隧道维护检查方法与内容

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。
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、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。
小裂缝； 2.0mm<δ≤20mm
中裂缝； δ>20mm，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ε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
隧道维护检查方法与内容
知
识
1.隧道运营维护检查的方法与内容；
目
2.隧道病害的原因分析；
标
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
隧道结构的寿命是指设
计时预计的结构可安全
影
稳定的工作年限。
响
隧 道
1.隧道的结构形式； 2.使用的建筑材料；
寿
3.外界因素，如人为因素、工程地质和水文地质状态等。
• 地质状态：作用在岩体上的外力荷载
自
发生改变；岩体自身由于发生应力重分布
然
、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
因
的围岩的作用。
素
• 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，
道 水害、冻害、衬砌破损和衬砌侵蚀。
病 害
最常见的是水害，素有“十隧九漏”之说。
类
病型
害 从地质情况来看，一般是断层破碎带、
易 发
风化变质岩地带、裂隙发育的岩体、岩溶地层、
地 软弱围岩地层等；
段 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。
隧道渗水 衬砌裂损
隧道冻害 衬砌腐蚀
隧道病害专项检测
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δ δ值是在缝口处沿垂直裂面方向量取的。
按裂缝宽度分4级： δ≤0.3mm,毛裂缝； 0.3mm<δ≤2.0mm
或下沉开裂，中断行车。 ⑤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： ①水压较大时会导致衬砌破坏。 ②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。 ③使膨胀性围岩体积膨胀，导致衬砌破坏。 ④在寒冷地区发生冰涨和围岩冻胀，快速导致衬砌 破坏。
隧道现状分析
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。
三、隧道水害及整治措施
命
的
因
砖石材料砌筑的隧道结构寿命一
素
般为70~80年；
钢筋混凝土的隧道结构寿命可达
100年。
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。
• 1.运营状态监视；
隧
• 2.检查以便及时发现隧道结构出现 道
的病害；
养 护
• 3.分析引起隧道病害的原因；
内
容
• 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。
（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。
(2)运营隧道的排水
①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2~5m设置竖
水量及水质改变，密封层渗水等。
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。
防水技术匹配
水害的整治措施
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。
维修及修复措施
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
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。
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。
水害的整治措施
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Ⅳ级以上围岩较好，如用于Ⅳ级以下围岩时， 宜在孔内设过滤器，以防塌孔或淤塞。
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：
①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。
②洞内空气潮湿，影响养护人员身体健康，使洞内设备（通讯、 照明、钢轨等）锈蚀。
③混凝土衬砌风化、腐蚀、剥落，造成衬砌结构破坏。 ④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
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。
隧
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。
人为因素
• 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。
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。
水害的种类及其危害 水害产生的原因 水害的整治措施
水害的种类及其危害
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。
隧道病害状态记录
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。
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。
①衬砌基础下沉，边墙开裂或仰拱、整体道床下沉 开裂。
②围岩滑移错动导致衬砌变形开裂。 ③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。 ④侵蚀性水对衬砌的侵蚀。
勘察、设计
水
施工
害
产
材料
生
监理
原
因
验收
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，
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。
维修及修复措施
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。
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。
隧道设备概况
（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。
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。
隧道治水的具体原则是“防、排、
截、堵相结合，因地制宜，综合治理”。
水害的整治措施
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： ①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。 ②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。