公路隧道健康診斷

公路隧道健康診斷第1頁/共49頁混凝土混入的編制袋第2頁/共49頁第3頁/共49頁隧道健康診斷：是指對影響隧道結(jié)構(gòu)物安全性、耐久性的病害進(jìn)行檢查和調(diào)查，并對隧道的病害進(jìn)行分析，評價(jià)隧道的安全狀況，提出整治病害的對策和措施。隧道健康診斷主要包括對隧道病害的檢查、調(diào)查、分析和隧道安全性的評價(jià)，以及提出隧道病害整治的措施。隨著我國公路交通事業(yè)建設(shè)的快速發(fā)展,隧道健康狀況日益成為公路隧道養(yǎng)護(hù)中極其重要的環(huán)節(jié)。3、公路隧道健康診斷第4頁/共49頁對于公路隧道健康的檢測，最初的檢測手段多是根據(jù)肉眼觀察進(jìn)行判斷，

受人為因素影響較大，存在著效率低，準(zhǔn)確性差的問題。為了探詢隧道內(nèi)部病害的真正原因，采用了鉆孔方法，

鉆孔檢測雖直觀，但檢測速度慢，風(fēng)槍成孔垂直度較難控制，且探桿感覺、卷尺量測受人為因素影響較大，同時(shí)破壞隧道防排水系統(tǒng)，

影響隧道壽命，檢測結(jié)果代表性差，難以全面反映隧道整體及各部位質(zhì)量。根據(jù)國外的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐，對隧道進(jìn)行無損傷探測手段(包括非接觸式掃描探傷設(shè)備和其他物探手段等)的開發(fā)被提上日程。先后出現(xiàn)了運(yùn)用聲學(xué)、光學(xué)、機(jī)械振動(dòng)技術(shù)、射線技術(shù)、電子和電氣技術(shù)等檢測技術(shù)。第5頁/共49頁上述方法中，

撞擊回波法、地質(zhì)雷達(dá)和激光掃描技術(shù)應(yīng)用價(jià)值最大。撞擊回波法：是用鋼球產(chǎn)生的超聲波和音速范圍內(nèi)的機(jī)械應(yīng)力脈沖檢測結(jié)構(gòu)。用傳感器記錄觀察到的多次反射波,并進(jìn)行頻率分析。該方法檢測速度較快,但是檢測深度依賴于要檢測的材料結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度以及應(yīng)力脈沖的頻帶,尺寸效應(yīng)顯著,球的尺寸要適合給定的檢測狀態(tài)。第6頁/共49頁地質(zhì)雷達(dá)：是一種利用高頻脈沖電磁波探測混凝土及下覆介質(zhì)分布形態(tài)的一種無損傷檢測方法。使用的是高頻電磁波，電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，因介質(zhì)介電常數(shù)變化或介質(zhì)幾何形狀變化而產(chǎn)生相位及回波能量、波形的變化,由計(jì)算機(jī)將收到不同的波阻抗界面產(chǎn)生的數(shù)字信號進(jìn)行成像處理和分析計(jì)算，從而推斷地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)。襯砌與圍巖、圍巖中的空洞或欠密實(shí)區(qū)、圍巖中的含水區(qū)或裂縫、襯砌裂縫等均為良好的反射界面或目標(biāo)體。該檢測技術(shù)采用了先進(jìn)的連續(xù)透視掃描無損探傷技術(shù)，探測精度比傳統(tǒng)檢測方法高，且又是連續(xù)掃描，可獲得隧道探測的連續(xù)結(jié)果。這種檢測手段目前在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用，并取得了重要成果。美國GSSI公司生產(chǎn)、勞雷公司銷售的SIR-2000型地質(zhì)雷達(dá)儀分辨率高，擅長于進(jìn)行大數(shù)據(jù)量、高密度的連續(xù)掃描探測并實(shí)時(shí)繪出彩色波形剖面圖。第7頁/共49頁地質(zhì)雷達(dá)的檢測內(nèi)用：襯砌厚度；襯砌缺陷情況，如是否均勻連續(xù)、是否密實(shí)、有無離析、蜂窩麻面、裂縫深度及其位置；初期支護(hù)背后、初期支護(hù)與二次襯砌之間空洞及其位置、深度、填充處理情況；第8頁/共49頁脫空第9頁/共49頁回填不密實(shí)第10頁/共49頁激光掃描：是近幾年首先在歐洲發(fā)展起來的新型檢測技術(shù),由于其掃描速度快、測量精度高(可達(dá)0.2～0.3mm)、獲得三維空間數(shù)據(jù)的同時(shí)獲得三維圖像等優(yōu)點(diǎn),在德國、瑞士等國家普遍應(yīng)用。下圖是隧道掃描儀的作用原理。安裝在水平軸線的激光器以極高的速度旋轉(zhuǎn),并測量表面反射。這樣可以得到隧道內(nèi)殼表面高分辨圖,以此評價(jià)表面的裂縫、剝落和其他可看得見的異?，F(xiàn)象。除了可視照片外,還能拍攝表面的紅外圖。只要有足夠的溫度梯度,這兩種圖都可以說明濕塊、空腔和內(nèi)殼后的水。隧道掃描儀的優(yōu)點(diǎn)歸納如下:(1)對交通沒有或只有輕微的負(fù)面影響;(2)能以數(shù)字形式按比例繪制全部面積的內(nèi)殼表面;(3)同步多路記錄(可視照片+紅外圖);(4)測量能夠重現(xiàn);(5)重復(fù)測量能夠獲得有關(guān)損傷發(fā)展的數(shù)據(jù)。目前流行的3D激光掃描儀主要根據(jù)以下3種原理設(shè)計(jì):(1)Triangulation;(2)Pulse2based;

(3)phase2based。不同應(yīng)用領(lǐng)域需要選擇相應(yīng)的3D技術(shù),才能有效利用。第11頁/共49頁近幾年來在隧道地質(zhì)病害診治中應(yīng)用地震CT技術(shù)，并取得了一定的進(jìn)展。另外還有聲波檢測法、應(yīng)力應(yīng)變法等也在隧道檢測中采用。第12頁/共49頁隧道無損檢測各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)第13頁/共49頁布里淵散射光時(shí)域反射監(jiān)測技術(shù)(簡稱BOTDR)：是國際上近幾年才研發(fā)成熟的一項(xiàng)尖端技術(shù)。與常規(guī)的監(jiān)測技術(shù)原理不同，它具有分布式、長距離、實(shí)時(shí)性、精度高和耐久性長等特點(diǎn)，能做到對大型基礎(chǔ)工程設(shè)施的每一個(gè)部位具有像人的神經(jīng)系統(tǒng)一樣進(jìn)行感知和遠(yuǎn)程監(jiān)測，因而這一技術(shù)已成為一些發(fā)達(dá)國家，如美國、日本、瑞士、加拿大和法國等國競相研發(fā)的課題，并在各類大型基礎(chǔ)工程設(shè)施的應(yīng)變監(jiān)測和健康診斷中得到了成功應(yīng)用，取得了多項(xiàng)技術(shù)發(fā)明和重要進(jìn)展。我國在BOTDR工程應(yīng)用方面的研究工作還剛剛開始，還沒有見到相關(guān)的工程應(yīng)用實(shí)例。第14頁/共49頁4、公路隧道病害原因分析影響隧道健康的病害種類很多，成因較為復(fù)雜，理論研究目前尚有一定的困難，但是，理論和機(jī)理研究是隧道病害防治的基礎(chǔ)。目前，對幾種主要隧道病害的認(rèn)識理論見下表。

公路隧道病害的根源,主要包括支護(hù)系統(tǒng)強(qiáng)度不足和水害。公路隧道病害的類型主要有水害、凍害、襯砌裂損、襯砌侵蝕等。第15頁/共49頁第16頁/共49頁公路隧道病害危害：隧道病害發(fā)生較多的地段，從地質(zhì)情況看，一般是斷層破碎帶，風(fēng)化變質(zhì)巖地帶、裂隙發(fā)育的巖體、巖溶地層、軟弱圍巖地層等；從地形情況看，多發(fā)生在斜坡、滑坡構(gòu)造地帶、巖堆崩坍地帶等。隧道內(nèi)各種病害一般不是單獨(dú)存在的，而是互相影響、互相作用的。其中最常見的病害形式是水害，隧道水害不僅增加隧道內(nèi)濕度，造成電路短路等事故，危及運(yùn)輸安全，而且還引發(fā)其他病害。隧道由于滲漏水、積水，將會造成襯砌開裂或使原有裂縫發(fā)展擴(kuò)大，加重襯砌裂損。當(dāng)?shù)叵滤星治g性時(shí)，會使襯砌混凝土產(chǎn)生侵蝕，并隨著滲漏水的不斷發(fā)展，使混凝土侵蝕日益嚴(yán)重。在寒冷地區(qū)，水是影響隧道圍巖凍脹和導(dǎo)致襯砌開裂的重要因素。隧道襯砌裂損病害主要表現(xiàn)為襯砌的變形、開裂和錯(cuò)臺。而襯砌一旦開裂，將會給地下水打開一條外滲的通道，引起隧道嚴(yán)重水害，進(jìn)而就會產(chǎn)生襯砌混凝土的侵蝕，冬季產(chǎn)生凍害等。凍害循環(huán)發(fā)生，進(jìn)而使襯砌混凝土再產(chǎn)生開裂變形，導(dǎo)致襯砌承載力下降。春夏季襯砌產(chǎn)生凍害部位解凍，被凍結(jié)的冰融化成水，致使襯砌產(chǎn)生滲漏水。在含有侵蝕性地下水的圍巖中,地下水的侵蝕將造成襯砌混凝土的疏松、剝落,致使襯砌裂損，承載力降低?？傊?隧道內(nèi)各種病害并不是單獨(dú)作用的,而是幾種情況共同作用,對襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生連鎖破壞,致使襯砌混凝土開裂變形,產(chǎn)生剝落掉塊等,有效厚度減薄,承載力降低,安全可靠性減小。隨著病害的持續(xù)發(fā)展,最終導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞。第17頁/共49頁4.1襯砌裂損隧道襯砌裂損的類型主要有襯砌變形、襯砌開裂、襯砌腐蝕破壞、襯砌背后空洞、拱腳下沉以及仰拱破碎（進(jìn)而引起路基下沉、路面翻漿冒泥）等。襯砌裂縫：縱向裂縫、環(huán)向裂縫、和斜向裂縫三種縱向裂縫：縱向裂縫平行于隧道軸線，其危害最大。其發(fā)展可引起隧道掉拱，邊墻斷裂甚至整個(gè)隧道的塌方。分布特點(diǎn)：拱腰比拱頂多，雙線隧道多在拱腰，單線隧道主要產(chǎn)生在邊墻部位。環(huán)向裂縫：環(huán)向裂縫主要由縱向不均勻荷載、圍巖地質(zhì)變化、沉降縫等處理不當(dāng)所引起的。沉降引起。分布特點(diǎn)：多發(fā)生在洞口或不良地質(zhì)地帶與完整巖層的交接處。且約占裂縫總長的30％～40％。斜向裂縫

：斜向裂縫一般和隧道縱軸呈45°左右，常因混凝土的環(huán)向應(yīng)力和縱向受力組合而成的拉應(yīng)力造成的。危害性僅次于縱向裂第18頁/共49頁根據(jù)裂縫寬度大小δ分為四級：毛裂縫（發(fā)絲裂縫）：

δ≤0.3mm；小裂縫：0.3＜δ≤2mm；中裂縫：

2＜δ≤20mm；大裂縫：

δ＞20mm。出現(xiàn)裂縫，應(yīng)繪制平面展布圖，對現(xiàn)有裂縫進(jìn)行標(biāo)注，確定1～3月的觀測周期。以掌握裂縫發(fā)展趨向。防水混凝土結(jié)構(gòu)的表面裂縫寬度不大于0.2mm，并無貫通現(xiàn)象?！兜叵路浪こ淌┕すに嚰膀?yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》一般在混凝土結(jié)構(gòu)較長或體積較大時(shí)由于收縮和溫度差效應(yīng)而產(chǎn)生裂縫。連拱隧道中隔墻、偏壓隧道或分離式隧道邊墻基礎(chǔ)承載力不均勻，也是混凝土產(chǎn)生裂縫的誘因。由于隧道縱向穿過不同力學(xué)性質(zhì)的巖層,地基承載力差異較大；由于襯砌背后回填不對稱，以及不同斷面的襯砌抗不均勻性變形能力的差異性等原因，都可能導(dǎo)致隧道縱向的不均勻沉降，引起縱向彎矩,產(chǎn)生裂縫縱向裂縫比環(huán)向裂縫的危害大。如果裂縫進(jìn)一部發(fā)展:裂縫延伸、原有裂縫寬度加寬、存在新增裂縫等情況，特別是各種不利因素集中在該段，應(yīng)引起足夠重視，制定加固處理方案。第19頁/共49頁細(xì)微裂縫隧道襯砌混凝土表面常出現(xiàn)一些沒有擴(kuò)展性的細(xì)微裂縫，這種裂縫是穩(wěn)定的，一般可自愈，不會影響結(jié)構(gòu)的使用和耐久性。從美觀考慮，可先清洗干凈裂縫表面，然后涂刷環(huán)氧樹脂漿液二至三遍，最后用刮抹料、調(diào)色料處理混凝土表面，使其顏色與周圍襯砌混凝土顏色一致。貫通性裂縫貫通性裂縫的危害較大，必須采取有效的治理方法。沿裂縫方向鑿成寬5cm、深3cm的V形槽，在槽內(nèi)騎縫每隔0.5m鉆一孔，孔深為襯砌厚度的1/2或2/3，一般不少于15cm，并不得穿透襯砌以防跑漿。用清水沖洗干凈槽內(nèi)的雜物及粉塵，在孔內(nèi)插入φ10的壓漿管，利用環(huán)氧樹脂水泥砂漿錨固，用灰刀將砂漿壓實(shí)抹光。環(huán)氧樹脂砂漿配比，環(huán)氧樹脂:水泥:細(xì)砂:乙二胺:二丁酯=1:1.6:3.2:0.1:0.12，其中乙二胺是固化劑，二丁酯是稀釋劑。待環(huán)氧樹脂砂漿有一定的強(qiáng)度后，以0.15MPa～0.2MPa壓力壓入水泥-水玻璃漿液或環(huán)氧樹脂漿液。壓漿結(jié)束后在0.2MPa壓力下壓水檢查壓漿效果。裂縫表面用刮抹料和調(diào)色料處理。第20頁/共49頁密集裂縫襯砌背后有空洞或襯砌厚度不足引起的密集裂縫，必須進(jìn)行防水和地層加固處理。沿裂縫兩側(cè)每隔1.2m～1.5m交錯(cuò)布點(diǎn)，鑿成10cm×10cm大小深5cm的方槽，用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，孔深3m，安裝WDT25中空注漿錨桿，注入水泥砂漿，灰砂比1:（3～5），水灰比1:1，施工時(shí)由下往上逐級注漿，注漿壓力以0.4MPa～0.6MPa為宜。注漿結(jié)束后，另鑿新孔在0.6MPa～1.0MPa壓力下壓入純水泥漿檢查注漿效果，當(dāng)達(dá)到規(guī)定壓力而砂漿壓不進(jìn)時(shí)，即認(rèn)為已經(jīng)注滿。注漿24h后安裝錨桿墊板，用環(huán)氧樹脂砂漿抹平方槽，表面用刮抹料和調(diào)色料處理。第21頁/共49頁混凝土裂縫形成的原因非常復(fù)雜，往往是多種不利因素綜合作用的結(jié)果。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，施工不規(guī)范造成的混凝土裂縫占80%左右，材料質(zhì)量差或配合比不合理產(chǎn)生的裂縫占15%左右，設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的裂縫可能占5%。設(shè)計(jì)粗糙,建設(shè)、監(jiān)理單位工作隨意性大由于多方面的原因，勘察設(shè)計(jì)單位無法深入地開展地質(zhì)勘探工作，隧道圍巖類別評價(jià)及支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)依據(jù)，帶有一定的盲目性。個(gè)別建設(shè)單位限于自身管理和專業(yè)技術(shù)水平的欠缺，任意變更原設(shè)計(jì)。少數(shù)工程由業(yè)主的內(nèi)部人員組成監(jiān)理機(jī)構(gòu)，監(jiān)理工作失去了獨(dú)立性。隨著建筑市場的規(guī)范，這些問題會逐步得到解決第22頁/共49頁施工工藝或現(xiàn)場操作不規(guī)范隧道開挖成型差，襯砌混凝土厚度嚴(yán)重不均勻；欠挖或初期支護(hù)侵入襯砌限界，造成襯砌混凝土厚度不足。個(gè)別隧道襯砌混凝土背后存在脫空現(xiàn)象。未開展監(jiān)控量測工作，僅憑經(jīng)驗(yàn)來確定二次襯砌的施作時(shí)間，安全可靠性差，造成二次襯砌超設(shè)計(jì)荷載承受圍巖壓力。混凝土生產(chǎn)時(shí)原材料計(jì)量誤差大，尤其外加劑的摻加隨意性大，沒有根據(jù)砂、石料的實(shí)際含水率及時(shí)調(diào)整施工用水量，造成混凝土水灰比增大。采用整體式鋼模板臺車施工，混凝土澆筑時(shí)不振搗或漏振，混凝土均質(zhì)性差。盲目追求施工進(jìn)度，隨意提前脫模時(shí)間，使低強(qiáng)度混凝土過量承受荷載，破壞了混凝土結(jié)構(gòu)。脫模后沒有進(jìn)行混凝土的潮濕養(yǎng)護(hù)。夏季施工時(shí)砂、石料露天堆放，無切實(shí)有效的降溫措施，混凝土入模溫度高。冬期施工時(shí)采取的防寒保溫措施不力。第23頁/共49頁原材料質(zhì)量差、配合比設(shè)計(jì)不合理水泥品種選擇不當(dāng)，安定性不良，不同批次的水泥混用。碎石、砂級配差，含泥量超標(biāo)，碎石中石粉含量大，針、片狀物過多，影響了水泥與骨料的膠結(jié)。進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，忽視水泥用量增多對混凝土品質(zhì)的影響，錯(cuò)誤認(rèn)為水泥用量越多，混凝土強(qiáng)度越高。對摻合料和外加劑的選用缺乏專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)，往往達(dá)不到預(yù)期的效果。襯砌裂損危害：襯砌裂損的危害是不言而喻的，它可導(dǎo)致：隧道結(jié)構(gòu)變形、掉塊甚至塌落；降低襯砌結(jié)構(gòu)對圍巖的承載能力；使隧道的凈空變小，侵入建筑限界，影響車輛安全通過；襯砌裂縫還會成為滲漏水的通道。第24頁/共49頁4.2襯砌滲漏水表現(xiàn)形式：隧道滲漏水有拱部滲水、滴水、漏水成線和成股射流四鐘；邊墻有滲水、淌水兩種；少數(shù)隧道有隧底涌水。

危害：危害隧道結(jié)構(gòu)和運(yùn)營安全。

由于隧道滲漏水，增加了隧道內(nèi)空氣的濕度，造成通風(fēng)、照明等設(shè)施的損壞。由于路面積水，特別是隧底翻漿冒泥，直接危及隧道的使用功能，造成不應(yīng)有的交通事故；隧道滲漏水還加快了襯砌混凝土的碳化速度，特別是有腐蝕性的地下水，破壞了混凝土的結(jié)構(gòu)，減少了隧道的使用壽命；隧道滲漏水還可能降低地下水位，對生態(tài)環(huán)境造成破壞；嚴(yán)寒地區(qū)隧道，滲漏水的危害更大，由于冬季滲漏水結(jié)冰，形成冰柱，侵入限界，造成行車事故，年復(fù)一年的凍融循環(huán)，破壞了混凝土結(jié)構(gòu)，更有甚者，隧道滲漏水結(jié)冰，堵塞了整個(gè)隧道，使建成尚未投入使用的隧道報(bào)廢。第25頁/共49頁隧道滲漏水發(fā)生的原因分析：

原因是多方面的，有客觀存在的原因，但更多的是人為因素造成的。分析隧道滲漏水發(fā)生的原因，以利于有針對性的預(yù)防和整治。隧道的開挖使地下水滲流場發(fā)生了改變，隧道周邊的地下水集中向隧道方向排泄；隧道防排水設(shè)計(jì)上存在諸多漏洞；在隧道設(shè)計(jì)上存在重結(jié)構(gòu)、輕防水的傾向；隧道施工質(zhì)量控制不佳，是隧道滲漏水發(fā)生的主要因素；

防水混凝土未達(dá)到預(yù)期的防水效果不按設(shè)計(jì)配合比配制防水混凝土，特別是隨意加水的現(xiàn)象并不罕見。不按規(guī)定澆筑混凝土。在澆筑高度大于２ｍ的情況下，不采取任何措施進(jìn)行澆筑，造成混凝土離析。未按規(guī)定進(jìn)行混凝土振搗，致使混凝土不密實(shí)。

拆模時(shí)間過早。未按規(guī)定的時(shí)間養(yǎng)護(hù)。

以上情況的存在，造成混凝土襯砌不密實(shí)，表面蜂窩麻面現(xiàn)象嚴(yán)重，襯砌開裂，給地下水的滲漏開辟通道。

第26頁/共49頁

施工縫、變形縫處理時(shí)，操作不細(xì)，防水材料形同虛設(shè)。

施工縫、變形縫是隧道防水的重點(diǎn)，也是隧道滲漏水的多發(fā)部位，必須進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的處理。但在實(shí)際施工中，存在著馬虎、粗糙的現(xiàn)象：中埋式止水帶固定不牢，澆筑混凝土?xí)r有卷起現(xiàn)象；止水條安放不規(guī)范，不按規(guī)定鑲?cè)氩蹆?nèi)，而是隨意粘貼或釘在接頭混凝土表面，造成扭曲、變形；即使設(shè)了鑲嵌槽，也不把灰土和浮碴清理干凈。施工縫、變形縫處混凝土振搗不到位，止水帶和止水條與混凝土不密貼。

由于以上原因，隧道建成后施工縫、變形縫滲漏水幾率最高，有關(guān)資料表明，施工縫、變形縫滲漏水占隧道總滲漏水的６０％以上，個(gè)別工程甚至出現(xiàn)“見縫必漏、無縫不漏”的現(xiàn)象，不得不花費(fèi)高昂的代價(jià)進(jìn)行整治。隧道基底處理不到位，地下水隱蔽在底板以下，造成隱患。

第27頁/共49頁防水板的鋪設(shè)不盡人意。不采用無釘鋪設(shè)工藝，仍用“鐵釘”將防水板板釘在鋪設(shè)基面上，而對穿透的釘孔不做任何處理。焊接工藝不過關(guān)，漏焊、焊穿現(xiàn)象仍有發(fā)生。對鋪設(shè)好的防水板保護(hù)不夠，防水板被扎破、燒破，在二次襯砌前也很少對破損處修補(bǔ)。

有人講，“打把破傘總比不打傘好”。實(shí)際上，防水板與二襯混凝土之間不會粘貼，總留有透水間隙，只要塑料板漏水，就會一漏百漏，而且治理時(shí)尋找水源也非常困難。隧道排水形不成體系，不能有效地排除襯砌背后的積水。隧道與地下工程防水原則是：“防、排、截、堵相結(jié)合，因地制宜，綜合治理”。因此有限制地排出襯砌背后的地下水，減小地下水對襯砌的壓力，也是結(jié)構(gòu)防水的關(guān)鍵所在。

但目前隧道施工中，雖也建立了防排水體系，但由于種種原因，常使體系功能失效，如在二襯或注漿施工中，由于對排水盲溝、盲管未進(jìn)行有效的保護(hù)，砂漿、漿液堵塞了盲溝、盲管，起不到排水作用；有的不設(shè)泄水孔或泄水孔堵塞，上部盲溝、盲管的水排不到排水溝中。這樣，襯砌背后地下水越積越多，就在襯砌薄弱地方滲流排泄出來。

隧道防排水施工是個(gè)細(xì)致的工作，稍不注意，就會出現(xiàn)漏洞。

第28頁/共49頁防水材料選擇失當(dāng)，不能滿足長期防水需要

。

近幾年來，隧道與地下工程防水材料迅速發(fā)展，防水注漿材料、混凝土外加劑、各種止水帶、止水條、嵌縫防水膩?zhàn)印B透結(jié)晶型材料等，應(yīng)有盡有。在眾多生產(chǎn)廠家蜂擁而至的情況下，難免會發(fā)生魚目混珠的情況。有些標(biāo)稱為橡膠防水膩?zhàn)又懈緹o橡膠成份，抗水性極差，在水中浸泡很短時(shí)間便崩解；有些廠家生產(chǎn)的雙面復(fù)合無紡布的塑料防水板，邊上厚、中間薄，更有甚者，中間僅是兩層無紡布復(fù)合，根本就沒有塑料板；止水帶、止水條的橡膠成份低，力學(xué)性能達(dá)不到使用要求；排水盲管剛度小，混凝土澆筑壓力將其擠扁等等。雖然這些偽劣產(chǎn)品不是材料的主流，但如果不認(rèn)真鑒別，不認(rèn)真選擇，一旦使用，定將后患無窮。

第29頁/共49頁4.3襯砌侵蝕

襯砌背后的腐蝕性環(huán)境水，容易沿襯砌的毛細(xì)孔、工作縫、變形縫及其他孔洞滲流到襯砌內(nèi)側(cè)，成為隧道滲漏水，對襯砌混凝土和砌石、灰縫產(chǎn)生物理性或化學(xué)性的侵蝕作用造成襯砌侵蝕。環(huán)境水對混凝土和水泥砂漿的侵蝕作用主要可歸納為三種:溶出性侵蝕（即非結(jié)晶性侵蝕）、結(jié)晶性侵蝕和復(fù)合性侵蝕（溶出性和結(jié)晶性兩種侵蝕同時(shí)作用或交替作用）。對溶出性侵蝕，只要能解決襯砌的滲漏水問題，徹底治理好水，就能達(dá)到防蝕的目的。對于結(jié)晶性侵蝕，由于侵蝕是因水泥中的化合物與水作用后的新生成物或水中鹽類介質(zhì)析出結(jié)晶，發(fā)生體積膨脹而導(dǎo)致材料破壞，而析出結(jié)晶的條件是混凝土中的干濕變化，干濕變化越頻繁，侵蝕速度越快。因此對類這侵蝕，只防止?jié)B漏而不防止混凝土充水是不行的，即不僅要防滲漏，還要防止混凝土浸水，避免侵蝕水與混凝土發(fā)生作用。復(fù)合性侵蝕包含了上述兩種侵蝕的特性。第30頁/共49頁4.3襯砌侵蝕產(chǎn)生侵蝕的三個(gè)要素：第一，腐蝕介質(zhì)的存在；第二，易腐蝕物質(zhì)的存在；第三，地下水的存在具有活動(dòng)性。襯砌侵蝕的危害程度：

隧道內(nèi)混凝土襯砌的腐蝕按其種類不同，可分為水蝕、煙蝕、凍蝕及骨料溶脹等。隧道襯砌侵蝕，使襯砌出現(xiàn)起毛、酥松、蜂窩麻面、起鼓剝落、孔洞露石、骨料分離等材質(zhì)破壞，襯砌厚度變薄。還會導(dǎo)致襯砌內(nèi)的鋼筋腐蝕，使得襯砌結(jié)構(gòu)強(qiáng)度減小，降低隧道襯砌的承載能力，縮短使用壽命，危及行車安全。第31頁/共49頁防治措施：針對侵蝕產(chǎn)生的原因和條件，對公路隧道侵蝕采取的防治措施主要有：①提高混凝土的密實(shí)性和襯砌的整體性；②外摻加料法；③選用耐侵蝕水泥；④加強(qiáng)襯砌外排水措施；使用密實(shí)的與混凝土不起化學(xué)反應(yīng)的材料在襯砌外表面做隔離防水層；⑤采用與侵蝕性環(huán)境水不起化學(xué)反應(yīng)的天然石料砌筑襯砌；⑥向襯砌背后壓注防蝕漿液；⑦使用防腐蝕混凝土等。第32頁/共49頁4.4內(nèi)空侵限

建筑限界是保證車輛安全通過隧道的必要斷面。施工方法不當(dāng)或支護(hù)形式欠妥，為避免塌方保證施工安全，倉促襯砌，忽視斷面限界，造成內(nèi)空侵限；澆筑混凝土模板強(qiáng)度、剛度不足，出現(xiàn)走模，導(dǎo)致限界受侵；實(shí)例：大茅隧道原設(shè)計(jì)為一直線隧道，但從現(xiàn)場目測可見，隧道軸線和內(nèi)輪廓呈曲線型，特別是在K296+085施工交接處，因貫通誤差較大，內(nèi)輪廓呈明顯的折線型。另外，原施工過程中采用小模板澆筑混凝土，出現(xiàn)跑模等情況，也導(dǎo)致襯砌表面凹凸不平，部分地段呈波浪型；107國道六甲洞隧道襯砌被擠壓呈現(xiàn)開裂、錯(cuò)臺、脫皮、邊墻侵限等病害特征；

第33頁/共49頁隧道建筑限界與內(nèi)輪廓第34頁/共49頁5、公路隧道健康控制技術(shù)公路隧道病害防治與控制的指導(dǎo)性原則是“預(yù)防為主”、“早期發(fā)現(xiàn)”、“及時(shí)維護(hù)”和“對癥下藥”。隨著對隧道病害產(chǎn)生后果、病害機(jī)理認(rèn)識的深化以及對環(huán)保和運(yùn)營舒適度要求的提高,人們對隧道病害控制的認(rèn)識日趨科學(xué)合理。公路隧道病害與災(zāi)害控制技術(shù)，在近十幾年來進(jìn)步很快，特別是在北歐、日本和美國等，控制設(shè)計(jì)和施工趨于規(guī)范化，新材料，新工藝不斷涌現(xiàn)，相對來講，關(guān)于這方面的防治與控制理論尚待進(jìn)一步深化。公路隧道病害與災(zāi)害控制技術(shù)見表。注漿加固堵水技術(shù)錨桿支護(hù)技術(shù)套襯技術(shù)結(jié)構(gòu)抽換技術(shù)滲漏水引排技術(shù)第35頁/共49頁預(yù)防為主:預(yù)防是最好的養(yǎng)護(hù)管理方法。也就說，在病害發(fā)生之前進(jìn)行詳細(xì)的檢查，并采取必要對策不讓病害發(fā)生是最經(jīng)濟(jì)的維修管理方法。因此，建立一個(gè)完善的檢查體系是十分重要的。早期發(fā)現(xiàn):隧道病害的發(fā)生一般都是有前兆的，早期發(fā)現(xiàn)這些前兆，并做出正確的判定，及時(shí)處理可能發(fā)生的病害，是當(dāng)前各國隧道養(yǎng)護(hù)管理的基本前提。及時(shí)維護(hù):拖延處理發(fā)生的病害，只會使病害繼續(xù)發(fā)展，最后可能導(dǎo)致隧道各種事故的發(fā)生。實(shí)踐證明：出現(xiàn)了病害，就要及時(shí)處理，以期收到“事半功倍”的效果。對癥下藥：隧道發(fā)生病害，就和人生病。因此，有人把隧道的養(yǎng)護(hù)管理認(rèn)為是“隧道臨床醫(yī)學(xué)”，“對癥下藥”就是臨床醫(yī)學(xué)的重要原則，這也是隧道維修養(yǎng)護(hù)的重要原則。隧道的病害是各種各樣的，整治的方法也是各種各樣。因此，必須了解病害和各種整治對策的相互對應(yīng)關(guān)系，以獲得最好的治理效果。第36頁/共49頁第37頁/共49頁5.1隧道水害：關(guān)于水害的整治對策，過去有許多方法，但是施工后很短時(shí)間內(nèi)，又發(fā)生降低隧道功能的漏水和結(jié)冰的情況很常見。因此，在考慮對策的可行性、效果、經(jīng)濟(jì)性以外，

還要考慮耐久性。根據(jù)隧道滲漏水的狀況，分為線狀漏水和面狀漏水兩類，主要有導(dǎo)水法、止水法、背后壓漿法和降低水位法等。在具體的施作過程中，根據(jù)實(shí)際情況選用適當(dāng)?shù)姆椒ê筒牧?。隧道治水的具體措施就是防、排、堵、截相結(jié)合，剛?cè)嵯酀?jì)，因地制宜，綜合治理，使之既能自成體系，又能互相配合，形成一個(gè)完整的隧道防治水體系。主要的處置方法有：①完善或者補(bǔ)充地表和地下截水；②在埡口和地質(zhì)不利的地方采取截留和引棑使水遠(yuǎn)離隧道；③貫通隧道內(nèi)的原有排水系統(tǒng)；④襯砌背面注漿；⑤在滲漏水的襯砌設(shè)置排水設(shè)施包括引水管、瀉水管和引水渡槽；⑥在襯砌內(nèi)貼防水層；⑦在施工縫和變形縫處用止水帶、遇水膨脹橡膠等密封防水材料進(jìn)行封堵；⑧對嚴(yán)重漏水的隧道應(yīng)采取套拱加固。第38頁/共49頁5.2凍害的成因及防治方法

氣溫變化是凍融交替的主要原因。襯砌周圍冬季凍結(jié)、夏季融化范圍的圍巖沿襯砌周圍各最大凍結(jié)深度連成的圈叫季節(jié)凍融圈。如果在設(shè)計(jì)過程中，對圍巖的巖性即凍脹性土沒有考慮或考慮不周，隧道的排水設(shè)施如埋在凍結(jié)圈內(nèi)則冬季易發(fā)生冰塞。

隧道凍害的根本原因就是圍巖地下水的凍結(jié)，如果能將水排除在凍結(jié)圈以外，杜絕水進(jìn)入凍結(jié)圈，就能達(dá)到防治凍害的目的，綜合治理是防治凍害的最基本措施。為防治凍害而采取的治水措施主要是：①消滅襯砌漏水缺陷，保證襯砌污工不再充水受凍；②加強(qiáng)結(jié)構(gòu)層和接縫防水（所用防水材料要有一定的抗凍性）；③對有凍害的段落，保證排水系統(tǒng)暢通，不允許襯砌背后積水，并防止凍結(jié)圈外的地下水向凍結(jié)圈內(nèi)遷移；④襯砌背后空隙用砂漿回填密實(shí)；⑤保證排水設(shè)施或泄水溝在任何季節(jié)，任何條件下不凍結(jié)；⑥在嚴(yán)寒地區(qū)可采用中心深埋泄水洞；⑦更換土壤、增加保溫材料防凍、防止融坍、加強(qiáng)結(jié)構(gòu)等措施。

第39頁/共49頁5.3襯砌裂損的治理方法

整治襯砌裂損病害，首先要消滅已有的襯砌裂損對結(jié)構(gòu)及運(yùn)營的一切危害，并防止裂損擴(kuò)大。其次是采取以穩(wěn)固圍巖為主，穩(wěn)固巖體與加固村砌相結(jié)合的綜合治理措施。

穩(wěn)固圍巖的工程措施有：治水穩(wěn)固巖體、錨干加固巖體、注漿加固巖體、支擋加固巖體、襯砌背后空洞壓漿、回填和換填等。

襯砌更換與加固的方法有：壓漿加固、嵌補(bǔ)加固、噴錨加固、套拱加固、更換襯砌等。第40頁/共49頁公路隧道投入運(yùn)營，為保證正常使用，必須進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；公路隧道養(yǎng)護(hù)：是指為保持公路隧道經(jīng)常處于完好狀態(tài)，防止其使用質(zhì)量下降，并向公路使用者提供良好的服務(wù)所進(jìn)行的作業(yè)。國際道路會議常設(shè)協(xié)會（PIARC）于1983年建議，公路養(yǎng)護(hù)統(tǒng)一劃分為日常養(yǎng)護(hù)、定期養(yǎng)護(hù)、特別養(yǎng)護(hù)和改善工程四類。公路養(yǎng)護(hù)管理的目的是充分實(shí)現(xiàn)公路的使用功能，并不斷提高服務(wù)水平。隧道比一般路段養(yǎng)護(hù)要求高，技術(shù)較為復(fù)雜，具有一定的特殊性，需要進(jìn)行專門的養(yǎng)護(hù)管理。概念&分類6、公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范第41頁/共49頁隧道工程養(yǎng)護(hù)的特點(diǎn)：實(shí)施養(yǎng)護(hù)作業(yè)的強(qiáng)制性。隧道在國家綜合運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中所具有的地位及作用，決定了隧道養(yǎng)護(hù)應(yīng)當(dāng)是建立在法律法規(guī)基礎(chǔ)上的強(qiáng)制性養(yǎng)護(hù)。綜合養(yǎng)護(hù)成本高、人員素質(zhì)要求高。養(yǎng)護(hù)對象自身價(jià)值高，為保持或恢復(fù)養(yǎng)護(hù)對象的使用功能和服務(wù)水平，必須付出高成本。從事養(yǎng)護(hù)的作業(yè)人員、管理人員必須對養(yǎng)護(hù)對象的技術(shù)構(gòu)成十分熟悉，必須具備高素質(zhì)。養(yǎng)護(hù)管理行為已上升為可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，必須樹立服務(wù)觀念、環(huán)保觀念。養(yǎng)護(hù)技術(shù)的專業(yè)性和復(fù)雜性。隧道養(yǎng)護(hù)除需要具備機(jī)械化、專業(yè)化外，還需不斷探索和發(fā)展新技術(shù)、新工藝、新材料的使用。在養(yǎng)護(hù)檢測手段上，需具備現(xiàn)代化綜合檢測設(shè)備，養(yǎng)護(hù)工作涉及的學(xué)科領(lǐng)域比較寬泛，科技含量高、技術(shù)工藝復(fù)雜。養(yǎng)護(hù)作業(yè)方式的機(jī)動(dòng)性與時(shí)效性。與一般公路養(yǎng)護(hù)相比，隧道養(yǎng)護(hù)更要求快捷機(jī)動(dòng)、實(shí)用高效，養(yǎng)護(hù)工藝、操作規(guī)程程序性強(qiáng)，養(yǎng)護(hù)作業(yè)實(shí)施時(shí)需特別設(shè)置交通安全管制區(qū)段。養(yǎng)護(hù)對象的廣泛性、全面性。隧道的養(yǎng)護(hù)對象：除路面、結(jié)構(gòu)、防排水外，還包括交通工程設(shè)施、通風(fēng)照明、供配電、監(jiān)控設(shè)施等各個(gè)方面。第42頁/共49頁為給公路隧道的養(yǎng)護(hù)及其管理提供技術(shù)依據(jù)和行為準(zhǔn)則，交通部專門發(fā)布：《公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTG

H12-2003），該規(guī)范于2003年10月1日施行。技術(shù)依據(jù)&行為準(zhǔn)則方針&理念按照交通部提出的“建養(yǎng)并重，強(qiáng)化管理；深化改革，調(diào)整結(jié)構(gòu)；依靠科技，提高質(zhì)量；依法治路，保障暢通”的工作方針，堅(jiān)持“建設(shè)是發(fā)展、養(yǎng)護(hù)管理也是發(fā)展”的理念適用范圍高速公路、一級公路、二級公路山嶺隧道。要求根據(jù)每座隧道實(shí)際圍巖條件、結(jié)構(gòu)和設(shè)施狀況、交通營運(yùn)條件以及病害程度等。第43頁/共49頁第44頁/共49頁4其他工程設(shè)施

4．1一般規(guī)定

4．2環(huán)保沒施

4．3房屋設(shè)施

5安全管理

附錄A土建結(jié)構(gòu)檢查記錄表

附錄B噴射混凝土抗壓強(qiáng)度評定

附錄C機(jī)電設(shè)施養(yǎng)護(hù)計(jì)劃及故障記錄表

附錄D本規(guī)范用詞說明

附件公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范(JTGH12—2003)條文說明

1總則

2土建結(jié)構(gòu)

2．1一般規(guī)定

2．2清潔維護(hù)

2．3結(jié)構(gòu)檢查

2．4保養(yǎng)維修

2．5病害處治

3機(jī)電設(shè)施

3．1—般規(guī)定

3．2供配電設(shè)施

3．3照明設(shè)施

3．4通風(fēng)設(shè)施

3．5