隧道病害形成的原因及整治措施.docx

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隧道病害形成的原因及整治措施

隧道病害形成的原因及整治措施

隧道病害形成的原因及整治措施

正文

随着铁路建设的发展，相应修建的隧道也越来越多，铁路隧道成为运营维护的关键部分。

实现对铁路隧道常见病害的高效管理显得越加重要。

通过对铁路隧道常见病害进行分析。

按照病害产生可分为：

隧道水害、衬砌腐蚀、衬砌裂损、隧道

冻害、洞门损坏、整体道床损坏、附属建筑物损坏等

7类，并按照病害对隧道结构功能和运营安全的影响将病害程度分为一般、轻度、中度、重度、严重五个等级

隧道水害：

隧道水害是指在隧道修建和运营过程遇到的水的干扰和危害，是最常见的隧道病害。

漏水的原因：

除地下水丰富外，主要是隧道设计与施工不当造成的。

隧道穿过含水的地层。

隧道衬砌综合治水设施不完善或年久失效。

隧道漏水的种类：

隧道漏水，按其发生的部位和流量分为：

拱部有渗水、滴水、漏水成线和成股射流。

边墙有渗水、淌水两种。

少数隧道有涌水病害。

按水源补给情况分为：

地下水补给；地表水补给。

隧道漏水防治的原则及要求：

防水原则：

隧道防排水应采取“防、截、排、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则。

防治要求：

对地表水和地下水做妥善处理，洞内外应有完整的防排水设施，以保证设备的正常使用和行车安全。

要做到：

拱部不滴水，边墙不淌水，安装设备之孔眼不渗水。

隧底不涌水，道床不积水。

在有冻害地段的隧道，拱部和边墙基本上不渗水，衬砌背后不积水。

碎石道床无翻浆冒泥，整体道床基床稳定。

消除侵蚀性水对衬砌的腐蚀。

整治方法：

截水:

截住水源减少流向隧道的水量。

主要是在洞外和衬砌外靠水源侧周围，开挖截水沟，修建截水洞，或做好地面天然沟溪防渗漏的铺砌工程。

排水：

为疏导隧道周围的水和排出隧道内的水所采取的措施。

“以排为主”，就是首先考虑水的出路。

主要是利用沟、管、槽及钻孔等排水。

为排出较大的水量可设泄水洞，或利用施工时的平行导坑排水。

衬砌的排水措施，是通过衬砌背后的纵向、横向和竖向排水暗槽、盲沟，集水、钻孔，将地下水导入隧道内两侧或中心设置的排水沟把水引出洞外.

堵水：

为封堵漏水，堵塞衬砌背后水路或衬砌渗漏部位水路所采取的治水措施.

防水：

为防止隧道渗水和漏水可采取下述措施，防止大面积渗漏.采用防水混凝土，来提高自身密实度和抗渗性.

设置内、外贴式防水层.改建或更换隧道衬砌时，亦可采用复合衬砌.

防止局部缝隙渗漏：

构筑中的衬砌施工缝、伸缩缝、沉降缝，一般用下面几种：

橡胶、塑料止水带.

沥青木板油膏、沥青麻筋、油毡防水层.

氯丁胶片防水层等作主要隔水层.

隧道的渗漏缝隙，可用速凝止水材料，如超早强水泥等堵塞.

隧道冻害

隧道冻害的原因：

中国冻土地带分布在高纬度的地区.修建于冻土地区的隧道，由于气候严寒，易造成隧道冻害.隧道冻害是寒冷地区和严寒地区的隧道内水流和围岩积水冻结，引起隧道拱部挂冰、边墙结冰、洞内网线设备挂冰、围岩冻胀、衬砌胀裂、隧底冰锥、线路冻起等，影响安全运营和建筑物的正常使用.

防冻措施：

要点是将水排除在冻结圈之外，以防发生冻害.

完善隧道防排水设施.

在严寒地区应设置深埋渗水沟、防寒泄水洞，在寒冷地区应设置浅埋保温侧沟.

加强衬砌结构.

改良土壤，压浆固结岩石土.

保温防冻解冻，如在衬砌与围岩间加设保温层，洞口设防寒帘幕，排水沟采暖防冻，泄水洞夏季通热风解冻.

其他防冰措施可作为临时紧急处理.

隧道衬砌腐蚀

病害原因：

衬砌腐蚀与地下水流经地层的岩性及所含侵蚀性物质有关.隧道衬砌背后或仰拱、铺底下的环境水，容易沿衬砌混凝上的毛细孔、工作缝、变形缝及其他孔洞渗流到衬砌内侧，形成隧道渗漏水.在某些环境地质条件下，溶解于环境水中的一些侵蚀性介质，对衬砌混凝土和砌石、灰缝产生物理性或化学性的侵蚀作用而形成腐蚀病害.

病害种类:

衬砌遭受物理性侵蚀：

冻融交替部位的冻胀性裂损；干湿交替部位的盐类结晶性胀裂损坏.

衬砌遭受化学性腐蚀：

硫酸盐侵蚀、镁盐侵蚀、软水溶出性侵蚀、碳酸性侵蚀、一般酸性侵蚀.

危害：

衬砌冻胀性裂损和内部化学变化结晶产生物理性的胀裂破坏，以及化学性腐蚀使衬砌疏松剥落，以致结构强度及承载能力降低。

病害防治:

首先要查明环境水含侵蚀介质的来源和成分，在正确判定其对衬砌侵蚀程度的基础上，因地制宜采取防治措施。

要改善隧道防排水系统及设备增、改建洞内排水沟、槽，钻孔降排衬砌背后地下水.

提高衬砌的防水防侵蚀能力，综合考虑衬砌加固.

提高衬砌的密实度和整体性是最主要的预防腐蚀措施，如采用防腐蚀混凝土，或以防水砂浆砌筑不受侵蚀的石料作衬砌.

针对环境水侵蚀性介质不同，合理选用相应的抗侵蚀性较好的水泥。

隧道衬砌裂损

  隧道衬砌裂损的类型主要有  :

 衬砌变形：

衬砌变形有横向变形和纵向变形两种，其中横向变形是主要变形。

横向变形是指衬砌由于受力原因而引起拱轴形状的改变。

 衬砌移动：

衬砌移动是指衬砌的整体或其中一部分出现转动、平移和下沉等变化，也有纵向和横向之分。

   衬砌开裂：

衬砌开裂是指衬砌表面出现裂纹、裂缝或贯通衬砌全部厚度的裂纹的总称，是衬砌变形的结果。

衬砌开裂包括：

张裂：

张裂是弯曲受拉和偏心受拉引起的裂损。

压溃:

压溃是弯曲或偏心受压引起的衬砌裂损。

错台:

错台是由剪切力引起的裂缝。

衬砌裂损的防治措施  :

 衬砌裂损的防治原则  :

  防治衬砌裂损病害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，并防止裂损再加大。

其次是采用以稳固围岩为主，稳固围岩与加固衬砌相结合的综合治理措施。

稳固岩体的工程措施  ：

  治水稳固岩体：

地下水的浸泡与活动对各种围岩的稳定性削弱最大。

通过疏干围岩含水，并采取相应治水措施是稳固岩体的根本措施之一。

  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的锚杆，可以把不稳定的岩块固定在稳定的岩体上，提高破损围岩的黏结力。

注浆加固岩体：

通过向破损松动的岩体压入水泥浆液和其他化学浆液加固围岩，疏散地下水对围岩的浸泡与渗入衬砌。

有利于衬砌结构的受力和防水。

 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，尚可采取支挡措施。

这种工程措施只能用于洞外防治。

 回填与换填：

如果衬砌外周围存在着各种大小的空隙时，应采取回填措施，用砂浆或混凝土将围岩空隙回填密实。

如果隧底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。

  衬砌更换与加固  ：

已裂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。