隧道质量通病与防治

按隧道衬砌裂缝产生的原因分类：
界面裂缝（主 要有干缩裂缝、 温度裂缝等）
荷载作用 产生的变 形裂缝
预防措施:
(l)隧道施工方面。加强施工中的地质复查核实工 作，对开挖暴露后的围岩情况与设计不符，要及 时与设计沟通，做好设计变更，选择正确的施工 方法，做好过程控制。
预防措施:
(2)二衬混凝土材料改善。二衬混凝土失水收缩和温度 差产生的温变是导致隧道二衬裂缝的重要原因之一。 首先要严格控制施工配合比，特别是水灰比。通过合 理添加膨胀剂等外加剂，可有效降低二衬混凝土温缩 和失水收缩，提高二衬的抗裂缝能力。
二衬渗漏水化学注浆措施：
化学注浆过程
二衬渗漏水整治措施
涂抹防水涂料
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水泥基渗透结晶型防水 涂料是一种由硅酸盐水泥、 硅砂和活性化学物质配制 而成的粉状混合物,是目前 世界上先进的刚性防水材 料。针对部分地段混凝土 表面湿渍和施工缝渗漏水, 考虑到不破坏止水带,主要 采用注浆和涂抹防水涂料 的方法进行处理。
整治措施
一是变更，在三捡报告出 初步结果时，抓紧时间变 更；二是做好沟通；三是 找有资质的单位进行验算 ；四是返工处理。
钢筋间距过大、型号错误、缺失
在隧道进行第三方无损检测后，发现二衬整板或者局部缺失钢筋， 双层钢筋变单层钢筋的，钢筋间距过大的，钢筋型号错误（以小代大）的情况。
第三种：施工缝处理不规范
产生原因：一是安装错误，一般止水带安装要求整环无搭接，现场 往往使用裁断安装的方法进行安装，导致止水带失效。二是固定错 误，传统做法是用L型钢筋，让止水带弯成直角，一端埋入混凝土内， 一端紧贴端头模，拆模后，将紧贴端头模那一端扒开撑直，将止水 带恢复成180度，打入后一板衬砌的混凝土内。这种方法看似简单 易操作，实际上时行不通的，也是产生止水带偏位的主要原因。
二衬裂纹的整治措施：
表面封闭法：如裂缝宽度在0～0.2mm之间，且无明显的剪切滑移、 渗水迹象，对结构的强度、刚度、稳定性会产生一定的影响，但不影 响结构安全和正常使用，可采用直接涂抹法进行处理，涂抹材料建议 用水泥基渗透结晶型材料或环氧树脂混凝土修补，且要加强养护。
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二衬裂纹的整治措施：
埋管注浆法：如衬砌混凝土裂缝宽度在0.2～0.5mm之间，无明显错动迹象 ，但有渗水现象发生，可采用埋管注浆法修补。浆液可采用环氧树脂、聚氨 酯浆材等，可加入适量稀释剂以降低浆液粘度，便于灌注。如裂缝有明显的 剪切滑移迹象，除采用埋管注浆法外，还应进行锚固注浆。
敲击现场
检测架
隧道敲击排查工具
敲击工具二（钢管带钝头与尖头） 敲击工具一(破尖锤)
隧道空响、空洞
混凝土松散、不密实
意义
消除线路运营 时安全隐患， 降低运营风险 ，减少运营后 再整治的病害 。为了安全！
隧道质量通病的种类
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隧道二衬裂纹、渗漏水；
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钢筋保护层不足、二衬钢筋 缺失、钢筋间距过大； 施工缝不规范;
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混凝土空响、空洞。
第一种：隧道二衬裂纹、渗漏水；
纵向裂缝（沿线路方向）
环向裂缝（与线路方向垂 直交叉）
二衬渗漏水整治措施 引排
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当裂缝渗水量较大(以线状流出、滴水)、渗水含泥砂且水压大时,应先做引排。 引排开槽的断面形状以矩形或倒梯形为好,封堵槽沟时要加混凝土界面剂。引排管用 半圆形PVC管或小直径钢纤透水管均可。封槽后应注意使结构表面平整、光滑。引 排管上端应高于渗水部位10cm以上,并一直通到洞内排水沟。封槽材料有:双快水泥、 堵漏灵、堵漏停、聚合物水泥砂浆、改性环氧树脂砂浆、普通速凝砂浆及聚氨酯密 封胶等，底板渗水采用横向开槽处理，反扣角钢或者槽钢上浇筑混凝土。
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注浆过程
注浆后
二衬裂纹的整治措施： 二衬裂纹整治效果经取芯检查，发现不同队伍整治存在较大偏差、
甚至存在假处理现象，现场逐分部纠偏或部分重新整治返工。
裂纹检测：取 芯检测
二衬裂纹的整治措施：
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凿槽嵌补法：如衬砌混凝土裂缝宽度0.5～1mm之间，且无明显的剪 切错动渗水迹象，可采用凿槽嵌补法修补。凿槽槽宽2～5cm，槽深 根据裂缝深度确定，最大深度不得超过三分之二衬砌厚度。
斜向裂缝（与线路成角 度交叉）
隧道二衬裂纹：根据裂缝走向及其和隧道纵轴 方向的相互关系，分为三种。
1、纵向裂纹 隧道二衬纵向裂纹：纵向裂缝平行于隧道轴线，其危 害性最大，发展可引起隧道掉拱、边墙断裂，甚至引 起整个隧道塌方。纵向裂缝分布具有拱腰部位比拱顶 多，双线隧道主要产生在拱腰，单线隧道主要产生在 边墙的规律。从受力分析来看，隧道拱顶混凝上衬砌 一般是内侧受压形成内侧挤压混凝上衬砌开裂、剥落 掉块;拱腰部位主要是混凝土衬砌内侧受拉张开;拱脚部 位裂缝则会产生衬砌错动，导致掉拱可能;边墙裂缝常 因混凝上衬砌内侧受拉张开而错位，会使整个隧道失 稳。
二衬渗漏水整治措施
隧道衬砌开裂常伴随渗漏水，因此，衬
砌开裂与渗漏水防治通常是结合在一起的，
以上各种处置方法可根据具体情况综合使用。
第二种：钢筋问题
钢筋保护层不足
型号错误 间距过大、缺失
钢筋保护层不足
混凝土保护层垫块 未安装或者安装不 到位，钢筋骨架尺 寸计算错误，钢筋 骨架安装加固不到 位，混凝土浇筑过 程中钢筋产生移位 。防水板焊接固定 不牢也可导致钢筋 保护层不够。
施工缝不规范 一般台车长度为9m、12m两种， 每隔一个台车位就会产生一道施 工缝。铁路静态验收时，工务段特 别重视施工缝，几乎是每道缝检查 三遍，左右边墙加拱顶，格外严格。 施工缝主要问题有5类。
止水带外露
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月牙形闭环 裂纹
废边、掉块
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混凝土易漏浆， 造成松散不密实
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错台
第一类：止水带外露
产生原因
第四类：混凝土松散、不密实
产生原因：端头模封堵不到位致混 凝土漏浆；混凝土施工时漏振。
预防措施：模板封堵严实， 加强振捣。
整治措施：面积范围较小的将松 散混凝土打磨清除，范围大的将 混凝土凿除重新浇筑。
第五类：错台 产生原因：一是台车变形，二是台车加固 不到位，三是填窗孔封堵不严实。 危害：错台导致，隧道断面产生突变，高速 列车在运行时，气流运行轨迹形成突变，严 重时会产生车体晃动，甚至列车脱轨。 预防措施：及时修正二衬台车，避免出现 板间错台，二是封堵好填窗孔。
产生原因
预防措施
整治方案
钢筋间距过大、型号错误、缺失
产生原因
围岩等级变化里程错误， 有钢筋地段与无钢筋地段 交接处容易产生错误；施 工队偷料，报检有钢筋， 检测无钢筋，报检过后合 台车之前将钢筋拆除；项 目部方案优化。
预防措施
一线技术人员必须掌握施 工台账，及时与测量人员 沟通，掌握好测量数据， 避免出现错误；台车合模 后报检，技术人员一定要 对内部钢筋重新察看检查 ，留取影像资料，混凝土 浇筑时必须在场。
二衬渗漏水整治措施 注浆封堵
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对处于水位线以下的结构渗水裂缝,只用凿槽封堵 的方式治理不能彻底,复发率很高,采用注浆封堵的方式 较为合理。同时这类裂缝多数比较细窄,耗浆量不多,注 浆材料固化后与原混凝土有较好粘结密封性。 ①超细水泥注浆：对于裂缝宽度在0.5mm以上、 水量不大时,采用超细水泥进行注浆封堵； ②水泥-水玻璃双液注浆：对拱墙大面积渗水、施 工缝渗水等情况采用水泥-水玻璃双液注浆施工； ③其它新型、高性能化学浆液。
隧道质量通病与防治
隧道质量通病与防治
定义
隧道整治
背景
意义
隧道质量通病与防治
定义
隧道质量缺陷通 病的整治，主要 针对隧道二衬混 凝土，与混凝土 质量通病有部分 类似，增加了一 些隧道工程特有 的工序与部位。
背景
总公司2013年3 月下发《关于开 展铁路隧道、路 基工程质量专项 整治的通知》(铁 总办函〔2013〕 11号)的文件。温 福线、沪昆线拱 顶掉块事故的影 响。
图示
止水带外露 现场照片
止水带外露
止水带夹层
止水带外露 现场照片
止水带搭接
止水带被混凝土淹没
止水带外露 预防措施 预防措施：改变止水带安装方案，可采用定型钢模板做端头模，便 于固定止水带在中间。
止水带外露 实施效果
止水带外露
整治措施
将偏位的止水带割除，混凝土打磨平顺，切记修补。
第二(三)类：废边、掉块，出现月牙形闭环裂纹
加密钢筋保护层垫块，垫 块多采用水泥垫块，强度 一定要够，钢筋骨架尺寸 计算准确，安装一定要牢 固，混凝土浇筑过程中注 意观察，避免出现振捣时 碰到钢筋；
对于钢筋保护层轻微不足的 （轻微露筋或者混凝土表面出 现钢筋印迹的），可采用在表 面涂刷硅烷浸渍，增强表面混 凝土，或者涂刷水泥基渗透结 晶型材料（耐久性混凝土修补 材料）；对于混凝土表面局部 露筋严重的，可采用钢筋复位 的方法进行修补，严重不足的 返工处理。
2、环向裂纹 隧道二衬环向裂纹：环向裂缝主要由纵向不均匀荷载 、围岩地质变化、沉降缝等处理不当所引起，多发生 在洞口或不良地质地带与完整岩石地层的交接处。
3、斜向裂纹 隧道二衬斜向裂纹：斜向裂缝一般和隧道纵轴呈45°左 右，也常因混凝土衬砌的环向应力和纵向受力组合而 成的拉应力造成的，其危害性仅次于纵向裂缝。
将施工缝切成2*2cm“V” 型边，废边、掉块部位凿 除，打磨平顺，不予修补； 月牙形裂纹纵向宽度小于 等于15厘米,存在掉块风 险的，须凿除处理，与二 衬结合部位打磨平顺； 整治措施
产生原因
预防措施
现场整治照片
将施工缝切成2*2cm“V”型边，废 边、掉块部位凿除，打磨平顺，不予 修补；月牙形裂纹纵向宽度小于等于 15厘米,存在掉块风险的，须凿除处 理，与二衬结合部位打磨平顺；
预防措施:
(3)尽可能采用先进的施工技术设备，尽量减少施工 对围岩的扰动，提高衬砌质量。施工中可采用光面 爆破，严格控制超欠挖，保证二衬结构厚度的均匀 性。受铁道部2010年下发120号文件的关于隧道二 衬安全步距的影响，混凝土距离掌子面太近，爆破 施工产生的震动与冲击波也是隧道产生裂纹的原因 之一。避免拆模过早，保证二衬早期强度。
结构自身缺陷 防排水设计材料性能差、混凝土抗渗等级低、防排水措施不完善；衬砌未作 防腐设计，衬砌腐蚀破坏而漏水。
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材料：骨料污染、拌合不良、Βιβλιοθήκη Baidu灰比控制不良。 工艺：捣鼓不良、模板漏浆、背后空洞、三缝处理不良。
二衬渗漏水危害 在电力牵引区段，拱部漏水，会造成接触网跳闸、放 电漏电，影响安全运营，造成人身伤害。在寒冷和严 寒地区，隧道漏水会造成边墙结冰、拱部挂冰，侵入 限界，影响隧道正常使用，还会造成衬砌冻胀裂损和 洞内线路冻胀起伏不平等病害。在洞内线路排水不良 地段，造成土质和软岩地基翻浆冒泥，整体道床下沉 裂损病害，冒水多发生在衬砌及隧底，隧底的冒水易 引起底板上拱。另外，环境水中含有侵蚀性介质，造 成衬砌混凝土和砂浆腐蚀损坏，降低衬砌支撑能力， 影响结构安全。
二衬渗漏水预防措施 一是做好结构防排水、施工缝和变形缝防水、洞口防 排水，严格控制施工工艺及质量，确保盲沟、排水管 （沟）排水畅通。建议调平层增设横向排水管，纵向 靠近水沟边墙埋设纵向排水盲管。 二是防水板铺设之前，严格检查初支表面渗漏水点， 在渗漏水点处增设环向盲管和纵向盲管。 三是处理好三缝，防水板铺设好，严格止水带安装工 艺，膨胀止水带（胶）按设计要求做好。
整治措施：以打磨为主，切记修补。板间错 台打磨顺接平顺，二衬断面无突变即可。
隧道敲击排查
隧道拱部敲击排查
敲击排查是以锤（棒）击在混 凝土表面进行敲击，以声音判 断混凝土是否存在质量缺陷， 一般能够发现40cm以内的混 凝土质量缺陷。敲击即检查混 凝土有无空响，空响即敲击时 空谷、空腔的回声。
隧道敲击排查现场
废边
掉块
现场照片
闭环裂纹
第二(三)类：废边、掉块，出现月牙形闭环裂纹
废边
一是混凝土拆模过早 ，台车移位时造成混 凝土薄弱处产生滑动 形成废边掉块；二是 止水带偏位，使混凝 土产生夹层，形成废 边掉块、月牙形裂纹
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掉块
台车拆模不宜过早， 达到最基本的拆模强 度；注重成品保护； 止水带安装规范。
月牙形闭环裂纹
二衬裂纹的整治措施：
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1mm以上的或者有滑移的要根据现场情况制定适合的方案进行整治。
隧道二衬渗漏水
渗漏水类型
文本
文本
文本
衬砌拱墙渗水
仰拱填充（底板）渗水
二衬渗漏水产生原因： 不良地质环境 隧道穿越漂卵石类土、节理发育的岩层、溶洞、暗河等等。 衬砌开裂损伤 衬砌纵向、环向、斜向、月牙形裂缝处等渗漏水。