运营隧道的养护与维修施工工艺隧道工艺标准系列之十五.doc

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15 运营隧道的养护与维修施工工艺

15.1 总则

15.1.1 适用范围
本标准适用于运营隧道。
15.1.2 编制参考标准及规范
15.1.2.1 公路工程技术标准(JTJ001－97)。
15.1.2.2 公路隧道设计规范(JTGD70－ )。
15.1.2.3 公路工程质量检验评定标准(第一册 土建工程)(JTGF80/1- )。
15.1.2.4 公路隧道养护技术规范(JTG H12— )。
15.1.2.5 公路养护安全作业规程(JTG H30— )
15.1.3 制定养护方案
应根据每一座隧道实际的围岩地质条件、 结构和设施状况、 交通营运条件以及病害程度等, 制定相应的养护方案。养护维修工作应贯彻国家的技术经济政策, 积极而慎重地采用新技术、 新材料、 新设备、 新工艺, 使养护维修达到安全实用、 质量可靠、 经济合理、 技术先进的要求。

15.2 术语

15.2.1 清洁维护
清洁维护工作包括扫除隧道内垃圾、 清除结构物脏污、 清理( 疏通) 排水设施, 保持结构物外观的干净整洁。
15.2.2 保养维修
保养维修工作包括预防性地对结构物进行维护, 修复结构物轻微破损, 经常保持结构物的完好状态。
15.2.3 结构检查
结构检查的工作内容应包括发现结构异常情况, 系统掌握结构技术状况, 判定结构物功能状态, 确定相应的养护对策或措施。又分为下列三种:
( 1) 日常检查
这是对土建结构的外观状况进行的日常巡视检查。经过日常检查, 应及时发现早期破损、 显著病害或其它异常情况, 并确定对策措施。
( 2) 定期检查
按规定周期对土建结构的基本技术状况进行全面检查。经过定期检查, 应系统掌握结构基本技术状况, 评定结构物功能状态, 为制订养护工作计划提供依据。
( 3) 特别检查
在隧道遭遇自然灾害、 发生交通事故或出现其它异常事件后, 对遭受影响的结构立即进行的详细检查。经过特别检查, 应及时掌握结构受损情况, 为采取对策措施提供依据。
( 4) 专项检查主要根据结构的破损程度、 发展变化趋势和对交通安全、 结构设施安全的影响等因素进行判定。
15.2.4 病害处治
病害处治工作包括修复破损结构, 消除结构病害, 恢复结构物设计标准, 维持良好的技术功能状态。

15.3 施工准备

15.3.1 技术准备
包括技术人员培训、 熟悉规章制度、 了解隧道存档资料等方面的工作。
15.3.2 材料准备
砂、 石、 水泥、 外加剂、 防水材料、 注浆材料、 爆破材料、 锚杆、 钢筋、 型钢等。
15.3.3 主要机具
15.3.3.1 尺寸测量: 卷尺、 钢卷尺、 游标卡尺等。
15.3.3.2 裂缝检查: 带刻度的放大镜、 宽度测定尺、 测针、 标线等。
15.3.3.3 材料劣化检查: 锤子等。
15.3.3.4 漏水检查: pH试验纸、 温度计等。
15.3.3.5 路面检查: 摩擦系数测定仪、 平整度仪等。
15.3.3.6 照明器具: 卤素灯或目测灯、 手电筒。
15.3.3.7 记录工具: 隧道展示图纸、 记录本、 照相机或摄像机。
15.3.3.8 升降设备: 可移动台架、 升降台车。
15.3.3.9 病害处治机具: 空压机、 发电机、 凿岩机、 混凝土搅拌机、 喷射混凝土机、 水泵、 注浆机、 运输汽车、 凿子、 手锤等。
15.3.4 作业条件
原则上应不中断交通, 经过合理的交通组织, 使对交通的影响降低到最小。应尽量将养护工作放在日交通流量较少的时候进行。当必须中断交通才能提供必要的维修作业条件时, 应精心安排作业, 保证作业条件, 并尽快恢复交通。
15.3.5 劳动力组织
根据养护和维修作业工作量安排所需劳动力, 同时要考虑施工安全, 且不至于影响隧道的正常交通。

15.4 工艺设计和控制要求

15.4.1 技术要求
15.4.1.1 清洁维护
清洁维护工作应扫除隧道内垃圾、 清除结构物脏污、 清理( 疏通) 排水设施, 保持结构物外观的干净整洁。运营隧道应经常性、 周期性地进行清洁维护, 可按以下技术要求进行:
( 1) 高速公路隧道的清扫应不少于1次／日, 其它公路隧道可根据具体情况, 确定适宜的清扫频度, 但不宜少于1次／月。
( 2) 路面清扫宜以机械作业为主, 以人工作业为辅。
( 3) 作业时, 应注意路面脏污部位的清扫。路面两侧边缘应清扫到位, 对紧急停车带、 车行横洞洞口应减速慢行清扫, 必要时辅以人工清扫。
( 4) 当路面被油类物质或其它化学物玷污时, 应及时采取必要的措施清除污垢, 并用清洁剂清洗干净。
( 5) 隧道顶板的清洁宜不少于l次/2年; 内装的清洁宜不少于1次／季度, 高速公路隧道内装的清洁宜1次／月。
( 6) 顶板和内装的清洁宜以机械作业为主, 以人工作业为辅。
( 7) 采用湿法清洁时, 应注意保护隧道内机电设施的安全, 防止污水渗入设施内。可根据实际效果选择确定清洁剂, 宜选用中性清洁剂。采用干法清洁时, 应严格遵守清扫机械操作规程, 既应保证清扫质量, 也应避免损伤顶板或内装。清扫时应采取必要的降尘措施。对于清扫不能去除的污垢, 可用清洁剂进行局部处理。
( 8) 隧道的排水设施应定期进行清理和疏通。排水设施的清理不宜少于1次／半年。在雨季, 应加强对排水设施的检查和清理疏通工作。
( 9) 对纵坡较小的隧道或隧道的洞口区段, 应加强其清理和疏通工作; 对于窨井和沉沙池, 应及时将其底部沉积物清除干净。
( 10) 隧道的标志、 标线应定期进行清洁维护, 保持其清晰、 醒目。标志、 标线的清洁应不少于1次／月, 当标志牌面或路面标线有污秽, 影响其辨认性能时, 应及时进行清洗。清洗标志、 标线时, 应避免损伤其表面覆膜或涂层。
15.4.1.2 结构检查的结果判定
( 1) 日常检查、 定期检查和特别检查的结果宜按表15.4.l.2-1的规定分为三类判定; 专项检查的结果, 宜按表15.4.1.2-2的规定分为四类判定。

( 2) 当日常检查的判定结果为B时, 应进行监视、 观测或做特别检查; 当特别检查或定期检查的判定结果为B时, 应做专项检查。
15.4.1.3 日常检查
( 1) 日常检查的频度应不少于1次／月, 高速公路隧道应不少于1次／周。在雨季或冰冻季节, 应加强日常检查工作。
( 2) 日常检查主要采用目测方式, 配合以简单的检查工具进行, 以定性判断为主。检查内容及判定标准宜按表15.4.1.3执行。
检查结果应及时填入”日常检查记录表”,详实记述检查项目破损类型, 估计破损范围和程度以及养护工作量, 作出判定分类, 并采取相应的对策措施。
15.4.1.4 定期检查
( 1) 定期检查的周期宜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进行。新建隧道应在交付使用1年时进行首次定期检查。
( 2) 检查宜采用步行方式, 配备必要的检查工具或设备, 进行目测或量测检查。检查时, 应尽量靠近结构, 依次检查各个结构部位, 注意发现异常情况和原有异常情况的发展变化。对于有异常情况的结构, 应在其适当位置作出标记。检查结果宜尽可能量化。
日常检查内容及判定表 表15.4.1.3
( 3) 检查的内容及判定标准宜按表15.4.1.4执行。
( 4) 检查结果应及时填入”定期检查记录表”, 将检查数据及病害绘入”隧道展示图”, 应详细、 准确地记录各类结构的基本技术状况, 分析病害的成因, 给出判定结论。
( 5) 定期检查完成后, 应提出隧道结构定期检查报告, 内容应包括:
①对隧道结构的技术状况和功能状态的评价;
②对隧道结构的养护维修状况的评价及建议;
③需要实施专项检查的建议;
④需要采取处治措施的建议。
另外, 检查报告还应附上检查记录表、 隧道展示图以及其它有关检测记录资料。
15.4.1.5 特别检查
( 1) 应根据受异常事件影响的结构, 决定采取的检查方法、 工具和设备。
定期检查内容及判定表 表15.4.1.4

( 2) 特别检查的内容应按表15.4.1.4针对受异常事件影响的结构或结构部位作重点检查, 掌握其受损情况。
( 3) 特别检查应按定期检查的标准判定, 当难以判明破损的原因、 程度等情况时, 应作专项检查。
( 4) 特别检查结果的记录, 与定期检查相同。检查完成后, 应提交特别检查报告, 包括检查记录, 评估异常事件的影响, 给出判定结论, 确定合理的对策措施。
15.4.1.6 专项检查
( 1) 专项检查宜委托具有相应检测资质的专业机构实施。
( 2) 检查的项目、 内容及其要求, 应根据定期检查或特别检查的结果有针对性地确定。专项检查项目见表15.4.1.6-1。

检查项目
检查内容
结构变
形检查
道路线形, 高
程检查
道路中线位置、 路面高度、 缘石高度以及纵、 横坡等测址
隧道横断面
检查
隧道横断面测量, 周壁位移测址( 与相邻或完好断面比较)
净空变化检测
隧道内壁间距测量( 自身变化比较)
裂缝检查
裂缝简易检查
裂缝的位置、 宽度、 长度、 开展范围或程度等
裂缝变形检查
裂缝的发展变化趋势及其速度; 裂缝的方向及深度等
漏水检查
漏水简易检查
漏水的位置、 水量、 浑浊、 冻结及原有防排水系统的状态等
漏水检测
水温、 pH值检查、 点导度检测、 水质化学分析
材质检查
衬砌强度检查
强度简易测定, 钻孔取芯, 各种强度试验等
衬砌及围岩
状况检查
无损检查
无损检测衬砌厚度、 空洞、 裂缝和渗漏水等, 以及围岩状况
钻孔检查
钻孔测定衬砌厚度等、 内窥镜观测衬砌及围岩内部状况
荷载状况
检查
衬砌应力及拱
背压力检查
衬砌不同部位的应力及其变化, 拱背压力的分布及其变化
专项检查项目表 表15.4.1.6-1

( 3) 检查人员应对有关的技术资料、 档案进行调查, 并对隧道周围的地质及地表环境等展开实地调查, 以充分掌握相关的技术信息, 确保专项检查结果的准确性。
( 4) 检查的结果可按外荷载作用、 材料劣化和渗漏水三种主要情况分别考虑, 进行判定分类。
①由外荷载作用而导致的结构破损, 以衬砌变形、 移动、 沉降、 裂缝、 起层、 剥落以及突发性的坍塌等为主要表现形态, 其判定可按表15.4.1.6-2执行。
表15.4.1.6-2

外荷载作用所致结构破损的判定基准
②由材料劣化而导致的结构破损, 一般出现衬砌强度降低、 起层剥落、 钢材腐蚀等形态, 其判定可按表15.4.1.5-3执行。

③对于渗漏水、 结冰、 砂土流出等形态的破损, 其判定可按表15.4.1.5-4执行。

④检查完成后, 应提交专项检查报告。报告的内容应包括:
( 1) 检查的主要经过, 包括检查的组织实施、 时间和主要工作过程等;
( 2) 所检查结构的技术状况, 包括检查方法、 试验与检测项目及内容、 检测数据与结果分析以及对破损结构的技术评价等;
( 3) 对病害的成因、 范围、 程度等情况的分析, 及其维修处治对策、 技术及所需资金等建议。
15.4.1.6 保养维修
( 1) 当日常检查的判定结果为A时, 应及时对土建结构进行保养和维修:
①洞口
及时清除洞口边仰坡上的危石、 浮土, 冬季应清除积雪和挂冰, 保持洞口沟和边仰坡上截( 排) 水沟的完好、 畅通, 修复洞口挡土墙、 护坡、 排水设施和减光设施等结构物的轻微损坏, 维护洞口花草树木的完好。
②洞身
无衬砌隧道出现的碎裂、 松动岩石和危石, 应本着少清除多稳固的原则, 加以处理; 围岩的渗漏水, 应开设泄水孔接引水管, 将水导入边沟排出; 冬季应及时清除洞顶挂冰。
有衬砌隧道出现的衬砌起层或剥离, 应及时加以清除或加固; 对衬砌的渗漏水, 可将水流引入边沟排出; 冬季应及时清除洞顶挂冰等。
③路面
及时清除隧道内外路面上的塌( 散) 落物, 及时修复、 更换损坏的窨井盖或其它设施的盖板; 当路面出现渗漏水时, 应及时处理, 将水引入边沟排出, 防止路面积水或结冰; 冬季应及时清除洞身处积雪。
④人行和车行横洞
横隧道内严禁存放任何非救援用物品, 及时清除散落杂物, 修复轻微破损结构, 定期保养横洞门, 确保横洞清洁、 畅通。
⑤斜( 竖) 井
及时清除井内可能损伤通风设施或影响通风效果的异物; 维护井内排水设施的完好, 保持水沟( 管) 的畅通; 对井内的检查通道或设施进行保养, 防止其锈蚀或损坏。
⑥风道
清理送( 排) 风口的网罩, 清除堵塞网眼的杂物; 定期保养风道板吊杆, 防止其锈蚀或损坏; 及时修复风口或风道的破损, 更换损坏的风道板。
⑦排水设施
维护隧道内外排水设施的完好, 发现破损及时修复; 排水管堵塞时, 可用高压水或压缩空气疏通
⑧吊顶和内装
吊顶和内装应保持完好和整洁美观, 如有破损、 缺失应及时修补恢复, 不能修复的应及时更新。
⑨人行道或检修道
维护人行道或检修道的完好和畅通, 道板如有破损或缺失, 应及时进行修复和补充; 定期保养人行道或检修道护栏, 防止其锈蚀、 损坏。
( 2) 寒冷地区隧道的防冻保温设施应做好保养维护, 如有损坏应及时维修, 确保其正常使用功能。
( 3) 洞口设有防雪设施的隧道, 应做好防雪设施的保养维护, 并在大雪降临前完成设施的维修加固。
( 4) 隧道的交通标志应保持外观完整、 清晰、 醒目, 保持位置、 高度和角度适当, 确保交通信息传递无误。要求:
①及时清洗标志牌面的脏污, 清除遮挡标志的障碍。
②及时修补变形、 破损的标牌, 修复弯曲、 倾斜的支柱, 紧固松动的连接构件。
③对锈蚀损坏、 老化失效的标志, 应及时更换, 缺失的应及时补充。
( 5) 隧道的交通标线应保待完整、 清洁和醒目。要求:
①及时清洗脏污的标线, 对破损严重和脱落的标线应及时补画。
②清除突起路标的脏污和杂物, 及时紧固松动的路标, 发现损坏或丢失的, 应及时修复或补换。
15.4.1.7 病害处治
( 1) 采用衬砌背面注浆方法处治病害, 应符合下列要求:
①应根据专项检查结果, 确定空隙部位, 合理布置注浆孔。
②注浆压力应小于0.5MPa, 在注浆过程中应加强监测。当发生衬砌变形或排水系统堵塞等异常情况时, 可降低注浆压力或采用间歇注浆, 直到停止注浆。
③注浆效果检查可采取钻孔取芯、 超声波或雷达检测等方法。
( 2) 采用防护网方法处治病害, 应符合下列要求:
①防护网必须选用耐火的材料。
②施工前应凿除衬砌剥离劣化部分。
③防护网可用锚栓固定在衬砌表面上, 应固定牢固。
( 3) 采用喷射混凝土方法处治病害, 应符合下列要求:
①喷射混凝土的种类主要有素混凝土、 钢筋网喷射水泥砂浆、 钢筋网喷射混凝土和钢纤维喷射混凝土等, 应根据病害程度和施工条件等因素进行选择。
②喷射混凝土必须有足够的强度和附着率, 其配合比应经过实验确定, 喷射机的工作风压应满足喷头处的压力在0.1MPa左右。
③当采用钢筋网喷射混凝土时, 钢筋网必须有恰当的保护层厚度。
④喷射混凝土终凝2h后应喷水养护, 养护时间应不少于7d; 当隧道内相对湿度大于85％时, 可采用自然养护, 寒冷地区的养护应按相关规范进行。
⑤当喷射混凝土作业完成后, 应对喷射混凝土层进行检测, 强度指标应达到设计要求。
( 4) 采用锚杆加固方法处治病害, 应符合下列要求:
①锚杆的长度和间距应根据病害原因和地质情况确定。
②当采用水泥砂浆锚杆时, 注浆开始或中途停止超过30min, 应用水或稀水泥浆润滑注浆罐及其管路; 杆体插入后, 若孔口无砂浆溢出, 应及时补注。
③当采用自进式锚杆时, 安装前应检查锚杆中孔和钻头的水孔是否畅通, 若有异物堵塞, 应及时清理; 锚杆灌浆料宜采用纯水泥浆, 地质条件差时可灌入聚胺脂、 硅树脂。
( 5) 采用排水、 止水方法处治病害, 应符合下列要求:
①当隧道局部出现涌水病害时, 宜采用外置排水管和开槽埋管的排水法处治, 其施工应注意以下事项:
1)水管的位置、 间距应根据涌水量的大小和位置等情况确定;
2) 水管不得堵塞, 管道材料应具有抗老化性和足够强度;
3) 当采用开槽埋管法时, 衬砌表面可用氯丁橡胶等材料覆盖;
4)当采用外置排水管时, 可用固定装置将U形排水管固定在衬砌表面, 将水引入管内排出;
5)外置排水管的设置不得侵入建筑限界, 并严禁在设置机电设施的地方开凿排水沟槽;
6) 设置外置排水管应尽量减少对隧道外观的破坏。
②当地下水沿衬砌裂纹、 施工缝以滴水形式漏出时, 宜采用向衬砌内注浆的止水法。其施工应注意以下规定:
l) 衬砌内注浆宜采用水泥浆液、 超细水泥浆液、 化学浆液;
2) 注浆时采用低压低速注浆, 化学注浆压力宜为0.2～0.4MPa,水泥浆注浆压力宜为0.4～O.8MPa;
3)注浆后, 待缝内浆液初凝而不外流时, 方可拆下注浆嘴并进行封口抹平;
4) 衬砌裂缝的注浆施工质量检验可采用渗漏水量测, 必要时采用钻孔取芯压水( 或空气) 等方法检查。
③当漏水量小且呈表面渗透状时, 可设置防水板进行处治。施工时应注意以下要求:
1)防水板材料应具有耐热和耐油性, 一般有聚乙烯( PE) 、 乙烯醋酸共聚体(EVA)、 橡塑、 橡胶板等;
2)防水板不得侵入建筑限界;
3) 施工前应清除粉尘并保护好电缆等设施;
4)防水板的搭接处理应牢固、 不漏水;
5) 有裂纹需要检查的部位, 可在防水板上设置检查观察窗。
④当地下水特别发育并有稳定来源时, 可采取在隧道内设置排水孔、 水平钻孔、 加深排水沟和深井降水等措施。施工时应注意以下规定:
1)应采用过滤性良好的材料, 防止排水孔堵塞;
2)应根据地下水位, 确定排水沟加深的深度;
3)排水孔和排水沟之间应有管道连系;
4)排水钻孔的位置, 必须根据围岩的地质条件和地下水的状况决定。
( 6) 采用套拱加固方法处治病害, 应符合下列要求:
①套拱设计不得侵入建筑限界;
②为确保衬砌与套拱结合牢固, 施工前应凿除衬砌劣化部分, 衬砌内面应涂抹界面剂, 并设置联条钢筋。
③当套拱厚度较大时, 可在套拱与衬砌之间设置防水层。
④当隧道净空无富余时, 可在衬砌的裂纹处贴碳素纤维, 提高衬砌承载能力。
( 7) 采用设置绝热层方法处治病害, 应符合下列要求:
①应选用导热系数小和耐高温的绝热材料。
②绝热层的厚度和延长幅度应根据气象数据、 岩体和绝热材料的性质确定。
(8)采用滑坡整治方法处治病害, 应符合下列要求:
①洞口段边仰坡出现裂缝, 可用粘土等填实, 必要时可采用锚杆加固。
②滑动面以上地层厚度不大时, 可在滑动面下端设置抗滑锚固桩。
③对洞顶山体进行保护性开挖, 减轻下滑力。
④在滑动面下方修筑挡土墙, 进行保护性填土, 土方应夯实、 不积水。
( 9) 采用围岩注浆方法处治病害, 应符合下列要求:
①围岩注浆压力应比静水压力大0.5～1.5MPa。
②注浆材料宜采用水泥浆液、 超细水泥浆液等。
③围岩注浆可采取钻孔取芯法对注浆效果进行检查, 必要时进行压( 抽) 水试验, 当检查孔的吸水量大于1.0L/(min.m)时, 必须进行补充注浆。
④注浆结束后, 应将注浆孔及检查孔封填密实。
( 10) 采用增设仰拱方法处治病害, 应符合下列要求:
①仰拱的厚度可根据围岩情况确定。
②应使用拱架模板浇筑仰拱混凝土。
( 11) 采用更换衬砌方法处治病害, 应符合下列要求:
①衬砌的内轮廓线必须与原衬砌内轮廓线一致。
②施工前应收集衬砌背面空洞和围岩垮塌资料, 必要时可用超声波进行检测。
③拆除衬砌时．应根据围岩的地质情况及时进行支撑。
④施工时, 在不影响通行的情况下可采用简易施工台车。
15.4.2 材料质量要求
各种建筑材料, 如砂、 石、 水泥、 外加剂、 防水材料、 注浆材料、 爆破材料、 锚杆、 钢筋、 型钢等, 均应符合规范与设计要求。
15.4.3 职业健康安全要求
15.4.3.1 在养护作业时, 必须做好交通组织和安全防护, 保证养护作业的安全。
15.4.3.2 隧道养护机构应及时掌握公路隧道的信息, 作出预测, 采取必要的预防性安全措施。
15.4.3.3 隧道内进行养护作业时应执行《公路养护安全作业规程》(JTG H30— ) 的有关规定。
15.4.3.4 在进行养护作业前, 应做好以下工作:
( 1) 制定周密的施工组织计划, 确定合理的工作区。
( 2) 作业人员必须接受专门的安全教育和作业规程训练。
( 3) 检测隧道内C0、 烟雾等有害气体的浓度及能见度是否会影响施工安全。
( 4) 观察隧道结构状况是否会影响作业安全, 如有危险, 应先处理后作业。
( 5) 检查施工信号灯是否准确、 明显, 施工标志设置是否规范。
( 6) 对养护机械、 台架应进行全面的安全检查, 并应在机械上设置明显的反光标志。在台架周围设置防眩灯, 以反映作业现场的轮廓。
15.4.3.5 在隧道内进行养护作业时．应遵守以下规定:
( 1) 养护维修作业控制区经划定后不得随意变更。
( 2) 作业人员不得在施工路段外活动或将任何施工机具、 材料置于养护全作业控制区以外。
( 3) 养护施工路段内的照明应满足要求。
15.4.4 环境要求
15.4.4.1 隧道内清理出的垃圾或废渣严禁随意倾倒, 产生的废水严禁随意排放, 洞外、 洞顶地表的植被区不准随意占用。
15.4.4.2 洞口范围内的绿化、 消音设施、 污水处理设施、 洞口雕塑等应保持完好无损。
15.4.4.3 洞口绿化与植被应与周围环境协调, 要求:
( 1) 及时对树木修剪抚育、 树木透光适度、 通风良好、 减少病虫害的发生。
( 2) 草皮宜适时修剪、 保持美观。
15.4.4.4 隧道内应每月清洗、 擦试消音设施上的污秽, 如有损坏应及时修复或更换。
15.4.4.5 隧道污水处理设施的养护应符合以下要求:
( 1) 污水处理池和净化池不渗漏, 如发现渗漏应查明原因及时处治。
( 2) 污水处理池和净化池沉积的泥砂、 杂物, 应适时清除。

15.5 施工工艺

15.5.1 工艺流程
15.5.1.1 隧道养护维修工作流程图
15.5.1.2 隧道结构检查工作流程图
图15.5.1.2隧道结构检查工作流程图
注: S-Safe, 安全/正常; B-Back, 返回, 需进一步检查或观测/异常情况不明; A-Alert, 警报/异常情况; 根据异常情况的严重程度, 专项检查进一步区分为: 1A-破损; 2A-较严重破损; 3A-严重破损。
见图15.5.1.2。
15.5.2 操作工艺
15.5.2.1 清洁维护
( 1) 清洁方式
湿法、 干法清洁的特点 表15.5.2.1
有湿法和干法两种。湿法清洁当前应用较广, 可是需要设置清洗水沉淀池, 将废水处理后排放; 干法清洁无需处理废水, 但产生大量的尘埃, 恶化隧道环境, 需要同时使用集尘装置或对通行车辆加以引导。下表列出了两种方式的特点。
( 2) 清洁工艺
在湿法清洁时, 一些脏污仅用清水冲洗即可去除, 而沉积的烟灰和油状残留物, 特别是来自柴油发动机的油烟, 需要使用清洁剂和清洁器具才能洗掉。为了给清洁剂留有充分的反应时间, 可设置一辆小卡车用于喷洒清洁剂溶液, 卡车应配有一个容量约为1.2m3的容器, 一台动力泵和喷嘴等设备。清洁剂宜尽量采用中性的, 以减少对隧道内养护工作人员、 结构和设施的危害。
图15.5.2.2-1 横断面检查测线布置示意图
注: 图中, (A)、 (B)、 (C)、 (D)、 (E)为测线。
一般, 隧道清洗车装备有一个容量约为5.7m3的水箱, 一台能提供约120Pa压强的水泵, 以及喷嘴、 旋转刷等设备。根据经验, 刷毛比较硬且长的旋转刷能提高清洗效率。
另外, 高压喷水枪也用于顶板和内装的清洁, 以替代刷子。其方法是: 先喷洒清洁剂溶液, 待其与污垢发生反应后, 再将清水在500～600Pa的压强下, 由细小的喷嘴喷出, 以高压进行冲刷。
15.5.2.2 结构检查
( 1) 变形检查
① 简易横断面测定: 可布设横、 竖测线, 测量隧道各部尺寸, 即可基本掌握横断面的形状, 如图15.5.2.2-1所示。
②精确横断面测定: 激光式测量仪在精确性、 操作性、 作业效率等方面具有优越性, 便于处理测量数据、 显示横断面形状并输出测量结果。
图15.5.2.2-2 净空变化测线布置示意图
注: (A)、 (B)、 (C)、 (D)为测线。
③净空变化检查: 在隧道内壁安装锚销、 布设测线, 测量锚销间距的变化, 经过测量左右侧墙间距、 拱部的水平测线或斜侧线的长度, 掌握净空变化情况, 测线布置如图 15.5.2.2-2所示。
测线的设置根据具体情况有所不同, 比如对于受偏压作用的隧道, 斜测线的设置很重要; 对于受膨胀围岩作用, 有底鼓可能的隧道, 应在路基下部设置锚销, 测量其与拱顶测点间的长度变化等。
( 2) 裂缝检杳
①裂缝简易检查: 使用简易的测量器具或方法, 查明裂缝形状有无发展变化。图15.5.2.2-3所示为四种简易检查方法: a) 砂浆扁饼; b)标记; c)裂缝测量计; d)标点。

②裂缝变化检侧: 主要针对裂缝的发展变化进行连续观测, 可采用电阻丝应变型的裂缝变形计进行测量。由于季节的变化, 裂缝宽度会随着混凝土的热胀冷缩而变化, 因此宜连续测量1年以上。将检查结果按时间顺序记录整理, 掌握裂缝发展速度及其规律。图15.5.2.2-4为裂缝变化检测示例。
图15.5.2.2-4 裂缝变化检测示意图
检测周期: 在设置后的3个月内, 1次/月;
在设置后的3个月后, 1次/3月。

③检查裂缝的深度或方向: 经过钻孔取芯的方法进行检查, 芯样检查见图15.5.2.2-5。
图15.5.2.2-5 钻孔取芯结果示例图 图15.5.2.2-6超声波探查裂缝深度示意图
注: T-超声波传播延迟时间; α-超声波传播曲线倾角; L-裂缝位置与超声波发射点的距离; h-裂缝深度。
④超声波法检查裂缝: 超声波发射器位置固定, 使接收器沿衬砌某一方向移动, 根据裂缝位置处超声波传播时间的变化如延迟时间等, 即可计算出裂缝深度, 如图15.5.2.2-6所示。超声波检测方法简便易用, 对检测结构无损害, 应在结构检查中推广使用。
( 3) 漏水检查
①漏水状态的判定: 根据漏水压力、 流量等因素, 将漏水状态分为四类, 如图15.5.2.2-7所示。
②漏水简易检查
a)位置: 检查漏水位置是否会阻碍车辆行驶和妨碍洞内各种设备的功能。特别是冬季漏水冻结, 引起衬砌混凝土发生冻害、 路面结冰和堆冰等, 妨碍交通安全; 衬砌表面湿润的漏水表明结构材质不良或存在裂缝。检查清楚后, 将漏水位置和范围标记于隧道展示图上。
a)喷射 b)涌流 c)滴漏 d)浸渗
图15.5.2.2-7 漏水状态的分类

b)漏水量: 检查漏水流量、 漏水状态以及排水沟内的水流状态等。在漏水显著的情况下, 可用秒表和计量容器等测定其流量。
c)浑浊: 漏水如果是浑浊的, 需要检查砂土是否和漏水一起流出; 如有, 需测定每处砂土流出量( 如水槽内堆积的沙土量) 。
d) pH值: 漏水是助长衬砌材质劣化的原因之一, 特别是当漏水显示出强酸性时, 混凝土有严重劣化的危险, 必须引起注意。检查时, 一般使用pH试纸对漏水的酸碱度作简易测定。
e)冻结: 检查冻结在隧道延长方向和断面方向的分布位置; 检查挂冰、 堆冰、 路面结冰等的规模大小和发展速度; 检查累计的寒冷温度、 最低温度, 长隧道内的温度分布等。另外, 当冻害可能使材质损坏时, 还需对衬砌材质进行检测试验。在高寒冰冻地区, 由于岩体冻结, 其形状有可能发生变化, 因而需对其形状变化的发展( 发生显著季节变动时) 、 岩体的地质状况、 温度等进行检查。
f)防( 排) 水设施检查: 检查防( 排) 水设施是否发挥正常, 能否满足现在的防( 排) 水要求。
③漏水检测
a)当漏水具有劣化作用时, 应对其水质进行检侧。经过对漏水和流入隧道中的地表水的温度、 pH值、 导电度等的测定, 可查明混凝土劣化的原因, 大致推定漏水的流径。
b)经过测量水温, 掌握各处水温的季节变动, 可判明漏水与地下水、 地表水的关系。在同一地点, 如确认漏水温度有明显的季节变动, 表明漏水与地表水有直接关系。
c) 当漏水具有强酸性时, 对混凝土具有很强的劣化作用。可取漏水水样, 送交专业的水质检测机构进行水质分析。水的pH值安全判断标准参见表15.5.2.2-1。
漏水PH值的判定 表15.5.2.2-1
( 4) 结构材质检查
衬砌混凝土的检测项目 表15.5.2.2-2
一般可经过目测或铁锤敲击等方法进行诊断, 能在一定程度上了解衬砌材质劣化的状况。而准确掌握其劣化状况, 应取其试件进行检测试验, 检验项目参见表15.5.2.2-2。其中, 试件可由衬砌钻孔取得, 在强度试验中, 试件的标准尺寸为φ=100mm, L=200mm, 数量不宜少于3个。
( 5) 衬砌及围岩状况检杳
①敲击法: 经过测量敲击声的强度、 频率、 音质等, 判断结构有无异常情况。在衬砌厚度、 拱背空洞、 有无剥离以及混凝土劣化等检查中应用效果较好。
②超声波法经过测量超声波的反射行程时间, 计算出衬砌厚度, 而且根据其传播速度可推算混凝土的强度和劣化状态, 其探查原理见图15.5.2.2-6。
③电磁波法: 将高频电磁波由衬砌表面向混凝土中发射, 接收反射回来的电磁波, 经过对电磁回波的处理、 分析, 获得衬砌厚度、 拱背空洞等结构物的信息, 其探测模式见图15.5.2.2-8。

图15.5.2.2-8 电磁波探察 图15.5.2.2-9内窥镜的使用
④钻孔检杳
图15.5.2.2-10拱背土压量测
钻孔的位置和深度, 因检查目的不同而异。检查衬砌厚度、 拱背空洞和地质状况时深度一般为从衬砌表面到岩体内1m; 当为了计划处治对策, 必须掌握隧道围岩的地质状况和进行有关物理试验时, 钻孔深度可为3～10m。钻孔完成后, 将内窥式观察镜插入钻孔中, 观察衬砌内部状况、 衬砌背面空洞和围岩地质状况等, 并可连接摄像机记录结构实际面貌。图15.5.2.2-9为内窥式观察镜使用示例。
( 6) 结构荷载状况检查
①测量衬砌应力: 可将应力测定仪安装在混凝土内进行测量, 对于已建成的隧道, 可将测量仪安装在结构表面进行测量。
②测量衬砌压力: 图15.5.2.2-10为土压计安装示例。
( 7) 资料调查
资料调查是专项检查的重要内容。对确定病害成因及其发展趋势有着重要的作用。一般要收集以下资料:
①设计文件: 包括隧道长度、 洞门形式、 断面形状、 衬砌厚度、 材料、 埋置深度、 支护、 衬砌等和地质调查报告;
②施工方法: 包括主要开挖方法、 特殊施工方法、 围岩变化记录、 各种试验报告、 测量报告等;
③检查记录; 衬砌修复加固记录、 漏水处治施工记录、 路面变形记录( 含维修记录) 、 断面净空检查报告、 气温及降雨量记录、 洞口明挖段遭受自然灾害记录、 病害检查记录等。
④隧道地质及地表环境调查
a)地表环境调查: 调查时, 应对隧道周围的地形、 地貌、 地表开裂、 塌陷、 挡土墙开裂、 树木歪斜等状况予以注意。
b)围岩变形调查: 将围岩变形计插入钻孔中, 计量围岩任意点间的变化。围岩变形调查用于确认偏压的有无、 岩体松动范围、 监视临近工程的影响等。
c)围岩倾斜调查: 将倾斜计插入钻孔中, 测量围岩水平方向的变形。
d)地表滑移调查: 在地面位移异常的区域内外, 分别设置移动桩和固定桩, 在固定桩上安装地面位移计, 以钢线与移动桩相连, 将地面的滑移经过钢线长度变化反映出来。
15.5.2.3 隧道结构判定
( 1) 根据检查结果对隧道结构的状态进行判定, 以作为保养维修或病害处治的依据。
( 2) 判定分类为B或1A的情况较多, 应尽量防止发生2A或3A分类的情况。由于混凝土剥落掉块, 危及行人和车辆的安全, 因而不论其规模大小, 判定时均往上一档分类靠。
( 3) 衬砌变形速度的判定标准见表15.5.2.3-1。
基于变形速度的判定标准 表15.5.2.3-1
( 4) 对衬砌裂损的判定标准见表15.5.2.3-2、 15.5.2.3-3。表中的裂缝以水平方向裂缝或剪断裂缝为主, 对于横向裂缝, 将判定分类降低一个等级。当裂缝宽度为0.3～0.5mm以上, 且其分布密度大于2m/m2时, 可升高1个判定等级。
当裂缝存在开展时的判定标准 表15.5.2.3-2

当无法确定裂缝是否存在开展时的判定标准 表15.5.2.3-3
( 5) 对于混凝土衬砌的起层、 剥落, 如果可能落下, 在拱部判为3A,在侧墙判为2A; 对于防水砂浆等材料的掉落, 由于剥落层较薄, 可降低1个判定等级。判定标准见表15.5.2.3-4。
衬砌起层、 剥落及劣化的判定标准 表15.5.2.3-4
( 6) 关于突发性坍塌, 可按2A/3A判定分类。在曾经发生坍方的地方或节理发育、 漏水严重的地段, 特别应给予充分的注意。
( 7) 实际的衬砌有效厚度必须确保300mm, 如小于300mm即可考虑判定为1A/2A分类。
( 8) 钢材劣化的速度比较缓慢, 判定时可参照表15.5.2.3-5执行。
( 9) 从裂缝或施工缝的漏水, 一般无需采取紧急措施的居多。但当漏水与冻害或盐害以及其它结合时, 就可能促使衬砌材质劣化, 判定时可参考表15.5.2.3-6执渗漏水的的判定标准 表