隧道病害及其防治技术课件

隧道病害及其防治技术隧道病害及其防治技术隧道病害及其防治技术第1页主要内容隧道病害概述1 1隧道衬砌裂损及其防治3 3隧道冻害及其防治4 4隧道衬砌腐蚀及其防治5 5隧道水害及其防治2 2隧道震害及抗震办法6 6煤层采空区处理方法7 7隧道病害及其防治技术第2页主要内容隧道病害概述1 1隧道衬砌裂损及其防治3 3隧道冻害及其防治4 4隧道衬砌腐蚀及其防治5 5隧道水害及其防治2 2隧道震害及抗震办法6 6煤层采空区处理方法7 7隧道病害及其防治技术第3页一、隧道病害概述（一）、铁路隧道病害个别铁路个别铁路干线隧道失格干线隧道失格率不完全统计率不完全统计 我国各类隧道均存在不一样程度病害。以隧道铁路为例：依据1997年技术状态检验统计，我国运行铁路有隧道5000余座。大个别存在不一样程度病害，有还相当严重，其中出现病害隧道3270座，占运行总数65%。隧道病害及其防治技术第4页一、隧道病害概述（二）、公路隧道病害 我国20世纪60年代以前修建公路隧道大多未作防水处理，渗漏水问题突出。多年来一些新建公路隧道，即使进行防排水设计，但因为施工质量普遍不高，也存在较严重渗漏水病害。公路隧道内以内燃机动车为主，废气、有害气体排放量大，通风不良引发洞内空气污染问题普遍存在。另外，因为照明设计或运行管理不善，隧道内部亮度及照度达不到规范要求，造成交通事故，进而诱发灾难性火灾事故。隧道病害及其防治技术第5页一、隧道病害概述（三）、地铁隧道病害 与公路隧道与铁路隧道相比，地铁隧道跨度较小，埋深较浅，通常采取盾构法施工，断面为圆形居多，衬砌主要为拼装式管片。地铁隧道受盾构施工工艺、地铁运行循环载荷、土质分布不均等影响，在水头压力作用下，渗漏水是当前地铁隧道通病，伴随服务期限增加，其它病害也会出现。除此之外，地铁隧道人流密集，通风不良引发人感觉不适；火灾引发重大伤亡事故威胁一直存在。隧道病害及其防治技术第6页 (1)已建隧道营运状态堪忧;(2)隧道施工单位技术水平良莠不齐,普遍存在“重建设、轻维护”理念;(3)我国隧道建设与维护经验相对国外来讲，当前尚存在一定差距。一、隧道病害概述（四）、隧道养护面临问题隧道病害及其防治技术第7页主要内容隧道病害概述1 1隧道衬砌裂损及其防治3 3隧道冻害及其防治4 4隧道衬砌腐蚀及其防治5 5隧道水害及其防治2 2隧道震害及抗震办法6 6煤层采空区处理方法7 7隧道病害及其防治技术第8页渗漏水：按发生部位分为拱部有渗水、滴水、漏水成线和成股射流四种，边墙有渗水、淌水两种，少数有涌水灾害。渗漏水危害：隧道渗水对隧道稳定、洞内设施、行车安全、地面建筑和隧道周围水环境产生很很多不利影响甚至威胁（一）、隧道水害二、隧道水害及其防治隧道病害及其防治技术第9页（一）、隧道水害二、隧道水害及其防治.6.8黔桂线黔桂线银洞坡银洞坡隧道隧道进口2060位置处，洞顶注浆孔封堵物在水压下掉落，从孔内泄水淋接触网，造成行车中止，摆渡行车中止，摆渡4 4次次隧道病害及其防治技术第10页 潜流冲刷:潜流冲刷是指因为地下水渗流和流动而对围岩及衬砌产生冲刷和溶蚀作用，其主要危害表现为：衬砌基础下沉，边墙开裂或仰拱、整体道床下沉开裂 围岩滑移错动造成衬砌变形开裂 超挖回填不实或未全部回填，引发围岩坍塌，造成衬砌破坏（一）、隧道水害二、隧道水害及其防治隧道病害及其防治技术第11页（一）、隧道水害二、隧道水害及其防治某隧道边墙溶洞涌水某隧道墙脚涌水隧道病害及其防治技术第12页一、隧道水害及其防治（二）、隧道水害原因分析 隧道修建，破坏了山体原始水系统平衡，隧道成为所穿过山体附近地下水集聚通道。当隧道围岩与含水地层连通，而衬砌防水及排水设施失效时，就必定要发生隧道水害。隧道水害由客观和主观两种原因诱发：客观方面：地质原因或环境改变影响 （如隧道穿越富水断层、溶洞、地下暗河采空区等）主观方面：隧道衬砌防水及排水设施不完善（如防水设计方案不合理、施工未按设计要求施工等）隧道病害及其防治技术第13页（三）、隧道水害防治二、隧道水害及其防治基础方法：引排疏通、注浆堵水、增设内防水层水害整改技术关键：分析病害成因，对症整改；合理选择防水材料；严控施工工艺，确确保施工质量。隧道病害及其防治技术第14页（三）、隧道水害防治二、隧道水害及其防治 隧道渗漏水病害绝大多数与施工质量有直接关系，多数情况下施工未能按设计要求施作。隧道三缝（施工缝、变形缝、沉降缝）防水施工质量尤为关键：隧道施工缝防水结构隧道病害及其防治技术第15页（三）、隧道水害防治二、隧道水害及其防治 隧道渗漏水病害绝大多数与施工质量有直接关系，多数情况下施工未能按设计要求施作。隧道三缝（施工缝、变形缝、沉降缝）及防排水系统施工质量尤为关键。隧道变形缝防水结构隧道病害及其防治技术第16页（三）、隧道水害防治二、隧道水害及其防治 隧道渗漏水病害绝大多数与施工质量有直接关系，多数情况下施工未能按设计要求施作。隧道三缝（施工缝、变形缝、沉降缝）及防排水系统施工质量尤为关键：隧道排水洞内排水洞外排水竖向盲沟环向盲沟纵向盲管排水沟截水沟排水沟洞门仰坡防护隧道病害及其防治技术第17页主要内容隧道病害概述1 1隧道衬砌裂损及其防治3 3隧道冻害及其防治4 4隧道衬砌腐蚀及其防治5 5隧道水害及其防治2 2隧道震害及抗震办法6 6煤层采空区处理方法7 7隧道病害及其防治技术第18页三、隧道衬砌裂损病害及其防治现有隧道衬砌裂缝在横断面位置分布情况现有隧道衬砌开裂与运行年限相互关系统计在隧道运行过程中，假如衬砌产生裂缝，则衬砌拱部将是主裂区，其次为拱腰，最终是边墙隧道运行时间与衬砌开裂对比关系表明，隧道运行早期（=5年）衬砌开裂百分比最高；隧道运行10年内，发生衬砌开裂百分比占79%。（一）、隧道衬砌裂损病害统计隧道病害及其防治技术第19页三、隧道衬砌裂损病害及其防治（二）、衬砌裂损表现形态隧道病害及其防治技术第20页三、隧道衬砌裂损病害及其防治（三）、隧道衬砌裂损防治总体标准准:（1）对不良地质地段衬砌，应落实“宁强勿弱，宁曲勿直，加强衬砌过渡段，宁长勿短”标准准。（2）尽可能降低对围岩扰动，提升升衬砌质量。大力推广光面爆破，锚喷支护，提升升混凝土永久性衬砌抗裂、抗渗性能。隧道病害及其防治技术第21页三、隧道衬砌裂损病害及其防治（三）、隧道衬砌裂损防治整改标准准：（1）衬砌变形、开裂治理办法 若衬砌后面存在空隙，可在衬背压注水泥砂浆 因为衬砌厚度不足，年久变质，或裂缝区域过大，影响到衬砌强度，可在衬砌面喷射混凝土或增设内衬砌钢架。（2）衬砌裂缝稳定时处理 可采取取压注环氧水泥砂浆或水泥砂浆方法加固 对于衬砌表面腐蚀、剥落及灰缝脱落可先去除表面然后加喷一层混凝土隧道病害及其防治技术第22页三、隧道衬砌裂损病害及其防治（三）、隧道衬砌裂损防治增设隧道仰拱隧道病害及其防治技术第23页三、隧道衬砌裂损病害及其防治（三）、隧道衬砌裂损检测24无损检测隧道病害及其防治技术第24页三、隧道衬砌裂损病害及其防治（三）、隧道衬砌裂损检测隧道病害及其防治技术第25页主要内容隧道病害概述1 1隧道衬砌裂损及其防治3 3隧道冻害及其防治4 4隧道衬砌腐蚀及其防治5 5隧道水害及其防治2 2隧道震害及抗震办法6 6煤层采空区处理方法7 7隧道病害及其防治技术第26页常见冻害种类：拱部挂冰、边墙结冰；围岩冻胀破坏，引发衬砌变形破坏；衬砌发生冰楔 隧道内网线挂冰危害性：隧道冻害会造成衬砌冻胀开裂，甚至疏松剥落，造成隧道衬砌结构失稳破坏，降低衬砌结构安全可靠性，严重影响隧道安全和正常运行。四、隧道冻害及其防治(一)、常见隧道冻害及危害隧道病害及其防治技术第27页严寒及严寒地域隧道冻害防治基础办法：1)综合治水 2)更换或改造土壤 3)保温防冻 4)加强结构 (如加设仰拱衬砌，采取取防水钢筋混凝土衬砌，锚喷混凝土加固，加抗冻胀锚杆等)。5)经过加深边墙，加强底部排水等方法预防融坍。四、隧道冻害及其防治(二)、隧道冻害防治隧道病害及其防治技术第28页主要内容隧道病害概述1 1隧道衬砌裂损及其防治3 3隧道冻害及其防治4 4隧道衬砌腐蚀及其防治5 5隧道水害及其防治2 2隧道震害及抗震办法6 6煤层采空区处理方法7 7隧道病害及其防治技术第29页隧道衬砌腐蚀分为物理腐蚀和化学腐蚀。物理腐蚀 冻融交替部位冻胀性裂损 干湿交替部位盐类结晶性胀裂损坏化学腐蚀：硫酸盐侵蚀、镁盐侵蚀、软水溶出性侵蚀和普通酸类腐蚀五、隧道衬砌腐蚀及防治(一)、腐蚀分类和影响原因隧道病害及其防治技术第30页1）提升升衬砌密实度和整体性2）外掺加料法：比如掺加粉煤灰能够去除游离Ca(OH)2。3）选取取耐侵蚀水泥4）加强衬砌外排水办法5）在衬砌表面做隔离防水层6）采取取与侵蚀性环境水不起化学反应天然石料筑衬砌7）向衬砌背后压注防蚀浆液等五、隧道衬砌腐蚀及防治(二)、隧道衬砌腐蚀防治隧道病害及其防治技术第31页主要内容隧道病害概述1 1隧道衬砌裂损及其防治3 3隧道冻害及其防治4 4隧道衬砌腐蚀及其防治5 5隧道水害及其防治2 2隧道震害及抗震办法6 6煤层采空区处理方法7 7隧道病害及其防治技术第32页隧道震害特点：地下结构在地震作用下，因为周围岩土介质存在，会发生不一样于地面结构响应，进而诱发结构性病害。隧道震害易必地段:隧道洞口 特殊地层条件 衬砌有缺点地段和部位六、隧道震害及抗震(一)、隧道震害特点及易发部位隧道病害及其防治技术第33页 当围岩不稳定时，衬砌只要能与围岩保持大致一致变形，既不致产生严重震害。支护与围岩密贴对隧道震害十分主要。推广新奥法施工、采取取喷锚衬砌及复合衬砌，衬砌背后压浆等办法。为确确保结构含有适应地层变形能力，应适当降低结构刚度。曲墙式衬砌优于直墙式，封闭衬砌优于未封闭式 六、隧道震害及抗震(二)、隧道震害与支护关系隧道病害及其防治技术第34页当围岩不稳定时，衬砌只要能与围岩保持大致一致变形，既不致产生严重震害支护与围岩密贴对隧道震害十分主要。推广新奥法施工、采取取喷锚衬砌及复合衬砌，衬砌背后压浆等办法。为确确保机构含有适应地层变形能力，应适当降低结构刚度曲墙式衬砌优于直墙式，封闭衬砌优于未封闭式单线隧道裂缝出现在仰拱、拱顶内侧以及仰拱拱趾外侧六、隧道震害及抗震(二)、隧道震害与支护关系隧道病害及其防治技术第35页六、隧道震害及抗震(三)、隧道震害防治与加固 问题加固方法有滑坡危险不安全斜坡新设抵抗偏压加厚边墙混凝土、拱架保护工 程，内衬砌，锚杆加固工程表面有岩石滑下危害洞口延长隧道，重新衬砌，进行防护有泥石流危险洞口治理山坡，筑防沙堤有山体崩毁、流沙历史，以及随喷水有泥砂流出区间山体注浆及排水衬砌背后有空洞回填注浆隧道病害及其防治技术第36页主要内容隧道病害概述1 1隧道衬砌裂损及其防治3 3隧道冻害及其防治4 4隧道衬砌腐蚀及其防治5 5隧道水害及其防治2 2隧道震害及抗震办法6 6煤层采空区处理方法7 7隧道病害及其防治技术第37页七、煤矿采空区处理(一)、煤矿采空区概念与分布 煤矿采空区是指在煤矿作业过程中，将地下煤炭或煤矸石等开采完成后留下空洞或空腔。因煤矿开采过程，会逐步打通地下煤炭所在位置到煤矿井口间隧道。伴伴随煤炭和其它它矿石不停停运出，地下形成了这么么煤炭采空区。隧道病害及其防治技术第38页七、煤矿采空区处理(二)、煤矿采空区危害 煤矿巷道普通只进行暂时支护，多采取取树脂锚杆+钢筋网进行防护。若煤矿巷道开挖后不进行回填，伴伴随时间推移将会造成塌陷、地面沉降等系列危害。造成农田无法耕种，地表水流失、采取取空区上方建筑物或构筑物受损。隧道病害及其防治技术第39页七、煤矿采空区处理(三)、煤矿采空区治理与恢复煤矿采空区治理与恢复方法主要有：（1）垮落法（2）充填法（3）支撑法（4）迟缓下沉法隧道病害及其防治技术第40页七、煤矿采空区处理(三)、煤矿采空区治理与恢复垮落法：使采空区悬露顶板垮落后充填采空区岩层控制方法.充填法：用充填材料充填采空区岩层控制方法.隧道病害及其防治技术第41页七、煤矿采空区处理(三)、煤矿采空区治理与恢复支撑法：在采空区下方普通混凝土柱等作支撑方法。迟缓下沉法：在采空区后方利用顶板下沉和底板隆起特征征任其自然合拢岩层控制方法隧道病害及其防治技术第42页七、煤矿采空区处理(三)、煤矿采空区治理与恢复 煤矿采空区经过一段时间后普通会形成塌陷，对采煤塌陷区进行综合治理普遍认为是一个世界难题。当前，我国传统治理模式主要为采煤塌陷稳沉后进行治理，即采煤塌陷赔偿损失塌陷地闲置治理。塌陷区治理工作一直面临着等“稳沉条件”成熟后再治理尴尬局面，所以这就呼吁咱咱们在发展经济时也要重视安全问题。隧道病害及其防治技术第43页谢谢 谢谢 聆聆 听听 ！隧道病害及其防治技术第44页