面向外應為底膠、不平整修復層、結構膠、纖維復合材料、防火層等，并應符合下列規(guī)定：1條狀粘貼時纖維經向應與裂縫走向垂直。3采用多層纖維復合材料加固時，其搭接位置應相互錯開，錯開距離不宜小4纖維復合材料端部應設置橫向壓條。粘貼纖維復合材料加固斷面如圖7-1所示，圖中僅示意加固斷面情況，并不是限定采用環(huán)向鋪設方向。不平整修復材料具有相應的黏度及黏結強度，是為使襯砌表面的凹凸部位平順而設圖7-1纖維復合材料粘貼斷面圖1纖維復合材料的纖維經向具有良好的受力能力，為充分發(fā)揮材料性能而作此規(guī)定。2、3研究表明，接頭的搭接長度如在100mm以上，接頭強度大致可以達到纖維復合材料的抗拉強度；搭接長度在100mm以下，接頭強度隨接頭長度的減小而急劇下降。為了獲得足夠的強度，本款對最小搭接長度進行規(guī)定。單層及多層纖維復合材料的接頭構造如圖7-2、圖7-3所示。圖7-2單層纖維復合材料接頭構造圖7-3多層纖維復合材料接頭構造7.2.5纖維復合材料表面應采取相應的防火措施，耐火等級應滿足隧道原設計防火要求。條文說明纖維復合材料及膠黏劑一般是可燃的材料，故要求在有防火需要的隧道采用時需對其進行耐火性防護。7.3粘貼鋼板(帶)加固設計7.3.1本方法適用于襯砌局部脫落或強度、厚度不足，隧道凈空富余量較小，原襯砌混凝土強度等級不低于C20的襯砌加固。7.3.2應根據(jù)病害情況，計算確定鋼板(帶)厚度、寬度、間距及加固范圍，并應符合下列規(guī)定：1宜采用全斷面條帶狀設置，布設范圍宜延伸至加固段落外1～2m。2鋼板寬度宜為200～400mm,W鋼帶寬度宜為200～300mm。3鋼板厚度宜為5～10mm,W鋼帶厚度宜為3～5mm。鋼板粘貼方法如圖7-4所示。圖7-4鋼板粘貼斷面圖1結合公路隧道襯砌受力特點及常見病害情況，通常將鋼板環(huán)向設置。在特殊情況下，局部設置時也允許改變設置方向，但需設置成鋼板沿主要軸向力作用方向。2采用鋼板(帶)加固時，理論上較寬的鋼板(帶)加固效果較好。但其寬度過大，會導致鋼材單位長度質量大，施工時要增加鋼板(帶)的分割段數(shù)，同時由于幅寬較大，膠黏劑注射質量也不易保證，故本款給出了鋼板(帶)的寬度范圍。3本款要求加固用鋼板的厚度適中，主要原因是若鋼板較薄，加固效果不明顯且施工時會因壓注而產生較大的撓度，從而影響施工精度；若鋼板過厚，不易進行成型加工，同時鋼板質量大，施工時要增加鋼板的分割段數(shù)，加固效果不易保證。W鋼帶的厚度一般較薄，過厚的鋼帶加工困難。7.3.3用于固定鋼板(帶)、粘貼加壓的錨栓中心間距宜為300～500mm,錨固深度不應小于10倍錨栓直徑。一般襯砌上粘貼鋼板(帶)所設置的錨栓主要用于鋼板固定與粘貼加壓，按不參與后期受力考慮。7.3.4宜為3～5mm。W鋼帶與襯砌宜采用壓力注膠或涂膠的方法進行粘貼。1相鄰兩環(huán)鋼板(帶)的接頭應環(huán)向錯開，距離不小于500mm。2鋼板(帶)接頭處宜進行焊接。3鋼板(帶)接頭位置上應設置鋼壓板，相鄰兩環(huán)鋼板可采用鋼壓板進行縱向連接。4鋼壓板厚度、寬度宜與鋼板(帶)一致，并經錨栓固定后采用膠黏劑黏結。條文說明鋼板不連續(xù)處是鋼板的薄弱部位，因此對鋼板接頭構造提出要求，如圖7-5所示。7.3.6錨固件應采用膠黏型錨栓或后擴底錨栓，不得采用膨脹型錨栓作為連接件。承重構件的錨栓應進行承載力驗算。條文說明本規(guī)范與現(xiàn)行《混凝土結構加固設計規(guī)范》(GB50367)保持一致，采用了膠黏型錨栓的叫法，市場上通常叫化學錨栓。后擴底錨栓通常采用自擴底錨栓和模擴底錨栓兩種形式，這兩種錨栓嵌入基材混凝土后能起到機械鎖鍵作用，并產生類似預埋的效應。7.3.7鋼板(帶)表面應采取防腐蝕、防銹蝕處理措施，處理材料不應與膠黏劑發(fā)生不良反應。條文說明(帶)一般較薄，容易因銹蝕而顯著削弱截面，甚至引起應力集中，其后果必然影響使用壽命。7.3.8結構有防火要求時，應按現(xiàn)行《建筑設計防火規(guī)范》(GB50016)火等級及耐火極限要求，對膠黏劑和鋼板(帶)進行防護。7.4噴射混凝土加固設計7.4.1本方法適用于襯砌局部裂損或強度、厚度不足時的襯砌加固。噴射混凝土應與鋼筋網、植筋(錨桿)等配合使用，植筋設計可按本規(guī)范附錄B執(zhí)行。噴射混凝土能使裂縫表面封閉，增強原襯砌的整體性和截面厚度，從而提高裂損襯砌的承載能力。在噴射混凝土中加入鋼筋網能防止收縮裂縫，提高新增結構的整體性和抗震、抗剪切能力。植筋能強化新增結構與原襯砌的銜接。植筋、鋼筋網、噴射混凝土三者優(yōu)勢互補，對增加裂損襯砌的剛度、穩(wěn)定性以及提高結構承載能力的效果較顯著。7.4.2應根據(jù)病害情況、凈空富余量，結合噴射混凝土的類型計算確定噴射混凝土厚度、強度。7.4.3噴射混凝土加固宜全斷面實施，縱向宜延伸至加固段落外1～2m。7.4.4采用噴射混凝土加固時，應符合下列規(guī)定：1噴射混凝土厚度不應小于50mm,不宜大于200mm。2應對原襯砌表面進行鑿毛處理，粗糙面凹凸差不應小于6mm。3噴射混凝土與原襯砌采用植筋連接時，植筋間距不應大于0.75m,錨固長度不應小于10d(d為鋼筋直徑),鋼筋直徑不應小于12mm,植筋位置應避開裂4可采用抗裂性能較高的纖維混凝土。1噴射混凝土具有一定的收縮性，若其厚度小于50mm,噴層中粗集料的含量甚少，容易引起收縮開裂，同時噴層過薄常出現(xiàn)局部開裂和剝落現(xiàn)象。噴射混凝土厚度超過200mm時不經濟，一般采用模筑混凝土，故本款規(guī)定了噴射凝土加固的厚度4噴射混凝土摻入鋼纖維合成纖維后，其抗拉強度、韌度、抗裂性能有顯著提高。7.5嵌入鋼架加固設計7.5.1本方法適用于隧道襯砌裂損嚴重、承載力不足、凈空富余量較小的素混凝土襯砌加固。條文說明鋼筋混凝土襯砌嵌入鋼架時，需破壞原襯砌的縱向受力鋼筋，故規(guī)定該方法僅適用于素混凝土襯砌。同時采用該方法也需查清原襯砌厚度，襯砌欠厚嚴重時嵌槽往往會穿透襯砌。7.5.2應根據(jù)病害情況，計算確定鋼架型號、間距、設置范圍，加固范圍宜延伸至加固段落外1～2m7.5.3鋼架宜采用H型鋼、工字鋼，間距宜為0.75～1.5m,鋼架的混凝土保護層厚度不應小于30mmc條文說明H型鋼與其他型鋼相比較具有良好的力學性能，相同剛度條件下型鋼截面高度小，相應的開槽深度也小，故建議優(yōu)先采用。鋼架間距過小，開槽間距也相應減小，對原襯砌整體性影響增大；間距過大，加固作用不明顯，故對鋼架間距作出規(guī)定。7.5.4嵌入鋼架加固宜采用全斷面布置，拱腳基礎應牢固，宜采用鎖腳措施與鋼架條文說明嵌入鋼架加固分全斷面嵌拱架和局部嵌拱架兩種方式，全斷面設置受力效果較好，故推薦采用。嵌入鋼架時，拱墻部位的受力傳遞至拱腳，為保證拱腳部位牢固，要求采取鎖腳措施。7.5.5開槽深度應滿足鋼架及保護層厚度要求，并不宜大于原二次襯砌厚度的2/3。開槽寬度比鋼架寬不應小于50mm。7.5.6槽內宜采用自密實補償收縮混凝土進行填充。條文說明為防止槽內填充材料收縮，同時嵌入拱架后槽內剩余空間有限，不易振搗，達不到填充密實的要求，推薦采用自密實補償收縮混凝土?；炷恋南拗婆蛎浡释ǔ＝橛?.025%～0.06%,集料粒徑通常不大于12mm。7.6錨桿加固設計7.6.1本方法適用于地質條件適宜情況下襯砌開裂、錯臺等病害的加固，宜與噴射混凝土、嵌入鋼架、套拱等措施配合使用。條文說明錨桿加固效果是否理想，地質條件很關鍵，嚴重濕陷性黃土、嚴重腐蝕等地段不適宜采用錨桿加固，若要采用通常先進行試驗。其原因是在嚴重濕陷性黃土地段錨桿施作后錨固效果較差，嚴重腐蝕地段將導致桿體腐蝕，防治有一定難度。7.6.2應根據(jù)病害情況，結合地質條件、水文條件等確定錨桿類型、長度、間距、布設范圍、傾角等。條文說明《巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術規(guī)范》(GB50086)中，錨桿按預應力情況分為預應力錨桿、低預應力錨桿和非預應力錨桿，具體分為以下類型：(1)預應力錨桿包括拉力型錨桿、壓力型錨桿、拉力分散型錨桿、壓力分散型錨桿、后(重復)高壓灌注錨桿、可拆芯式錨桿等。(2)低預應力錨桿包括漲殼式中空注漿錨桿、樹脂卷與快硬水泥卷錨桿、摩擦型錨桿等。(3)非預應力錨桿包括普通水泥砂漿錨桿、自進式中空注漿錨桿、普通中空錨桿、纖維增強塑料錨桿等。7.6.3錨桿加固范圍宜延伸至加固段落外3～5m,錨桿長度不宜小于4m。7.6.4全長黏結型及端頭錨固型錨桿桿體直徑宜為22～32mm。7.6.5加固采用的錨桿應設墊板，墊板尺寸不宜小于150mm×150mm×6mm(長×寬×厚),并應施加不小于50kN的錨固力。錨桿外露端頭設墊板并緊貼襯砌表面，可產生徑向約束力，增大錨桿的作用范圍，使錨桿的作用效果大大提高，本條為充分發(fā)揮錨桿作用進行規(guī)定。7.6.6在膨脹性圍巖、高地應力軟巖等地壓力較大條件下，錨桿長度不宜小于8m,設置角度、材料、尺寸、錨固段長度、防腐蝕等應符合現(xiàn)行《巖土錨桿與噴射混凝土7.6.7圍巖壓力以垂直地壓為主時錨桿宜布置在拱部，以側壓為主時錨桿宜布置在側壁。隧道病害較嚴重時，錨桿應全斷面布置。7.6.8錨桿錨頭應采取封錨措施。7.7套拱加固設計7.7.1本方法適用于隧道結構裂損嚴重或襯砌大面積劣化、剝落病害的襯砌加固，也可作為嚴重滲漏水的處治措施。本條中“大面積”通常指面積在10m2以上。7.7.2套拱加固宜采用鋼筋混凝土套拱、鋼架混