公路隧道健康诊断.ppt

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1、混凝土破坏剥落,混凝土混入的编制袋,隧道健康诊断：是指对影响隧道结构物安全性、耐久性的病害进行检查和调查，并对隧道的病害进行分析，评价隧道的安全状况，提出整治病害的对策和措施。隧道健康诊断主要包括对隧道病害的检查、调查、分析和隧道安全性的评价，以及提出隧道病害整治的措施。随着我国公路交通事业建设的快速发展,隧道健康状况日益成为公路隧道养护中极其重要的环节。,3、公路隧道健康诊断,对于公路隧道健康的检测，最初的检测手段多是根据肉眼观察进行判断，受人为因素影响较大，存在着效率低，准确性差的问题。为了探询隧道内部病害的真正原因，采用了钻孔方法，钻孔检测虽直观，但检测速度慢，风枪成孔垂直度较难控制，且

2、探杆感觉、卷尺量测受人为因素影响较大，同时破坏隧道防排水系统，影响隧道寿命，检测结果代表性差，难以全面反映隧道整体及各部位质量。根据国外的经验和实践，对隧道进行无损伤探测手段(包括非接触式扫描探伤设备和其他物探手段等)的开发被提上日程。先后出现了运用声学、光学、机械振动技术、射线技术、电子和电气技术等检测技术。,上述方法中，撞击回波法、地质雷达和激光扫描技术应用价值最大。撞击回波法：是用钢球产生的超声波和音速范围内的机械应力脉冲检测结构。用传感器记录观察到的多次反射波,并进行频率分析。该方法检测速度较快,但是检测深度依赖于要检测的材料结构、强度以及应力脉冲的频带,尺寸效应显著,球的尺寸要适合给

3、定的检测状态。,地质雷达：是一种利用高频脉冲电磁波探测混凝土及下覆介质分布形态的一种无损伤检测方法。使用的是高频电磁波，电磁波在介质中传播时，因介质介电常数变化或介质几何形状变化而产生相位及回波能量、波形的变化,由计算机将收到不同的波阻抗界面产生的数字信号进行成像处理和分析计算，从而推断地下地质结构。衬砌与围岩、围岩中的空洞或欠密实区、围岩中的含水区或裂缝、衬砌裂缝等均为良好的反射界面或目标体。该检测技术采用了先进的连续透视扫描无损探伤技术，探测精度比传统检测方法高，且又是连续扫描，可获得隧道探测的连续结果。这种检测手段目前在国内外得到了广泛应用，并取得了重要成果。,美国GSSI公司生产、劳雷

4、公司销售的SIR-2000型地质雷达仪分辨率高，擅长于进行大数据量、高密度的连续扫描探测并实时绘出彩色波形剖面图。,地质雷达的检测内用：衬砌厚度；衬砌缺陷情况，如是否均匀连续、是否密实、有无离析、蜂窝麻面、裂缝深度及其位置；初期支护背后、初期支护与二次衬砌之间空洞及其位置、深度、填充处理情况；,脱空,回填不密实,激光扫描：是近几年首先在欧洲发展起来的新型检测技术,由于其扫描速度快、测量精度高(可达0.2 0.3 mm)、获得三维空间数据的同时获得三维图像等优点,在德国、瑞士等国家普遍应用。下图是隧道扫描仪的作用原理。安装在水平轴线的激光器以极高的速度旋转,并测量表面反射。这样可以得到隧道内壳表

5、面高分辨图,以此评价表面的裂缝、剥落和其他可看得见的异常现象。除了可视照片外,还能拍摄表面的红外图。只要有足够的温度梯度,这两种图都可以说明湿块、空腔和内壳后的水。隧道扫描仪的优点归纳如下:(1)对交通没有或只有轻微的负面影响;(2)能以数字形式按比例绘制全部面积的内壳表面;(3)同步多路记录(可视照片+红外图);(4)测量能够重现;(5)重复测量能够获得有关损伤发展的数据。目前流行的3D 激光扫描仪主要根据以下3 种原理设计:(1)Triangulation;(2)Pulse2based;(3)phase2based。不同应用领域需要选择相应的3D 技术,才能有效利用。,近几年来在隧道地质病

6、害诊治中应用地震CT技术，并取得了一定的进展。另外还有声波检测法、应力应变法等也在隧道检测中采用。,隧道无损检测各种技术的优缺点,布里渊散射光时域反射监测技术(简称BOTDR)：是国际上近几年才研发成熟的一项尖端技术。与常规的监测技术原理不同，它具有分布式、长距离、实时性、精度高和耐久性长等特点，能做到对大型基础工程设施的每一个部位具有像人的神经系统一样进行感知和远程监测，因而这一技术已成为一些发达国家，如美国、日本、瑞士、加拿大和法国等国竞相研发的课题，并在各类大型基础工程设施的应变监测和健康诊断中得到了成功应用，取得了多项技术发明和重要进展。我国在BOTDR 工程应用方面的研究工作还刚刚开

7、始，还没有见到相关的工程应用实例。,4、公路隧道病害原因分析,影响隧道健康的病害种类很多，成因较为复杂，理论研究目前尚有一定的困难，但是，理论和机理研究是隧道病害防治的基础。目前，对几种主要隧道病害的认识理论见下表。公路隧道病害的根源,主要包括支护系统强度不足和水害。公路隧道病害的类型主要有水害、冻害、衬砌裂损、衬砌侵蚀等。,公路隧道病害危害：隧道病害发生较多的地段，从地质情况看，一般是断层破碎带，风化变质岩地带、裂隙发育的岩体、岩溶地层、软弱围岩地层等；从地形情况看，多发生在斜坡、滑坡构造地带、岩堆崩坍地带等。隧道内各种病害一般不是单独存在的，而是互相影响、互相作用的。其中最常见的病害形式是

8、水害，隧道水害不仅增加隧道内湿度，造成电路短路等事故，危及运输安全，而且还引发其他病害。隧道由于渗漏水、积水，将会造成衬砌开裂或使原有裂缝发展扩大，加重衬砌裂损。当地下水有侵蚀性时，会使衬砌混凝土产生侵蚀，并随着渗漏水的不断发展，使混凝土侵蚀日益严重。在寒冷地区，水是影响隧道围岩冻胀和导致衬砌开裂的重要因素。隧道衬砌裂损病害主要表现为衬砌的变形、开裂和错台。而衬砌一旦开裂，将会给地下水打开一条外渗的通道，引起隧道严重水害，进而就会产生衬砌混凝土的侵蚀，冬季产生冻害等。冻害循环发生，进而使衬砌混凝土再产生开裂变形，导致衬砌承载力下降。春夏季衬砌产生冻害部位解冻，被冻结的冰融化成水，致使衬砌产生渗

9、漏水。在含有侵蚀性地下水的围岩中,地下水的侵蚀将造成衬砌混凝土的疏松、剥落,致使衬砌裂损，承载力降低。总之,隧道内各种病害并不是单独作用的,而是几种情况共同作用,对衬砌结构产生连锁破坏,致使衬砌混凝土开裂变形,产生剥落掉块等,有效厚度减薄,承载力降低,安全可靠性减小。随着病害的持续发展,最终导致衬砌结构失稳破坏。,4.1衬砌裂损隧道衬砌裂损的类型主要有衬砌变形、衬砌开裂、衬砌腐蚀破坏、衬砌背后空洞、拱脚下沉以及仰拱破碎（进而引起路基下沉、路面翻浆冒泥）等。衬砌裂缝：纵向裂缝、环向裂缝、和斜向裂缝三种纵向裂缝：纵向裂缝平行于隧道轴线，其危害最大。其发展可引起隧道掉拱，边墙断裂甚至整个隧道的塌方。

10、分布特点：拱腰比拱顶多，双线隧道多在拱腰，单线隧道主要产生在边墙部位。环向裂缝：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的。沉降引起。分布特点：多发生在洞口或不良地质地带与完整岩层的交接处。且约占裂缝总长的3040。斜向裂缝：斜向裂缝一般和隧道纵轴呈45左右，常因混凝土的环向应力和纵向受力组合而成的拉应力造成的。危害性仅次于纵向裂,根据裂缝宽度大小分为四级：毛裂缝（发丝裂缝）：0.3mm；小裂缝：0.3 2mm；中裂缝：2 20mm；大裂缝：20mm。出现裂缝，应绘制平面展布图，对现有裂缝进行标注，确定1 3月的观测周期。以掌握裂缝发展趋向。防水混凝土结构的表面裂缝宽

11、度不大于0.2mm，并无贯通现象。地下防水工程施工工艺及验收标准一般在混凝土结构较长或体积较大时由于收缩和温度差效应而产生裂缝。连拱隧道中隔墙、偏压隧道或分离式隧道边墙基础承载力不均匀，也是混凝土产生裂缝的诱因。由于隧道纵向穿过不同力学性质的岩层,地基承载力差异较大；由于衬砌背后回填不对称，以及不同断面的衬砌抗不均匀性变形能力的差异性等原因，都可能导致隧道纵向的不均匀沉降，引起纵向弯矩,产生裂缝纵向裂缝比环向裂缝的危害大。如果裂缝进一部发展:裂缝延伸、原有裂缝宽度加宽、存在新增裂缝等情况，特别是各种不利因素集中在该段，应引起足够重视，制定加固处理方案。,细微裂缝隧道衬砌混凝土表面常出现一些没有

12、扩展性的细微裂缝，这种裂缝是稳定的，一般可自愈，不会影响结构的使用和耐久性。从美观考虑，可先清洗干净裂缝表面，然后涂刷环氧树脂浆液二至三遍，最后用刮抹料、调色料处理混凝土表面，使其颜色与周围衬砌混凝土颜色一致。贯通性裂缝贯通性裂缝的危害较大，必须采取有效的治理方法。沿裂缝方向凿成宽5cm、深3cm 的V 形槽，在槽内骑缝每隔0.5m 钻一孔，孔深为衬砌厚度的1/2 或2/3，一般不少于15cm，并不得穿透衬砌以防跑浆。用清水冲洗干净槽内的杂物及粉尘，在孔内插入10 的压浆管，利用环氧树脂水泥砂浆锚固，用灰刀将砂浆压实抹光。环氧树脂砂浆配比，环氧树脂:水泥:细砂:乙二胺:二丁酯=1:1.6:3.

13、2:0.1:0.12，其中乙二胺是固化剂，二丁酯是稀释剂。待环氧树脂砂浆有一定的强度后，以0.15MPa0.2MPa 压力压入水泥-水玻璃浆液或环氧树脂浆液。压浆结束后在0.2MPa 压力下压水检查压浆效果。裂缝表面用刮抹料和调色料处理。,密集裂缝衬砌背后有空洞或衬砌厚度不足引起的密集裂缝，必须进行防水和地层加固处理。沿裂缝两侧每隔1.2m1.5m 交错布点，凿成10cm10cm 大小深5cm 的方槽，用风动凿岩机钻孔，孔深3m，安装WDT25 中空注浆锚杆，注入水泥砂浆，灰砂比1:（35），水灰比1:1，施工时由下往上逐级注浆，注浆压力以0.4MPa 0.6MPa 为宜。注浆结束后，另凿新孔

14、在0.6MPa1.0MPa压力下压入纯水泥浆检查注浆效果，当达到规定压力而砂浆压不进时，即认为已经注满。注浆24h 后安装锚杆垫板，用环氧树脂砂浆抹平方槽，表面用刮抹料和调色料处理。,混凝土裂缝形成的原因非常复杂，往往是多种不利因素综合作用的结果。据有关统计，施工不规范造成的混凝土裂缝占80%左右，材料质量差或配合比不合理产生的裂缝占15%左右，设计不当引起的裂缝可能占5%。设计粗糙,建设、监理单位工作随意性大由于多方面的原因，勘察设计单位无法深入地开展地质勘探工作，隧道围岩类别评价及支护结构设计缺乏科学依据，带有一定的盲目性。个别建设单位限于自身管理和专业技术水平的欠缺，任意变更原设计。少数

15、工程由业主的内部人员组成监理机构，监理工作失去了独立性。随着建筑市场的规范，这些问题会逐步得到解决,施工工艺或现场操作不规范隧道开挖成型差，衬砌混凝土厚度严重不均匀；欠挖或初期支护侵入衬砌限界，造成衬砌混凝土厚度不足。个别隧道衬砌混凝土背后存在脱空现象。未开展监控量测工作，仅凭经验来确定二次衬砌的施作时间，安全可靠性差，造成二次衬砌超设计荷载承受围岩压力。混凝土生产时原材料计量误差大，尤其外加剂的掺加随意性大，没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水量，造成混凝土水灰比增大。采用整体式钢模板台车施工，混凝土浇筑时不振捣或漏振，混凝土均质性差。盲目追求施工进度，随意提前脱模时间，使低强度混凝

16、土过量承受荷载，破坏了混凝土结构。脱模后没有进行混凝土的潮湿养护。夏季施工时砂、石料露天堆放，无切实有效的降温措施，混凝土入模温度高。冬期施工时采取的防寒保温措施不力。,原材料质量差、配合比设计不合理水泥品种选择不当，安定性不良，不同批次的水泥混用。碎石、砂级配差，含泥量超标，碎石中石粉含量大，针、片状物过多，影响了水泥与骨料的胶结。进行配合比设计时，忽视水泥用量增多对混凝土品质的影响，错误认为水泥用量越多，混凝土强度越高。对掺合料和外加剂的选用缺乏专业技术人员的指导，往往达不到预期的效果。,衬砌裂损危害：衬砌裂损的危害是不言而喻的，它可导致：隧道结构变形、掉块甚至塌落；降低衬砌结构对围岩的承

17、载能力；使隧道的净空变小，侵入建筑限界，影响车辆安全通过；衬砌裂缝还会成为渗漏水的通道。,4.2 衬砌渗漏水表现形式：隧道渗漏水有拱部渗水、滴水、漏水成线和成股射流四钟；边墙有渗水、淌水两种；少数隧道有隧底涌水。危 害：危害隧道结构和运营安全。由于隧道渗漏水，增加了隧道内空气的湿度，造成通风、照明等设施的损坏。由于路面积水，特别是隧底翻浆冒泥，直接危及隧道的使用功能，造成不应有的交通事故；隧道渗漏水还加快了衬砌混凝土的碳化速度，特别是有腐蚀性的地下水，破坏了混凝土的结构，减少了隧道的使用寿命；隧道渗漏水还可能降低地下水位，对生态环境造成破坏；严寒地区隧道，渗漏水的危害更大，由于冬季渗漏水结冰，

18、形成冰柱，侵入限界，造成行车事故，年复一年的冻融循环，破坏了混凝土结构，更有甚者，隧道渗漏水结冰，堵塞了整个隧道，使建成尚未投入使用的隧道报废。,隧道渗漏水发生的原因分析：原因是多方面的，有客观存在的原因，但更多的是人为因素造成的。分析隧道渗漏水发生的原因，以利于有针对性的预防和整治。隧道的开挖使地下水渗流场发生了改变，隧道周边的地下水集中向隧道方向排泄；隧道防排水设计上存在诸多漏洞；在隧道设计上存在重结构、轻防水的倾向；隧道施工质量控制不佳，是隧道渗漏水发生的主要因素；防水混凝土未达到预期的防水效果 不按设计配合比配制防水混凝土，特别是随意加水的现象并不罕见。不按规定浇筑混凝土。在浇筑高度大

19、于的情况下，不采取任何措施进行浇筑，造成混凝土离析。未按规定进行混凝土振捣，致使混凝土不密实。拆模时间过早。未按规定的时间养护。以上情况的存在，造成混凝土衬砌不密实，表面蜂窝麻面现象严重，衬砌开裂，给地下水的渗漏开辟通道。,施工缝、变形缝处理时，操作不细，防水材料形同虚设。施工缝、变形缝是隧道防水的重点，也是隧道渗漏水的多发部位，必须进行认真细致的处理。但在实际施工中，存在着马虎、粗糙的现象：中埋式止水带固定不牢，浇筑混凝土时有卷起现象；止水条安放不规范，不按规定镶入槽内，而是随意粘贴或钉在接头混凝土表面，造成扭曲、变形；即使设了镶嵌槽，也不把灰土和浮碴清理干净。施工缝、变形缝处混凝土振捣不到

20、位，止水带和止水条与混凝土不密贴。由于以上原因，隧道建成后施工缝、变形缝渗漏水几率最高，有关资料表明，施工缝、变形缝渗漏水占隧道总渗漏水的以上，个别工程甚至出现“见缝必漏、无缝不漏”的现象，不得不花费高昂的代价进行整治。隧道基底处理不到位，地下水隐蔽在底板以下，造成隐患。,防水板的铺设不尽人意。不采用无钉铺设工艺，仍用“铁钉”将防水板板钉在铺设基面上，而对穿透的钉孔不做任何处理。焊接工艺不过关，漏焊、焊穿现象仍有发生。对铺设好的防水板保护不够，防水板被扎破、烧破，在二次衬砌前也很少对破损处修补。有人讲，“打把破伞总比不打伞好”。实际上，防水板与二衬混凝土之间不会粘贴，总留有透水间隙，只要塑料板

21、漏水，就会一漏百漏，而且治理时寻找水源也非常困难。隧道排水形不成体系，不能有效地排除衬砌背后的积水。隧道与地下工程防水原则是：“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”。因此有限制地排出衬砌背后的地下水，减小地下水对衬砌的压力，也是结构防水的关键所在。但目前隧道施工中，虽也建立了防排水体系，但由于种种原因，常使体系功能失效，如在二衬或注浆施工中，由于对排水盲沟、盲管未进行有效的保护，砂浆、浆液堵塞了盲沟、盲管，起不到排水作用；有的不设泄水孔或泄水孔堵塞，上部盲沟、盲管的水排不到排水沟中。这样，衬砌背后地下水越积越多，就在衬砌薄弱地方渗流排泄出来。隧道防排水施工是个细致的工作，稍不注意，就会出

22、现漏洞。,防水材料选择失当，不能满足长期防水需要。近几年来，隧道与地下工程防水材料迅速发展，防水注浆材料、混凝土外加剂、各种止水带、止水条、嵌缝防水腻子、渗透结晶型材料等，应有尽有。在众多生产厂家蜂拥而至的情况下，难免会发生鱼目混珠的情况。有些标称为橡胶防水腻子中根本无橡胶成份，抗水性极差，在水中浸泡很短时间便崩解；有些厂家生产的双面复合无纺布的塑料防水板，边上厚、中间薄，更有甚者，中间仅是两层无纺布复合，根本就没有塑料板；止水带、止水条的橡胶成份低，力学性能达不到使用要求；排水盲管刚度小，混凝土浇筑压力将其挤扁等等。虽然这些伪劣产品不是材料的主流，但如果不认真鉴别，不认真选择，一旦使用，定将

23、后患无穷。,4.3 衬砌侵蚀 衬 砌背后的腐蚀性环境水，容易沿衬砌的毛细孔、工作缝、变形缝及其他孔洞渗流到衬砌内侧，成为隧道渗漏水，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造成衬砌侵蚀。环境水对混凝土和水泥砂浆的侵蚀作用主要可归纳为三种:溶出性侵蚀（即非结晶性侵蚀）、结晶性侵蚀和复合性侵蚀（溶出性和结晶性两种侵蚀同时作用或交替作用）。对溶出性侵蚀，只要能解决衬砌的渗漏水问题，彻底治理好水，就能达到防蚀的目的。对于结晶性侵蚀，由于侵蚀是因水泥中的化合物与水作用后的新生成物或水中盐类介质析出结晶，发生体积膨胀而导致材料破坏，而析出结晶的条件是混凝土中的干湿变化，干湿变化越频繁，侵蚀速度

24、越快。因此对类这侵蚀，只防止渗漏而不防止混凝土充水是不行的，即不仅要防渗漏，还要防止混凝土浸水，避免侵蚀水与混凝土发生作用。复合性侵蚀包含了上述两种侵蚀的特性。,4.3 衬砌侵蚀产生侵蚀的三个要素：第一，腐蚀介质的存在；第二，易腐蚀物质的存在；第三，地下水的存在具有活动性。衬砌侵蚀的危害程度：隧道内混凝土衬砌的腐蚀按其种类不同，可分为水蚀、烟蚀、冻蚀及骨料溶胀等。隧道衬砌侵蚀，使衬砌出现起毛、酥松、蜂窝麻面、起鼓剥落、孔洞露石、骨料分离等材质破坏，衬砌厚度变薄。还会导致衬砌内的钢筋腐蚀，使得衬砌结构强度减小，降低隧道衬砌的承载能力，缩短使用寿命，危及行车安全。,防治措施：针对侵蚀产生的原因和条

25、件，对公路隧道侵蚀采取的防治措施主要有：提高混凝土的密实性和衬砌的整体性；外掺加料法；选用耐侵蚀水泥；加强衬砌外排水措施；使用密实的与混凝土不起化学反应的材料在衬砌外 表面做隔离防水层；采用与侵蚀性环境水不起化学反应的天然石料砌筑衬砌；向衬砌背后压注防蚀浆液；使用防腐蚀混凝土等。,4.4 内空侵限 建筑限界是保证车辆安全通过隧道的必要断面。施工方法不当或支护形式欠妥，为避免塌方保证施工安全，仓促衬砌，忽视断面限界，造成内空侵限；浇筑混凝土模板强度、刚度不足，出现走模，导致限界受侵；实 例：大茅隧道原设计为一直线隧道，但从现场目测可见，隧道轴线和内轮廓呈曲线型，特别是在K296+085施工交接处

26、，因贯通误差较大，内轮廓呈明显的折线型。另外，原施工过程中采用小模板浇筑混凝土，出现跑模等情况，也导致衬砌表面凹凸不平，部分地段呈波浪型；107国道六甲洞隧道 衬砌被挤压呈现开裂、错台、脱皮、边墙侵限等病害特征；,隧道建筑限界与内轮廓,5、公路隧道健康控制技术,公路隧道病害防治与控制的指导性原则是“预防为主”、“早期发现”、“及时维护”和“对症下药”。随着对隧道病害产生后果、病害机理认识的深化以及对环保和运营舒适度要求的提高,人们对隧道病害控制的认识日趋科学合理。公路隧道病害与灾害控制技术，在近十几年来进步很快，特别是在北欧、日本和美国等，控制设计和施工趋于规范化，新材料，新工艺不断涌现，相对

27、来讲，关于这方面的防治与控制理论尚待进一步深化。公路隧道病害与灾害控制技术见表。注浆加固堵水技术 锚杆支护技术 套衬技术 结构抽换技术 渗漏水引排技术,预防为主:预防是最好的养护管理方法。也就说，在病害发生之前进行详细的检查，并采取必要对策不让病害发生是最经济的维修管理方法。因此，建立一个完善的检查体系是十分重要的。早期发现:隧道病害的发生一般都是有前兆的，早期发现这些前兆，并做出正确的判定，及时处理可能发生的病害，是当前各国隧道养护管理的基本前提。及时维护:拖延处理发生的病害，只会使病害继续发展，最后可能导致隧道各种事故的发生。实践证明：出现了病害，就要及时处理，以期收到“事半功倍”的效果。

28、对症下药：隧道发生病害，就和人生病。因此，有人把隧道的养护管理认为是“隧道临床医学”，“对症下药”就是临床医学的重要原则，这也是隧道维修养护的重要原则。隧道的病害是各种各样的，整治的方法也是各种各样。因此，必须了解病害和各种整治对策的相互对应关系，以获得最好的治理效果。,5.1 隧道水害：关于水害的整治对策，过去有许多方法，但是施工后很短时间内，又发生降低隧道功能的漏水和结冰的情况很常见。因此，在考虑对策的可行性、效果、经济性以外，还要考虑耐久性。根据隧道渗漏水的状况，分为线状漏水和面状漏水两类，主要有导水法、止水法、背后压浆法和降低水位法等。在具体的施作过程中，根据实际情况选用适当的方法和材

29、料。隧道治水的具体措施就是防、排、堵、截相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理，使之既能自成体系，又能互相配合，形成一个完整的隧道防治水体系。主要的处置方法有：完善或者补充地表和地下截水；在垭口和地质不利的地方采取截留和引棑使水远离隧道；贯通隧道内的原有排水系统；衬砌背面注浆；在渗漏水的衬砌设置排水设施包括引水管、泻水管和引水渡槽；在衬砌内贴防水层；在施工缝和变形缝处用止水带、遇水膨胀橡胶等密封防水材料进行封堵；对严重漏水的隧道应采取套拱加固。,5.2 冻害的成因及防治方法 气温变化是冻融交替的主要原因。衬砌周围冬季冻结、夏季融化范围的围岩沿衬砌周围各最大冻结深度连成的圈叫季节冻融圈。如果在设计

30、过程中，对围岩的岩性即冻胀性土没有考虑或考虑不周，隧道的排水设施如埋在冻结圈内则冬季易发生冰塞。隧道冻害的根本原因就是围岩地下水的冻结，如果能将水排除在冻结圈以外，杜绝水进入冻结圈，就能达到防治冻害的目的，综合治理是防治冻害的最基本措施。为防治冻害而采取的治水措施主要是：消灭衬砌漏水缺陷，保证衬砌污工不再充水受冻；加强结构层和接缝防水（所用防水材料要有一定的抗冻性）；对有冻害的段落，保证排水系统畅通，不允许衬砌背后积水，并防止冻结圈外的地下水向冻结圈内迁移；衬砌背后空隙用砂浆回填密实；保证排水设施或泄水沟在任何季节，任何条件下不冻结；在严寒地区可采用中心深埋泄水洞；更换土壤、增加保温材料防冻、

31、防止融坍、加强结构等措施。,5.3 衬砌裂损的治理方法 整治衬砌裂损病害，首先要消灭已有的衬砌裂损对结构及运营的一切危害，并防止裂损扩大。其次是采取以稳固围岩为主，稳固岩体与加固村砌相结合的综合治理措施。稳固围岩的工程措施有：治水稳固岩体、锚干加固岩体、注浆加固岩体、支挡加固岩体、衬砌背后空洞压浆、回填和换填等。衬砌更换与加固的方法有：压浆加固、嵌补加固、喷锚加固、套拱加固、更换衬砌等。,公路隧道投入运营，为保证正常使用，必须进行养护；公路隧道养护：是指为保持公路隧道经常处于完好状态，防止其使用质量下降，并向公路使用者提供良好的服务所进行的作业。国际道路会议常设协会（PIARC）于1983年建

32、议，公路养护统一划分为日常养护、定期养护、特别养护和改善工程四类。公路养护管理的目的是充分实现公路的使用功能，并不断提高服务水平。隧道比一般路段养护要求高，技术较为复杂，具有一定的特殊性，需要进行专门的养护管理。,概念&分类,6、公路隧道养护技术规范,隧道工程养护的特点：实施养护作业的强制性。隧道在国家综合运输网络中所具有的地位及作用，决定了隧道养护应当是建立在法律法规基础上的强制性养护。综合养护成本高、人员素质要求高。养护对象自身价值高，为保持或恢复养护对象的使用功能和服务水平，必须付出高成本。从事养护的作业人员、管理人员必须对养护对象的技术构成十分熟悉，必须具备高素质。养护管理行为已上升为

33、可持续发展的战略高度，必须树立服务观念、环保观念。养护技术的专业性和复杂性。隧道养护除需要具备机械化、专业化外，还需不断探索和发展新技术、新工艺、新材料的使用。在养护检测手段上，需具备现代化综合检测设备，养护工作涉及的学科领域比较宽泛，科技含量高、技术工艺复杂。养护作业方式的机动性与时效性。与一般公路养护相比，隧道养护更要求快捷机动、实用高效，养护工艺、操作规程程序性强，养护作业实施时需特别设置交通安全管制区段。养护对象的广泛性、全面性。隧道的养护对象：除路面、结构、防排水外，还包括交通工程设施、通风照明、供配电、监控设施等各个方面。,为给公路隧道的养护及其管理提供技术依据和行为准则，交通部专

34、门发布：公路隧道养护技术规范（JTG H12-2003），该规范于2003年10月1日施行。,技术依据&行为准则,方针&理念,按照交通部提出的“建养并重，强化管理；深化改革，调整结构；依靠科技，提高质量；依法治路，保障畅通”的工作方针，坚持“建设是发展、养护管理也是发展”的理念,适用范围,高速公路、一级公路、二级公路山岭隧道。,要 求,根据每座隧道实际围岩条件、结构和设施状况、交通营运条件以及病害程度等。,4 其他工程设施41 一般规定42 环保没施43 房屋设施5 安全管理附录A 土建结构检查记录表附录B 喷射混凝土抗压强度评定附录C 机电设施养护计划及故障记录表附录D 本规范用词说明附件

35、公路隧道养护技术规范(JTG H122003)条文说明,1 总则2 土建结构21 一般规定22 清洁维护23 结构检查24保养维修25 病害处治3 机电设施31 般规定32供配电设施33 照明设施34 通风设施35 消防与救援设施36 监控设施,公路隧道的病害检查及养护管理公路隧道既是道路工程构造物又是地下工程结构。它涉及工程地质、结构力学、空气动力学、光学、自动控制和工程机械等多种学科，技术较为复杂。而且，公路隧道一般都处于崇山峻岭之中，无绕行可能，如果隧道内出现严重渗漏水、衬砌开裂或设施故障等情况，就会妨碍交通，进而使整个交通线完全处于中断状态，给公路交通造成恶劣影响。隧道主体结构为永久性

36、建筑物，日本统计的隧道平均寿命为50年以上，我国公路的设计寿命为30年，但隧道作为地下工程建设其寿命应该大于100年。对公路隧道运营阶段的病害检测与治理应本着“预防为主、早期发现、及时维护、对症施治”的原则，要经常性的对隧道进行检查，及时发现问题，建立数据库，确定需要整治的技术指标，并采用有效措施整治，对整治完的隧道要制定质量验收标准。力争做到检测程序化，处治规范化，验收标准化。但实现这个目标还有许多专题需要进一步研究。公路隧道养护技术规范（JTG H12-2003）已经对公路隧道结构检查的基本内容和采取的常规对策给出了明确的规定。,公路隧道的检查目的：为了掌握隧道的现状，发现对隧道安全和功能

37、有影响的病害，为决策提供基础数据，以便尽早采取防治病害的措施，确保隧道安全畅通。隧道的检查分为：日常检查、定期检查、特别检查和专项检查。日常检查：是为了发现隧道结构的早期破损、显著病害或其他异常情况，日常检查原则上与道路巡回检查一并进行。公路隧道养护技术规范规定日常检查的频度应不小于1次/月，高速公路隧道应不小于1次/周，特别是在雨季或冰冻季节更应增加日常检查的频度。检查的内容包括隧道衬砌的裂缝、错台、起层、剥落以及排水设施的破损、堵塞、积水和结冰等。定期检查：是按规定周期对隧道结构的基本状况进行全面检查，检查的目的是系统掌握隧道的基本技术状况，为制定养护工作计划提供依据，检查宜采取徒步的目视

38、检查为主，配备必要的检查工具或设备，检查的内容除了上述提及的结构病害外，还应扩展到运营的通风、照明、噪音、环保、路面抗滑系数等，检查的周期宜1次/年，高速公路隧道应不少于1次/年。检查宜安排在春季或秋季，定期检查完成后应提交定期检查报告以及隧道展开图和其他有关检测记录资料。,特别检查：是在隧道遭遇地震、洪水等自然灾害，发生火灾、交通事故或出现其他异常事件后对隧道进行的检查，检查的目的是及时掌握隧道结构受损情况，特别检查难以判明破损原因和程度时应作专项检查。专项检查：是根据定期检查和特别检查的结果，或者通过其他途径判断，需要进一步查明某些破损或病害的详细情况而进行的更深入的专门检测，例如隧道火灾后的结构损伤评价检查，检查时要邀请一些有经验的专家并辅以专门的检查设备。通过专项检查，应完整掌握病害的详细资料，为其是否实施处治以及采取何种治理病害的措施等提供技术依据。,