第11章隧道运营及养护

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隧道运营阶段的养护工作
铁路隧道:营运管理较为简单，因列车总是按照路局编制的 运行图行驶，很有规律，照明要求也不高，除了设置机械通风 的长大隧道需要控制通风设施的运转外，其它没有什么过多的 管理要求。 公路隧道:运营管理则要求较高，它包括对汽车进行交通管 理和对各种附属设施进行管理两个方面。近年来，公路隧道内 部设施的标准在逐渐提高，在管理方面，也从人工管理向自动 化管理转变。对管理者技术水平的要求也越来越高。有的已明 显区分出不同的专门技术，如机械方面需要专业机械管理技术， 电器方面需要专业的强电和弱电管理技术等。 虽然管理上区别较大，但在土建结构的养护和维修上，却 是共同的，因铁路隧道和公路隧道出现的病害性质都是相同的。
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经常检查 :以目测为主，每日一次。其内容包括：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，对已有病害进行观测并做好记录以便 存档。 定期检查:用仪器和量具量测。由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，检查时间一般在秋季
或春季。检查内容包括：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。
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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或不定期检查，如暴雨或 地震过后，应酌情做仔细检查。凡留有长期观测点的地方，均应 粘贴观测变形砧标（条）等简易方法进行观测(或观察)。
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第十一章
隧道运营及养护
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隧道运营阶段的养护工作
在隧道中，车辆行驶产生的冲击和排放的废气会使 衬砌结构产生这样或那样的病害，但车辆运行对隧道结 构产生的影响并不是主要的，危害主要来自于地下水、 围岩的恶化、施工未按设计要求进行，质量上留有隐患、 设计有不合理的地方等等。在这些因素的长期综合作用 下，隧道结构就可能逐渐出现病害。
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4）隧道渗漏水病害治理
（3） 排治法
对那些漏水严重，且有一定水压的明显股水地段，可在水源 处设置排水暗沟进行治理。具体做法为在水源处凿槽(排水暗 沟 ) 与排水沟连通 , 将水引入排水沟。此法虽然凿槽费工，但 排水效果明显。不过，使用久后可能会引起暗槽堵塞而失效。 （4）外部防水法
在隧道漏水地段，可向衬砌背后压注化学聚合物防水浆液， 如内烯酚胺浆液，水泥～水玻璃浆液等，以充填围岩裂隙， 并在围岩与衬砌之间形成一层隔水层来防水。
下面主要讨论隧道水害的类型及成因，防水原则，以及运营 隧道的水害整治。。
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1）隧道渗漏水的影响和危害
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； 涌水病害造成衬砌破坏，隧底积水造成道床基底被软化 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。
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5）渗漏水整治技术关键
不论采用哪种材料，不论增设内防水层还是注浆堵水都应 严格按施工工艺进行，否则将严重影响整治效果。
首先，隧道增设内防水层时衬砌表面必须平整，要用凿毛 、喷砂及高压水进行认真清理，使衬砌表面不得有灰尘、油 污、泛碱、油漆、泛浆、剥落在即的混凝土等。 其次，增设内防水层必须在经过注浆堵漏的基础上进行， 在衬砌有明显水流的情况下，不论用何种材料施作内防水层 ，都不可能与基底粘结牢固。
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（1）隧道的水害及其防治
隧道水害对隧道稳定、洞内设施、行车安全、地面建筑和隧 道周围水环境产生诸多不良影响甚至威胁，影响内部结构及 附属设施，降低使用寿命，严重时将危害到隧道及地下工程 的运营安全。因此，研究隧道水害成因，进行合理的防水技 术设计，采用正确的方法、工艺进行整治，成为隧道设计、 施工和养护的重要内容。
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4）隧道渗漏水病害治理
（1）堵治法
对于漏水不严重的渗水或滴水地段可采取堵的方法，通常把 衬砌大部分漏水部位，尤其是拱部，设法堵住。对水压不大、 漏水轻微的小孔洞或裂缝，可直接堵漏。堵漏方法是:将裂缝 剔成八字形沟槽，用堵水材料直接堵塞。堵水材料有快硬膨 胀水泥、石膏矾土膨胀水泥、水玻璃等。 （2） 引治法 适用于无水压的，成线状漏水且孔洞较多、裂缝较密集的地 段。具体做法为将漏水孔及裂缝凿成连通的倒八字槽。然后 在槽内没置塑料管，并用胶浆填塞。水流通过塑料管引至排 水沟。
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5）渗漏水整治技术关键
第三，堵漏必须与引排相结合，一般是在拱部采取堵的办 法，在墙部采取排的方法。在漏水严重的地段，应先凿槽埋 管引排，避免因强堵而增加衬砌背部的积水压力，导致衬砌 其他薄弱部位出现新的渗漏。
第四，注浆堵水应按施工工艺进行，必须根据漏水情况合 理布孔，根据堵水类型保证钻孔深度，严格控制水灰比和注 浆压力，注浆前先压水检查注浆孔贯通情况及估算注浆量， 注浆完成后应认真复查注浆效果，营阶段的养护工作
维修养护作业有多项内容，包括、养护维修、大修(包 括修理、加固和病害整治)和抢修。定期检查一般可用肉眼 观察，为了能仔细观察结构物的病害，维修人员必须徒步 检查，从一些洞壁的变形特征上宏观判断是否巳经发生变 形，如混凝土表面剥落掉块，内装材料松动或剥落，拱部 或边墙出现渗水现象或渗漏现象加剧等。检查内容是全面 的，除拱、墙之外，还要对排水设施、路面等做定期检查 和不定期检查。凡留有长期观测点的地方，均应做定期量 测，如压力盒、应变计、位移测点等。
明洞上的填土厚度和地表线，是否保持设计要求；防水层及洞顶
设置的过水、泥石流等渡槽设施是否漏水等。
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4、常用检测方法
常用于观察隧道结构是否出现病害的方法有： 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．钻孔探查，了解岩石受力及松动状态、岩石与隧道接触状态、隧
(8)维护洞口有关设施和树木花草的完好；
(9)定期检测洞内有害气体含量、烟雾浓度。
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3、不同隧道的检查重点
1、有衬砌隧道：重点检查衬砌变形、开裂、渗漏水(挂冰)；衬砌表 面腐蚀、剥落及灰缝脱落；端墙、侧墙、翼墙位移、开裂；仰拱 （铺底）拱起、沉陷、错台、开裂。 2、无衬砌隧道：及时处理松动、破碎危石，隧道内孔洞、溶洞或 裂缝情况。 3、明洞与半山洞：重点检查山体边坡是否存在危石或崩坍可能；
做定期或不定期量测。例如：施工中或竣工后在衬砌出现裂缝处，
隧道限界检查：它是专门对隧道衬砌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 l次，并做好检查纪录以便存档。
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2、检查范围和内容
1、检查范围：包括洞身、洞门、避车洞、两端路堑、防护措施、 排水系统、通风、照明、标志、标线、监控、消防等设施。 2、检查内容 (1)检查衬砌的变形和裂缝状况，洞内渗漏水状况，及时进行针对性 处治； (2)检查轨（路）面、人行道并修理损坏部分；
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2）隧道渗漏水的成因
成因、机理是解决工程问题的基础。隧道水害的成因是，修建隧 道，破坏了山体原始的水系统平衡，隧道成为所穿过山体附近地 下水集聚的通道。当隧道围岩与含水地层连通，而衬砌的防水及 排水设施、方法不完善时，就必然要发生隧道水害。 也可以将隧道水害归结为客观和主观两方面的原因。 （1）隧道穿过含水的地层 ①砂类土和漂卵石类土含水地层。 ②节理、裂隙发育，含裂隙水的岩层。
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11.3 隧道衬砌裂损及其防治
隧道衬砌是承受地层压力、防土围岩变形坍落的工程主体 建筑物。地层压力的大小，主要取决于工程地质和水文地质 条件和围岩的物理力学特性。同时与施工方法、支护衬砌是 否及时和工程质量的好坏等因素有关。作用在支护衬砌上的 地层压力，主要有形变压力、松动压力，在膨胀性地层有膨 胀压力，在有冻害影响的隧道存在冻胀性压力。 由于形变压力、松动压力作用、地层沿隧道纵向分布及力 学性态的不均匀作用、温度和收缩应力作用、围岩膨胀性或 冻胀性压力作用、腐蚀性介质作用、施工中人为因索、运营 车辆的循环荷载作用等，使隧道衬砌结构物产生裂缝和变形， 影响隧道的正常使用，统称为隧道衬砌裂损病害。
的界面或目标体时（介电常数和电导率不同）即发生反射。探地
雷达检测法是通过对所接收的反射波进行叠加、滤波和以不同方 式显示等一系列处理，并根据回波的速度和时间确定目标层的位 置，再根据回波的形态、强度及其变化等判定目标的性质。
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11.2常见隧道结构病害维护方法
隧道病害的类型
水害 冻害 衬砌裂损 衬砌侵蚀
③石灰石、白云岩等可溶性地层，当有充水的溶槽、溶洞或暗河 等与隧道相连通时。
④浅埋隧道地段，地表水可沿覆盖层裂隙、孔洞渗透到隧道内。
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2）隧道渗漏水的成因
（2）隧道衬砌防水及排水设施不完善 ①原建隧道衬砌防水、排水设施不全。
②混凝土衬砌施工质量差，蜂窝、孔隙、裂缝多，自身防水能力 差。
③防水层（内贴式、外贴式或中间夹层）施工质量不良或材质耐 久性差，经使用数年后失效。 ④混凝土的工作缝、伸缩缝、沉降缝等未做好防水处理。 ⑤衬砌变形后，产生的裂缝渗漏水。
⑥既有排水设施，如衬砌背后的暗沟、盲沟，无衬砌的辅助坑道、 排水孔、暗槽等，年久失修阻塞。隧道建设是一个过程，分为勘 测与设计、施工、验收等阶段，在每个阶段或材料供应等关键环 节出现问题，都可能引发隧道水害。
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3）隧道渗漏水的防治
隧道防水要“防患于未然”，首先从设计做起，要在水文 地质调查的基础上，从工程规划、结构设计、材料选择、施 工工艺等方面进行合理设计。防水设计应考虑地表水、地下 水、毛细管水等的作用，以及由于人为因素引起的附近水文 地质改变的影响。防水设计要遵循隧道防水原则、定级准确、 方案可靠、施工简单、经济合理。
(3)检查各种标志、标线等，如有污染、缺损，及时清扫、修理、涂