隧道维护检查方法与内容

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,隧道维护检查方法与内容,知 识 目 标,1.,隧道运营维护检查的方法与内容；,2.,隧道病害的原因分析；,3.,隧道水害的整治措施；,4.,衬砌裂损的整治方法。,一、隧道运营阶段的养护工作,影,响,隧,道,寿,命,的,因,素,1.,隧道的结构形式；,2.,使用的建筑材料；,3.,外界因素，如人为因素、工程地质和水文地质状态等。,隧道结构的寿命是指设计时预计的结构可安全稳定的工作年限。,砖石材料砌筑的隧道结构寿命一般为,7080,年；,钢筋混凝土的隧道结构寿命可达,100,年。,1.,运营状态监视；,2.,检查以便及时发现隧道结构出现的病害；,3.,分析引起隧道病害的原因；,4.,采取适当的维修及修复措施；,5.,评价隧道结构的安全性及稳定性。,为了延长隧道结构的寿命，应对隧道进行经常性的养护工作。,隧,道,养,护,内,容,运营状态监视,通过运营控制系统监视及控制车辆流动状态、,洞内的温度、湿度、通风、照明、有害气体,含量、火警能量供给状态等多项运营工作状态，,并可根据监视结果及时发现不正常状态，,调整隧道能量供给方式，节约运营费用。,例如可根据洞内有害气体的含量及车辆在不同时间的流量，,确定隧道通风机的工作状态，根据隧道洞内的不同位置,以及洞内外光线差别调整洞内照明的强度。,隧道检查有：,经常检查、定期检查、特别检查和限界检查。,经常检查,包括：排水设施是否通畅、衬砌表面,是否有漏水、洞口山坡是否可能有坍方落石、,隧道上方地表是否出现冲沟和陷穴。,定期检查,有工务段按铁路局工务处的布置，对管区内所有隧道进行,每年一次的全面检查。检查时间一般在春季或秋季，,故称为“春检”,或“秋检”。,内容：,包括洞口、洞内各种建筑物的状况，可能产生的病害，,洪水前后的状态变化，严寒地区春季冰雪融化后对建筑物的影响等。,特别检查,由铁路局组织或指定有关单位，,对个别长大的、构造复杂的和有严重病害的隧道,进行特别检查。,隧道限界检查,。,它是专门对隧道限界所进行的,全面检查，是隧道技术管理的重要内容之一。,工务规则规定，至少每,5,年要检查,1,次，并做好记录,以便存档。,水害、冻害、衬砌破损和衬砌侵蚀。,最常见的是水害，素有“十隧九漏”之说。,隧道,病害,类型,从地质情况来看,，,一般是断层破碎带、,风化变质岩地带、裂隙发育的岩体、岩溶地层、,软弱围岩地层等；,从地形情况看,，,多发生在斜坡、滑坡构造地带,和岩堆崩塌地带等。,病害易发地段,衬砌腐蚀,衬砌裂损,隧道渗水,隧道冻害,隧道病害专项检测,隧道衬砌裂缝检测,隧道病害的检查方法,(1),洞内肉眼观察；,（,2,）定期对设置的观察面进行量测，并用曲线外插,法预测变形及受力状态；,（,3,）观察地下水数量及水质变化；,（,4,）钻孔检查，了解岩石受力及松动状态、岩石,与隧道接触状态、隧道结构变形裂缝状态、,密封层防水性等；,（,5,）开挖检查井及坑道；,（,6,）现代测量方法，如物理地质电测法、地质电测法、,红外线测量法等。,衬砌裂损的描述,应明确表示发生裂损的部位和裂损程度。,破损部位,将衬砌划分为,左右拱圈、左右,边墙及仰拱,5,个,部分，再将每个,部分依周长划分,4,个等份，即把,隧道衬砌断面,分为,20,个部位，,如图。,衬砌各部位的划分,裂缝宽度,值是在缝口处沿垂直裂面方向量取的。,按裂缝宽度分,4,级：,0.3mm,毛裂缝；,0.3mm,2.0mm,小裂缝；,2.0mm20mm,，大裂缝,衬砌裂缝描述,当衬砌出现错牙裂缝时用,裂缝错距,表示。,沿裂缝垂直方向量取的,值称为,垂直错距,；,沿裂缝水平方向量取的,c,值称为,水平错距,。,走向大致,相同的两条,相邻裂缝,之间的距离,称为,裂缝间距,。,裂缝总面积（各裂,缝长度与裂缝宽度,乘积的综合）与,所分析的节段或,节段某一部分衬砌,表面积之比，称为,裂缝密度,。,引起,隧道,病害,原因,人为因素,（主要指,由于设计和施工,不当引起。）,自然因素,（指隧址,处地质及水文地质,、交通等状态的变,化所引起。,建筑材料：建筑材料强度低，质量差，,易老化。,设计不当：截面形状不合理，强度偏小，,密封及防排水系统不当。,施工不当：岩石松动或自承效应丧失，,支护结构与岩石接触差，仰拱合拢过晚，,开挖及衬砌方法不当等。,人为因素,地质状态,：作用在岩体上的外力荷载,发生改变；岩体自身由于发生应力重分布,、松动或出现膨胀应力而改变了岩石原来,的受力状态；围岩体积变化改变了原来,的围岩的作用。,内部荷载：,交通状态的改变使洞内荷载,强度及振动强度发生变化。,地貌改变：,如在隧道邻近处开挖土方，,进行振动较大的施工作业。,地下水影响：,隧址处地下水位改变，,水量及水质改变，密封层渗水等。,自,然,因,素,维修及修复措施,建筑材料因素,（,1,）如果由于建材强度低、质量差、易老化,而引起破损，可采用更换材料；,（,2,）如果建材易表面脱落、风化及腐蚀，可,在该表面抹水泥浆或喷混凝土；,（,3,）如果由于材料冻裂，特别是在洞口附近，,则需改善排水设施，尽可能将水引离结构，,并且加强通风。,维修及修复措施,设计因素,（,1,）如果由于外力过大，结构强度偏低时，可,考虑更换高强度材料；增加锚杆以改变原来结,构的受力形式；注浆加固以提高岩体的自承能力,并减少作用在隧道结构上的围岩压力。,（,2,）如果隧道结构无仰拱，墙脚发生塑性位移,时，若只加固支座地基效果不大，可考虑加锚杆,或注浆以加强衬砌与围岩的连接，加固侧墙或增,建仰拱。,施工因素,（,1,）如果施工不当而造成衬砌与岩体接触差时，,可考虑注浆或填充方法，加强围岩与衬砌的连接,以形成共同受力结构，减少松动；,（,2,）如果隧道结构由于局部施工引起的质量,较差，可考虑更换。,维修及修复措施,维修及修复措施,地质状态,如果由于围岩体积变化或由于岩体松动及应力重,分布而改变了原来的抗力作用时，可采用注浆填,充空洞，并用锚杆加强隧道衬砌与围岩之间的接,触，使它们共同受力。,地下水效应,（,1,）如果密封防水层局部破坏，可在渗水处插,软管将水排至排水沟，或增补局部阻水层将水路,阻塞，不让地下水流入隧道内部。,（,2,）如果密封防水层被大面积破坏而不起作用时,通常无法恢复原来的密封层，只有考虑放弃原来,密封层的作用，或在衬砌内表面重修防水层，或,采用改善排水系统功能的方法将水汇流后排出,洞外。,维修及修复措施,隧道结构的安全性及稳定性评价,隧道衬砌除了由于各种原因导致破损外，还有一个自然,老化的过程，即随着使用年限的增加，建筑材料慢慢地,腐蚀、脱落、强度降低，从而使功能逐步衰退、下降。,隧道在运营阶段，除了对破损要进行及时修复外，,还要对修复的效果及隧道的安全性、稳定性给予,正确的评价。,当对隧道评价结果证明隧道已无法正常运营使用，,并无法或不值得修复时则认为隧道已达寿命。,二、隧道档案的建立,每座隧道都应建立隧道档案，特别是,长大隧道的档案建立更应详细。隧道,档案应收集有关隧道的设计、施工及,竣工资料，还应包括养护与维修记录。,（,1,）隧道概况：隧道所处线路及区间名称，隧道全长、起讫里程、开工及竣工年月、地质情况等。,（,2,）隧道结构的断面形状：内轮廓尺寸、衬砌材料、避车洞设置情况等。,（,3,）辅助坑道：记录竖井、斜井、横洞及平导的位置及其他情况。,（,4,）线路情况：纵坡、平面、设备、道床、轨枕、钢轨等情况。,隧道设备概况,（,5,）洞内排水设施：排水沟类型、长度、深度；检查井形状、间距、数量；盲沟情况，钻孔排水、泄水洞水等情况。,（,6,）洞外排水设施：洞外排水沟类型、长度等。,（,7,）路堑的起讫里程、护坡材料等。,（,8,）通风设备情况。,（,9,）电力及照明设备情况。,（,10,）通讯设施情况等。,隧道设备概况,填写隧道病害记录时应注意：,（,1,）病害类型包括水害、冻害、衬砌病害、整体道床病害、限界不足及有害气体危害等。,（,2,）隧道水害分涌水、漏水、滴水、渗水和湿水；冻害分衬砌冻害、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。,（,3,）病害记录每年记录一次。,（,4,）记录病害发生时间如常年漏水、季节漏水或雨后几天漏水等。,隧道病害状态记录,在定期检查、专项检查及维修之后，应总结分析下述问题：,（,1,）针对隧道的主要病害状况分析其原因及危害性，并预测发展趋势。,（,2,）对主要病害曾采取过哪些整治措施，有何收效及经验教训。,（,3,）历年来经过基建、大修解决了哪些问题，还存在哪些问题。,（,4,）对整治病害及技术改造的意见。,隧道现状分析,三、隧道水害及整治措施,水害的种类及其危害,水害的整治措施,隧道水害,是指在隧道,修建或运营过程中遇到,水的干扰和危害。,水害不仅对隧道结构,产生危害，降低衬砌,结构的可靠性，导致,衬砌破坏，还会引发,其他病害。,水害产生的原因,1.,施工中的隧道水害,主要指隧道围岩的地下水或部分地表水，以渗漏或涌出方式进入隧道内造成的危害。,施工中隧道渗、漏水，造成洞内空气潮湿，不仅影响施工人员的身体健康，而且使施工机械、设备产生锈蚀、腐烂，使绝缘设施失效，造成电路短路、跳闸甚至漏电事故，危及人身、设备安全。,当变为突水或涌水时会造成塌方，斜井、竖井被淹，中断施工，造成重大的经济损失。,水害的种类及其危害,2.,运营中的水害种类及其危害,（,1,）隧道漏水,隧道衬砌的漏水现象一般表现为“渗”、“滴”、“淌”、“涌”几种。其危害有：,对电力牵引区段和电力配线，使电绝缘失效，发生短路、跳闸等事故，危及行车安全。,洞内空气潮湿，影响养护人员身体健康，使洞内设备（通讯、照明、钢轨等）锈蚀。,混凝土衬砌风化、腐蚀、剥落，造成衬砌结构破坏。,隧道底部积水造成道床基地被软化或掏空，使道床翻浆冒泥或下沉开裂，中断行车。,有冻害地段的隧道漏水会造成衬砌挂冰侵限和冻融破坏,。,水害的种类及其危害,（,2,）衬砌周围积水,指运营隧道中地表水或地下水向隧道周围渗流汇集。如不及时排走积水而引起的病害主要有：,水压较大时会导致衬砌破坏。,使原来完好的围岩及围岩的结构面软弱夹层因浸水而软化或导致对衬砌的压力增大，衬砌破裂。,使膨胀性围岩体积膨胀，导致衬砌破坏。,在寒冷地区发生冰涨和围岩冻胀，快速导致衬砌破坏。,水害的种类及其危害,（,3,）潜流冲刷,主要指由于地下水渗流或流动而产生的冲刷和溶蚀作用。,衬砌基础下沉，边墙开裂或仰拱、整体道床下沉开裂。,围岩滑移错动导致衬砌变形开裂。,对超挖回填不密实或未全部回填者，引起围岩坍塌，导致衬砌破坏。,侵蚀性水对衬砌的侵蚀。,水害的种类及其危害,水,害,产,生,原,因,勘察、设计,施工,材料,监理,验收,防水技术匹配,隧道水害进行综合整治，需要设计、施工、运营三阶段配合治理。,首先设计人员要重视建筑和结构上的防排水要求，了解工程地质和水文地质，对围岩地下水源、水量流向、水质等情况摸清，及时采用新技术、新材料和新的防水施工措施；其次，施工阶段水害治理得好，就会减轻运营中养护维修的任务，否则就会留下隐患，加重运营阶段的水害。,水害的整治措施,隧道治水的具体原则是“防、排、,截、堵相结合，因地制宜，综合治理”。,1.,排水与防水设施,（,1,）施工排水,隧道施工中应将洞内工程废水及时排出洞外，以防止坑道内浸水影响施工和淹没工作面。按开挖方向和线路坡度情况分为两种：,上坡进洞的排水方式。一般只需随着隧道的延伸，在一侧（或两侧）开挖排水沟，使水顺坡自然排出洞外。,下坡进洞的排水方式。采用抽水机排水，即间隔一定距离开挖集水坑，掌子面的积水用水泵抽到最近的集水坑，再用大功率抽水机抽出，经排水管排出洞外。,水害的整治措施,(2),运营隧道的排水,在衬砌外面设置排水设施。其施工难度较大，常用的做法有以下几种：,a.,岩石暗槽,。适用于围岩坚固稳定、水流清澈不含泥沙的地段，一般沿主要含水裂隙的走向开凿。,b.,盲沟,。按设置方向与隧道轴线的关系分为竖向盲沟、纵向盲沟和环形盲沟。主要适用于：,浅埋隧道地表潮湿、有积水，无法以地表排水疏干时；,衬砌背后有集中地下水出露；,有水地段但无明显的集中出水位置，应间隔,25m,设置竖向盲沟，并与纵向盲沟相连；,在衬砌的伸缩缝、沉降缝、断面变化处设置竖向盲沟。,c.,围岩排水钻孔,。在隧道衬砌背后的岩体内布置一排或多排钻孔，使之形成一个或多个集渗幕，用于疏干围岩。它不必拆除旧衬砌，可利用辅助坑道或避车洞延伸而将集渗幕设在岩体内。一般用于,级以上围岩较好，如用于,级以下围岩时，宜在孔内设过滤器，以防塌孔或淤塞。,d.,纵向排水沟,。一般设在隧道两侧或地下水来源测，也可设在隧道中心。,e.,横向排水沟,。当隧道纵向排水沟只设在一侧或位于中心时，需用横向排水沟作导引排水，即将盲沟汇集的水引入纵向排水沟排出。,水害的整治措施,在衬砌内设置排水设施。其主要优点是可以不开凿衬砌，工程量小，施工简单；缺点是不易对准地下水露头位置，疏干围岩范围小，在冬季发生冻结的地段不能采用。在衬砌内设置排水设施的主要形式有：,a.,引水管。主要用于衬砌湿痕或背后积水较高位置的引水，一般采用铁管、胶管、硬塑料管，并将其固定在拱墙内表面。,b.,泄水孔。主要作用是排出衬砌背后的积水，将水引入洞内排水沟。泄水孔位一般不高于水沟盖板或人行道。,c.,引水暗槽。衬砌凿出小槽，表面用砂浆封闭，将多个泄水孔的水引入一个槽中排入水沟内。暗槽以竖槽为主。,水害的整治措施,（,3,）衬砌自防水。,衬砌自防水是以衬砌结构本身的混凝土密实性实现防水功能的一种防水方法。该方法造价低，工序简单，施工方便。,防水混凝土是通过加入少量外加剂或高分子聚合物材料，并通过调整配合比，抑制混凝土孔隙率，改善孔结构，增加原材料界面的密实性，达到防水的目的。防水混凝土更主要的是防渗。,水害的整治措施,（,4,）外贴防水层。,对新建隧道或更换衬砌的运营隧道，可施作外贴防水层，结合洞内排水设施，该法可获得良好的防治水害效果。,外贴防水层的主要做法是贴涂法，即直接在衬砌外围粘或喷涂防水层，以保护衬砌。主要有防水卷材和防水涂料两种。,水害的整治措施,（,5,）内贴防水层。,内贴防水层不用凿开衬砌，比外贴防水层施工简单，成本低，可随时检修，因此在运营隧道养护维修中，是最常用的整治水害方法之一。,喷浆防水层,喷射混凝土防水层,砂浆抹面防水层,喷涂乳化沥青乳胶防水层,水害的整治措施,（,6,）压注浆液,压注法就是用压力把某些能固化的浆液注入隧道围岩及衬砌混凝土的裂缝或孔隙，以改善其物理力学性能，达到防渗、堵漏和加固的目的。注浆材料主要有水泥浆液和化学浆液。,化学浆液品种较多，主要有环氧树脂类、中基丙烯酸酯类、丙烯酰胺类、木质素类等。化学浆液的特点是：可注性好，适应广泛，胶凝时间可准确掌握，抗渗性好；但其成本较高，部分浆液材料有一定毒性。,水害的整治措施,（,7,）施工缝、变形缝防水,对新建或更换衬砌的隧道，变形缝、施工缝的防水可随混凝土灌注同时进行施工，采用的主要材料有：,止水带,遇水膨胀橡胶,各种密封材料。主要有改性沥青和高分子密封材料。,水害的整治措施,2.,衬砌漏水的封堵,对某些隧道衬砌的渗漏水，除采用排水措施外，还可以用堵漏材料进行封堵。所谓堵漏材料就是一种能在几十秒或数分钟即开始初凝的材料。常用的堵漏材料有,：,水害的整治措施,（,1,）无机高效防水粉。它是一种硬性无机胶凝材料，,主要有堵漏王、堵漏停、堵漏灵、确保时等，其终凝时间,为,2.56h,，特点是无毒、无味、无污染、耐高温、抗低寒，,可在潮湿结构上施工，并有较好的黏结性。,（,2,）水泥类堵漏材料。主要有双快水泥、,石膏,-,水泥和水泥,-,防水浆等堵漏材料。,3.,截水设施,截水就是截断流向隧道的水源，或尽可能使其流量减少，从而使隧道围岩的水得不到及时补充，达到疏干围岩、根治水害的目的。,水害的整治措施,（,1,）地表截水,地表截水就是在地表截断流向隧道围岩的水，主要有：,对洞顶的积水洼地，宜开沟疏导引流。,对洞顶以上的水工隧道、水库、稻田、输水渠等造成隧道漏水的，要做防渗处理。,对施工及地质勘测留下的钻孔、坑道、洞穴，要做好排水处理或封填。,对断层破碎带、陷穴、漏斗等，如有较大径流进入时，宜做截水沟或回填；若无明径流，但却影响隧道漏水时，应采取封闭措施（换填、注浆等）,（,2,）地下截水,当隧道衬砌周围地下水有明显的集中来水通路，导致地下水流量很大时，可采取地下水截水设施截断水源。,泄水洞。,钻孔截水。,拦截暗河。,防渗帷幕截水。,四,.,隧道衬砌裂损及整治措施,（一）衬砌裂损的特点,1.,裂损的自然发展过程,衬砌结构受力,局部出现少量裂纹,裂纹宽度、密度增大，隧道净空变小,局部掉块、失稳，甚至拱塌墙倒。,2.,裂损发展的主要规律,衬砌的裂损发展一般有缓慢变化、急剧变化、相对稳定三个不同的阶段。这三个阶段往往是呈周期性交替出现。,（,1,）节段衬砌没成环之前出现的裂损，在成环之后可能渐趋稳定。,（,2,）由于衬砌背后回填不及时造成的裂损，在回填之后可能渐趋稳定。,（,3,）因拆模过早造成的裂损，待圬工强度提高后可能呈相对稳定。,（,4,）由于围岩膨胀引起的裂损，可能使已呈稳定的裂损重新发展，或使完好的衬砌发生裂损。,3.,裂损的分布特点,（,1,）沿纵向节段分布特点,洞口与洞口段，特别是斜交洞门有偏压或边、仰坡不稳固的洞口段。,设有大型洞室的节段或各种洞室的接头处。,洞身穿过断层、破碎带等山体压力大且岩体不稳定的节段。,洞身穿过软弱围岩的节段。,寒冷地区围岩有冻胀现象的节段。,衬砌实际厚度不足或圬工强度过低的节段。,施工中超挖过大没有回填或回填不密实及施工中发生大塌方的节段。,（,2,）按横截面分布,洞口附近及傍山隧道靠山侧裂损多，靠河侧少。,衬砌断面对称，实际荷载分布不对称的变形、移动和裂损的部位也不对称。,衬砌变形、移动和裂损多沿施工期间出现过的裂缝发展。,衬砌背后存在没有回填或回填不密实处则该部位易出现较大的移动和外鼓。,采用三心圆拱衬砌的隧道，易在拱腰产生内鼓开裂，拱顶内缘压碎。,由于各种原因造成衬砌厚度不足时，则此处衬砌容易发生变形和裂损。,（二）衬砌裂损的整治措施,1.,整治原则,首先要消灭已有的衬砌裂损带来的对结构及运营的一切危害，并防止再加大裂损。其次是采取以稳固围岩为主，稳固围岩与加固衬砌相结合的综合治理措施。,2.,稳固岩体的工程措施,（,1,）治水稳固岩体,地下水的浸泡与活动对各种围岩的稳定性消弱最大。通过疏干围岩含水，并相应采取治水措施是稳固岩体的根本措施之一。,（,2,）锚杆加固岩体,对较好的岩体，自衬砌内侧向围岩内打入一定数量和深度（,3.5m,）的金属锚杆、砂浆锚杆，可以把不稳定的岩块稳定在稳定的岩体上，提高破碎围岩的黏结力，形成一定厚度的承载拱；在水平层状的岩石中把数层岩层串联成一个组合梁，与衬砌共同承受外荷载。,（,3,）注浆加固岩体,通过向破碎松动的岩体压入水泥浆和其他化学浆液（如铬木素、聚氨酯等）加固围岩，疏散地下水对围岩的浸泡与渗入衬砌，使衬砌背后形成一个,14m,厚的人工固结圈，就能有效地稳固岩体，防止地下水的侵入，甚至使作用在衬砌上的地层压力大小和分布产生有利的转化，有利于衬砌结构的受力和防水。,（,4,）支挡加固岩体,对靠山、沿河偏压隧道或滑坡地带，除治水稳固山体外，还可采用支挡措施，包括设支挡墙、锚固钻（挖）孔桩等来预防山体失稳与滑坡。,（,5,）回填与换填,如果衬砌外周围存在着各种大小的空隙（如超挖而没有回填），不仅使地层压力分布产生不利影响，而且使得衬砌结构失去周边的有利支撑条件，不能使衬砌的承载能力得到更大的发挥。此时要采取回填措施，用砂浆或混凝土将围岩空隙回填密实。,如果隧道底部存在厚度不大的软弱不稳定的岩体或有不稳定的充填物，可以采取换填办法处理。,3.,衬砌的更换与加固,已破损的衬砌一般均有相当大的支护潜力，可以充分利用，仅在没有加固条件或经济上不合理的情况下，或者根据长远技术改造规划的要求才采用更换衬砌的办法。加固工程的主要方法如下：,（,1,）压浆加固。圬工体内压浆加固、衬砌背后压浆加固。,（,2,）嵌补加固。即将裂缝修凿剔深，在缝口处用水泥砂浆、环氧树脂砂浆进行嵌补。,（,3,）锚喷加固。,（,4,）套拱加固,如果混凝土质量差，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，可对衬砌拱顶加筑套拱或全断面加筑套拱。事实上，套拱加固已日益被锚喷加固所替代。,（,5,）更换衬砌。,衬砌破坏严重，已丧失承载能力，用其他整治补强手段难以保证结构稳定，或者衬砌严重侵入限界，采用其他整治措施有困难时，可采用全拱更换，彻底根除病害。,五、衬砌侵蚀及整治措施,1.,衬砌侵蚀的种类及危害,隧道内金属构件的锈蚀、混凝土衬砌的侵蚀破坏，都属于腐蚀病害。,一般混凝土具有较好的耐久性、耐腐蚀性和较高的强度。但是一旦由于地下水的侵入，衬砌受到侵蚀介质的经常作用，就会出现起毛、酥松、蜂窝麻面、起鼓剥落、集料分离等病害，导致材料强度降低，衬砌厚度变薄，渗、漏水严重，降低其使用寿命。,（,1,）水蚀,主要指衬砌受到地下水的作用而产生的腐蚀。一般发生在隧道的拱部、边墙、仰拱、排水沟和电缆沟等部位。,A,溶出型侵蚀。主要指水泥石中的生成物被水分解溶失造成的侵蚀，表现为外观尚完善，常有白色沉淀物，内呈多孔状，强度较低。,B,硫酸盐侵蚀。主要指环境水中含有硫酸根离子对混凝土的侵蚀。,C,镁盐和氨化物的侵蚀。,（,2,）烟蚀,主要指蒸汽机车牵引的区段，其产生的“烟雾”对衬砌混凝土产生的侵蚀，分为化学性侵蚀和机械性侵蚀两种。,（,3,）冻蚀,是指在严寒地区的隧道，混凝土衬砌由于冻融交替产生的侵蚀。,（,4,）集料溶胀,是指衬砌混凝土中的粗、细集料中含有遇水溶解和膨胀的材料而造成的对衬砌的侵蚀。,2.,混凝土侵蚀的整治措施,（,1,）防侵蚀原则,在各类侵蚀病害中,除了烟的侵蚀外，水是主要的致害媒介。因此。,防蚀必先治水,。,铁道部部颁标准,铁路混凝土及砌石工程施工规范,中指出：凡具有煤系地层、含硫化矿地层、含石膏地层、含盐地层、淤泥泥炭地层、盐渍土、盐田、海水及其渗入范围等地理条件的地区，可能产生环境水对混凝土的侵蚀破坏，应予注意。,环境水对混凝土和水泥砂浆的侵蚀作用主要可归纳为三种：,溶出性侵蚀,(,即非结晶性侵蚀,),结晶性侵蚀,复合性侵蚀,(,溶出性和结晶性两种侵蚀同时作用或交替作用,),。,对溶出性侵蚀，只要能解决衬砌的渗、漏水问题。彻底治理好水，就能达到防蚀的目的。,对于结晶性侵蚀，由于侵蚀是因水泥中的化合物与水作用后的新生成物或水中盐类介质析出结晶，发生体积膨胀而导致材料破坏。而析出结晶的条件是混凝土中的干湿变化，干湿变化越频繁，侵蚀速度越快。因此，对这类侵蚀，只防止渗漏而不防止混凝土充水是不行的，不但要防渗漏，还要防止混凝土浸水，避免侵蚀水与混凝土发生作用，这就需要采用抗侵蚀混凝土修建衬砌或利用防蚀层防止混凝土衬砌的侵蚀。,2.,防侵蚀的方法,(1),采用抗侵蚀混凝土。,抗侵蚀水泥材料的选择。抗硫酸盐水泥、火山灰质水泥具有较好的抗硫酸盐和海水腐蚀的能力；矾土水泥抗各种化学腐蚀的能力较强；火山灰质水泥对各种化学侵蚀介质也有较好的抵抗能力，价格又便宜，适合于在中、低侵蚀性介质中使用，但其抗冻性较差，使用时需加注意。,对于抗硫酸盐侵蚀的隧道，在注浆与浇筑混凝土时以采用低碱高抗硫酸盐水泥为佳；在运营维修、养护堵漏、抹面、喷混凝土或砂浆时，以选用双快水泥为佳。,采用外加剂。,A.,采用火山灰质的活性掺和料。,B.,加入减水剂。,C.,采用提高混凝土密实性和抗渗性的外加剂。,(2),采用防蚀层,。,采用防蚀层是一种对混凝土表面进行处理的方法，把各种耐腐蚀的材料铺设在衬砌混凝土的表面，使之成为一层防蚀层，是提高衬砌抗腐蚀能力的常用方法。,防蚀层铺设面的确定。防蚀层可以设在衬砌外面，也可以设在衬砌内面，对隧道衬砌，一般采用防蚀层与防水层合二为一，在衬砌外面铺设。,制作防蚀层。防蚀层按其成型工艺有注浆、抹面、喷涂,(,喷射混凝土和喷涂料,),和块材镶砌等。,伸缩缝、变形缝防蚀。当隧道衬砌的沉降缝、伸缩缝发生腐蚀病害时，一般可在病害发生处作位于衬砌背后的排水盲沟把水排走。如果采用防水措施，可用油膏和胶油嵌缝，缝口再用氯丁橡胶黏合剂粘贴氯丁橡胶，用开卸式塑料止水带或软的聚氯乙烯板条封口。施工缝如果发生腐蚀，可用聚氨酯压浆防水，同时兼有防蚀作用，或预留凹槽，用硫黄胶泥腻缝。,已腐蚀衬砌的加固与翻修。一般的措施有抹补、浇补、镶补等方法。,五、隧道冻害及整治措施,我国幅员辽阔，冻土地区分布广泛,(,其中多年冻土占整个陆地面积的五分之一,),，在寒冷地区修建隧道是不可避免的。隧道冻害会导致衬砌冻胀开裂，以至疏松剥落，造成隧道衬砌结构的失稳破坏，降低衬砌结构的安全可靠性，严重影响运输的安全和隧道的正常使用。,防治与整治隧道冻害是十分必要的。,一、冻害的成因,1.,寒冷气温的作用,隧道冻害与所在的地区气温,(,低于,0,或正负交替,),有直接关系。,2.,季节冻结圈的形成,沿衬砌周围各最大冻结深度连成的一个圈叫做季节冻结圈。当衬砌周围超挖尺寸大小不等，超挖回填用料不当及回填密实不够产生积水时，则形成冻结圈。,在严寒冬季，较长的隧道两端各有一段长度能形成冻结圈，叫做季节冻结段。中部的一段，因不会形成季节冻结圈，叫做不冻结段。隧道两端冻结段长度不一定相等。,隧道的排水设备如埋在冻结圈内,冬季易发生冰塞。,在冻结圈范围内的岩土,由于受强烈频繁的冻融破坏，风化破碎程度与日俱增,也是冻害成因之一。,3.,围岩的岩性对冻胀的影响,隧道的季节冻结圈内如果是非冻胀土，就不会发生冻胀性病害。冻结圈内冻土的分布情况决定了发生冻害的部位，如果隧道围岩全是冻胀性土且均匀分布，则冻胀沿衬砌外围对称均匀分布；如果是冻胀性土成层状分布，就可能出现冻胀部位不对称和非均匀分布。,4.,隧道设计和施工的影响,隧道在设计和施工时,对防冻问题没有考虑或考虑不周，造成衬砌防水能力不足，洞内排水设施埋深不够，治水措施不当，加上施工单位未能按规范认真施工等，都会造成和加重运营阶段隧道的冻害。,二、冻害的整治措施,严寒及寒冷地区隧道冻害的防治与整治，其基本措施是综合治水、更换土壤、保温防冻、结构加强、防止融塌等，可根据实际情况综合运用。,1.,综合治水,隧道冻害的根本原因就是围岩地下水的冻结，如果能将水排除在冻结圈以外，杜绝水进入冻结圈，就能达到防治冻害的目的，即综合治水是防治冻害的最基本措施。,为防治冻害而采取的治水措施主要是：消灭衬砌漏水缺陷，保证衬砌圬工不再充水受冻，同时加强结构层和接缝防水,(,所用防水材料要有一定的抗冻性,),；对有冻害的段落，要设置防、排水系统，不允许衬砌背后积水，并防止冻结圈外的地下水向冻结圈内迁移；衬砌背后空隙用砂浆回填密实；排水设施或泄水沟应保证在任何季节、任何条件下不冻结，在严寒地区可采用中心深埋泄水洞。,2.,更换土壤,把冻结圈内的围岩更换或改造，将冻胀土变为非冻胀性土，从而达到防治冻害的目的。,更换土壤就是将强冻胀土,(,主要是细粒土,),，更换为透水性强的粗粒土。,把冻胀性土改造为非冻胀性土的方法主要有：向冻结圈内注入水泥浆液或其他化学浆液，使围岩固结而消除冻胀性；向冻结圈内注入憎水性填充材料，使之堵塞所有孔隙、裂隙，从而通过阻止土中水分迁移和聚冰作用来消除围岩冻胀。,3.,保温防冻,保温防冻就是通过控制温度，使围岩中的水分达不到冰点，达到防治冻害的目的。,采用的类型主要有：保温、供热、降低水的冰点。,(1),在隧道内加筑保温层。在消除隧道渗、漏水的基础上，隧道衬砌的内缘,(,或外缘,),或双层衬砌之间加筑一层保温衬层，防止衬砌周围形成季节冻结圈，以消除冻害所采用的保温材料主要有：加气混凝土、泡沫混凝土、浮石混凝土、膨胀珍珠岩混凝土等，一般厚度需要,2040cm,。保温衬层的四周应设防潮层，以避免受潮失效，而且不能与结构层共同,受力。,(2),降低水的冰点。,在对隧道局部范围的冻害作临时处理时，可向围岩注入丙二醇、氯化钙、氯化钠等，使水的冰点降低，从而降低围岩的起始冻结温度，达到防冻的目的。,(3),供热防冻。,供热防冻采用不多，一般只在紧急情况下使用，主要的方法有红外线融冰、电热、锅炉采暖等。,4.,防止融塌,在洞内就是要防止基础融沉和道床春融翻浆。前者可以将边墙加深至冻土上限以下或冻而不胀层，后者可加强底部排水，疏干底部围岩含水或采用换土法。两者只要能防止冬季冻胀，就可同时解决春季融沉问题。,5.,结构加强,结构加强是防治冻害不可缺少的措施和内容，对于因冻害而开裂的衬砌，应采取减轻冻害因素的措施，结构加强的主要措施是：,(1),加大侧向拱度,使拱轴线能更好地抵抗侧向冻胀。,(2),拱部衬砌厚度增加,一般加厚,10cm,左右。,(3),提高衬砌混凝土强度等级或采用钢筋混凝土。,(4),隧底增设混凝土支撑。,思 考 题,1.,隧道运营阶段有哪些养护工作,?,2.,隧道病害的类型有哪些,?,3.,用哪些要素来描述隧道衬砌的裂损,?,4.,隧道水害的种类、产生原因及整治措施有哪些,?,5.,隧道衬砌裂损的类型、分布特点及整治措施有哪些,?,6.,隧道衬砌侵蚀的种类及整治措施有哪些,?,7.,隧道冻害的种类、产生原因及整治措施有哪些,?,