隧道病害及其防治技术-.pptx

隧道病害及其防治技术隧道病害及其防治技术报告报告人：人：主要内容主要内容隧道病害概述隧道病害概述1 1隧道衬砌裂损及其防治隧道衬砌裂损及其防治3 3隧道冻害及其防治隧道冻害及其防治4 4隧道衬砌腐蚀及其防治隧道衬砌腐蚀及其防治5 5隧道的水害及其防治隧道的水害及其防治2 2隧道震害及抗震措施隧道震害及抗震措施6 6煤层采空区的处理方法煤层采空区的处理方法7 7主要内容主要内容隧道病害概述隧道病害概述1 1隧道衬砌裂损及其防治隧道衬砌裂损及其防治3 3隧道冻害及其防治隧道冻害及其防治4 4隧道衬砌腐蚀及其防治隧道衬砌腐蚀及其防治5 5隧道的水害及其防治隧道的水害及其防治2 2隧道震害及抗震措施隧道震害及抗震措施6 6煤层采空区的处理方法煤层采空区的处理方法7 7一、隧道病害概述隧道病害概述（一）、铁路隧道病害（一）、铁路隧道病害部分铁路部分铁路干线的隧道失格干线的隧道失格率的不完全统计率的不完全统计我国各类隧道均存在不同程度的病害。以隧道铁路为例：根据1997年技术状态检查统计，我国运营铁路有隧道5000余座。大部分存在不同程度的病害，有的还相当严重，其中出现病害的隧道3270座，占运营总数的65%。一、隧道病害概述隧道病害概述（二）、公路隧道病害（二）、公路隧道病害我国20世纪60年代以前修建的公路隧道大多未作防水处理，渗漏水问题突出。近年来一些新建的公路隧道，虽然进行防排水设计，但由于施工质量普遍不高，也存在较严重的渗漏水病害。公路隧道内以内燃机动车为主，废气、有害气体排放量大，通风不良引起的洞内空气污染问题普遍存在。另外，由于照明设计或运营管理不善，隧道内部亮度及照度达不到规范要求，导致交通事故，进而诱发灾难性的火灾事故。一、隧道病害概述隧道病害概述（三）、地铁隧道病害（三）、地铁隧道病害与公路隧道与铁路隧道相比，地铁隧道跨度较小，埋深较浅，通常采用盾构法施工，断面为圆形居多，衬砌主要为拼装式管片。地铁隧道受盾构施工工艺、地铁运营循环载荷、土质分布不均等影响，在水头压力作用下，渗漏水是目前地铁隧道的通病，随着服务期限的增加，其他病害也会出现。除此之外，地铁隧道人流密集，通风不良引起人的感觉不适；火灾引发重大伤亡事故的威胁始终存在。大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点(1)(1)已已建隧道营运状态堪忧建隧道营运状态堪忧;(2 2)隧道隧道施工施工单位技术水平的良莠不齐单位技术水平的良莠不齐,普遍存在普遍存在“重建设、轻维护重建设、轻维护”的理念的理念;(3 3)我国我国隧道建设与维护的经验相对国外来讲，目前尚存在一定的隧道建设与维护的经验相对国外来讲，目前尚存在一定的差距。差距。一、隧道病害概述隧道病害概述（四）、隧道养护面临的问题（四）、隧道养护面临的问题主要内容主要内容隧道病害概述隧道病害概述1 1隧道衬砌裂损及其防治隧道衬砌裂损及其防治3 3隧道冻害及其防治隧道冻害及其防治4 4隧道衬砌腐蚀及其防治隧道衬砌腐蚀及其防治5 5隧道的水害及其防治隧道的水害及其防治2 2隧道震害及抗震措施隧道震害及抗震措施6 6煤层采空区的处理方法煤层采空区的处理方法7 7渗漏水：渗漏水：按按发发生生的的部部位位分分为为拱拱部部有有渗渗水水、滴滴水水、漏漏水水成成线线和和成成股股射射流流四四种种，边边墙墙有有渗渗水水、淌水两种，少数有涌水灾害。淌水两种，少数有涌水灾害。渗漏水危害：渗漏水危害：隧隧道道渗渗水水对对隧隧道道稳稳定定、洞洞内内设设施施、行行车车安安全全、地地面面建建筑筑和和隧隧道道周周围围水水环环境境产产生生诸多不利影响甚至威胁诸多不利影响甚至威胁（一）、隧道水害（一）、隧道水害二、隧道水害及其防治隧道水害及其防治（一）、隧道水害（一）、隧道水害二、隧道水害及其防治隧道水害及其防治2015.6.8黔桂线黔桂线银洞坡银洞坡隧道隧道进口2060位置处，洞顶注浆孔封堵物在水压下掉落，从孔内泄水淋接触网，造成行车中断，摆渡行车中断，摆渡4 4次次 潜流冲刷潜流冲刷:潜流冲刷是指由于地下水渗流和流动而对围岩及衬砌产生的冲刷和溶蚀作用，其主要危害表现为：衬砌基础下沉，边墙开裂或仰拱、整体道床下沉开裂围岩滑移错动导致衬砌变形开裂超挖回填不实或未全部回填，引起围岩坍塌，导致衬砌破坏（一）、隧道水害（一）、隧道水害二、隧道水害及其防治隧道水害及其防治（一）、隧道水害（一）、隧道水害二、隧道水害及其防治隧道水害及其防治某隧道边墙溶洞涌水某隧道墙脚涌水一、隧道水害及其防治隧道水害及其防治（二）、隧道水害原因分析（二）、隧道水害原因分析 隧隧道道修修建建，破破坏坏了了山山体体原原始始的的水水系系统统平平衡衡，隧隧道道成成为为所所穿穿过过山山体体附附近近地地下下水水集集聚聚的的通通道道。当当隧隧道道围围岩岩与与含含水水地地层层连连通通，而而衬衬砌砌的的防防水水及及排排水水设设施施失失效时，效时，就必然要发生隧道水害就必然要发生隧道水害。隧道水害由客观隧道水害由客观和主观两种和主观两种因素诱发：因素诱发：客观方面：客观方面：地质因素或环境变化影响地质因素或环境变化影响（如隧道如隧道穿越富水断层、溶洞、地下暗河采空区等）穿越富水断层、溶洞、地下暗河采空区等）主观主观方面：方面：隧道衬砌隧道衬砌防水及排水设施不防水及排水设施不完善完善（如防水设计方案不合理、施工未按设计要求施工等如防水设计方案不合理、施工未按设计要求施工等）（三）、隧道水害防治（三）、隧道水害防治二、隧道水害及其防治隧道水害及其防治基本方法：基本方法：引排疏通、注浆堵水、增设引排疏通、注浆堵水、增设内防水层内防水层水害水害整治技术关键：整治技术关键：分析病害成因，对症分析病害成因，对症整治；整治；合理选择合理选择防水材料；防水材料；严控施工工艺，保证施工质量。严控施工工艺，保证施工质量。（三）、隧道水害防治（三）、隧道水害防治二、隧道水害及其防治隧道水害及其防治 隧隧道道渗渗漏漏水水病病害害绝绝大大多多数数与与施施工工质质量量有有直直接接关关系系，多多数数情情况况下下施施工工未未能能按按设设计计要求施作。隧道三缝（施工缝、变形缝、沉降缝）防水的施工质量尤为关键：要求施作。隧道三缝（施工缝、变形缝、沉降缝）防水的施工质量尤为关键：隧道施工缝防水构造（三）、隧道水害防治（三）、隧道水害防治二、隧道水害及其防治隧道水害及其防治 隧隧道道渗渗漏漏水水病病害害绝绝大大多多数数与与施施工工质质量量有有直直接接关关系系，多多数数情情况况下下施施工工未未能能按按设设计计要要求求施施作作。隧隧道道三三缝缝（施施工工缝缝、变变形形缝缝、沉沉降降缝缝）及及防防排排水水系系统统的的施施工工质质量量尤为关键。尤为关键。隧道变形缝防水构造（三）、隧道水害防治（三）、隧道水害防治二、隧道水害及其防治隧道水害及其防治 隧隧道道渗渗漏漏水水病病害害绝绝大大多多数数与与施施工工质质量量有有直直接接关关系系，多多数数情情况况下下施施工工未未能能按按设设计计要要求求施施作作。隧隧道道三三缝缝（施施工工缝缝、变变形形缝缝、沉沉降降缝缝）及及防防排排水水系系统统的的施施工工质质量量尤为关键：尤为关键：隧道排水洞内排水洞外排水竖向盲沟环向盲沟纵向盲管排水沟截水沟排水沟洞门仰坡防护主要内容主要内容隧道病害概述隧道病害概述1 1隧道衬砌裂损及其防治隧道衬砌裂损及其防治3 3隧道冻害及其防治隧道冻害及其防治4 4隧道衬砌腐蚀及其防治隧道衬砌腐蚀及其防治5 5隧道的水害及其防治隧道的水害及其防治2 2隧道震害及抗震措施隧道震害及抗震措施6 6煤层采空区的处理方法煤层采空区的处理方法7 7三、隧道衬砌裂损病害及其防治隧道衬砌裂损病害及其防治既有隧道衬砌裂缝在横断面的位置分布情况既有隧道衬砌开裂与运营年限的相互关系统计在隧道运营过程中，如果衬砌产生裂缝，则衬砌的拱部将是主裂区，其次为拱腰，最后是边墙隧道运营时间与衬砌开裂的对比关系表明，隧道运营初期（=5年）衬砌开裂比例最高；隧道运营10年内，发生衬砌开裂比例占79%。（一）、隧道衬砌裂损病害统计（一）、隧道衬砌裂损病害统计三、隧道衬砌裂损病害及其防治隧道衬砌裂损病害及其防治（二）、衬砌裂损表现形态（二）、衬砌裂损表现形态三、隧道衬砌裂损病害及其防治隧道衬砌裂损病害及其防治（三）、隧道衬砌裂损的防治（三）、隧道衬砌裂损的防治总体原则总体原则:（1 1）对对不不良良地地质质地地段段衬衬砌砌，应应贯贯彻彻“宁宁强强勿勿弱弱，宁宁曲曲勿勿直直，加加强强衬衬砌砌过渡段，宁长勿短过渡段，宁长勿短”的的原则。原则。（2 2）尽尽量量减减少少对对围围岩岩的的的的扰扰动动，提提高高衬衬砌砌质质量量。大大力力推推广广光光面面爆爆破破，锚喷支护，提高混凝土永久性衬砌的抗裂、抗渗锚喷支护，提高混凝土永久性衬砌的抗裂、抗渗性能。性能。三、隧道衬砌裂损病害及其防治隧道衬砌裂损病害及其防治（三）、隧道衬砌裂损的防治（三）、隧道衬砌裂损的防治整治原则：整治原则：（1 1）衬砌变形）衬砌变形、开裂的治理措施、开裂的治理措施若若衬砌背面存在空隙，可在衬背压注水泥砂浆衬砌背面存在空隙，可在衬背压注水泥砂浆 由由于于衬衬砌砌厚厚度度不不足足，年年久久变变质质，或或裂裂缝缝区区域域过过大大，影影响响到到衬衬砌砌强强度度，可可在衬砌面在衬砌面喷射混凝土或增设内衬砌钢架。喷射混凝土或增设内衬砌钢架。（2 2）衬砌）衬砌裂缝稳定时处理裂缝稳定时处理可可采用压注环氧水泥砂浆或水泥砂浆的方法采用压注环氧水泥砂浆或水泥砂浆的方法加固加固对于对于衬砌表面腐蚀、剥落及灰缝脱落可先清除表面然后加喷一层混凝土衬砌表面腐蚀、剥落及灰缝脱落可先清除表面然后加喷一层混凝土三、隧道衬砌裂损病害及其防治隧道衬砌裂损病害及其防治（三）、隧道衬砌裂损的防治（三）、隧道衬砌裂损的防治增设隧道仰拱三、隧道衬砌裂损病害及其防治隧道衬砌裂损病害及其防治（三）、隧道衬砌裂损的检测（三）、隧道衬砌裂损的检测25无损检测三、隧道衬砌裂损病害及其防治隧道衬砌裂损病害及其防治（三）、隧道衬砌裂损的检测（三）、隧道衬砌裂损的检测主要内容主要内容隧道病害概述隧道病害概述1 1隧道衬砌裂损及其防治隧道衬砌裂损及其防治3 3隧道冻害及其防治隧道冻害及其防治4 4隧道衬砌腐蚀及其防治隧道衬砌腐蚀及其防治5 5隧道的水害及其防治隧道的水害及其防治2 2隧道震害及抗震措施隧道震害及抗震措施6 6煤层采空区的处理方法煤层采空区的处理方法7 727常见的冻害种类：常见的冻害种类：拱部挂冰、边墙结冰；围岩冻胀破坏，引起衬砌变形破坏；衬砌发生冰楔隧道内网线挂冰危害性：危害性：隧道冻害会导致衬砌冻胀开裂，甚至疏松剥落，造成隧道衬砌结构的失稳破坏，降低衬砌结构的安全可靠性，严重影响隧道安全和正常运行。四、隧道冻害及其防治隧道冻害及其防治(一一)、常见隧道冻害及危害、常见隧道冻害及危害严寒及寒冷地区隧道冻害的严寒及寒冷地区隧道冻害的防治基本措施：防治基本措施：1)1)综合治水综合治水2)2)更换或改造土壤更换或改造土壤3)3)保温防冻保温防冻4)4)加强结构加强结构(如如加设仰拱衬砌，采用防水钢筋混凝土衬砌，锚喷混凝土加固，加加设仰拱衬砌，采用防水钢筋混凝土衬砌，锚喷混凝土加固，加抗冻胀锚杆抗冻胀锚杆等等)。5)5)通过加深边墙，加强底部排水等方法防止融坍通过加深边墙，加强底部排水等方法防止融坍。四、隧道冻害及其防治隧道冻害及其防治(二二)、隧道冻害防治、隧道冻害防治主要内容主要内容隧道病害概述隧道病害概述1 1隧道衬砌裂损及其防治隧道衬砌裂损及其防治3 3隧道冻害及其防治隧道冻害及其防治4 4隧道衬砌腐蚀及其防治隧道衬砌腐蚀及其防治5 5隧道的水害及其防治隧道的水害及其防治2 2隧道震害及抗震措施隧道震害及抗震措施6 6煤层采空区的处理方法煤层采空区的处理方法7 7隧道衬砌腐蚀分为物理腐蚀和化学腐蚀。隧道衬砌腐蚀分为物理腐蚀和化学腐蚀。物理腐蚀物理腐蚀 冻融交替部位的冻胀性裂损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干湿交替部位的盐类结晶性胀裂损坏化学腐蚀：化学腐蚀：硫酸盐侵蚀、镁盐侵蚀、软水溶出性侵蚀和一般酸类腐蚀硫酸盐侵蚀、镁盐侵蚀、软水溶出性侵蚀和一般酸类腐蚀五、隧道衬砌腐蚀及防治隧道衬砌腐蚀及防治(一一)、腐蚀的分类和影响因素、腐蚀的分类和影响因素1 1）提高）提高衬砌的密实度和整体性衬砌的密实度和整体性2 2）外）外掺加料法：比如掺加粉煤灰可以去除游离的掺加料法：比如掺加粉煤灰可以去除游离的Ca(OH)2Ca(OH)2。3 3）选用）选用耐侵蚀水泥耐侵蚀水泥4 4）加强）加强衬砌外排水措施衬砌外排水措施5 5）在）在衬砌表面做隔离防水层衬砌表面做隔离防水层6 6）采用）采用与侵蚀性环境水不起化学反应的天然石料筑衬砌与侵蚀性环境水不起化学反应的天然石料筑衬砌7 7）向）向衬砌背后压注防蚀浆液等衬砌背后压注防蚀浆液等五、隧道衬砌腐蚀及防治隧道衬砌腐蚀及防治(二二)、隧道衬砌、隧道衬砌腐蚀防治腐蚀防治主要内容主要内容隧道病害概述隧道病害概述1 1隧道衬砌裂损及其防治隧道衬砌裂损及其防治3 3隧道冻害及其防治隧道冻害及其防治4 4隧道衬砌腐蚀及其防治隧道衬砌腐蚀及其防治5 5隧道的水害及其防治隧道的水害及其防治2 2隧道震害及抗震措施隧道震害及抗震措施6 6煤层采空区的处理方法煤层采空区的处理方法7 7隧道震害特点隧道震害特点：地下地下结构在地震作用下，由于周围岩土介质的存在，会发生不同于结构在地震作用下，由于周围岩土介质的存在，会发生不同于地面结构地面结构的的响应，进而诱发结构性病害。响应，进而诱发结构性病害。隧道震害易必地段隧道震害易必地段:隧道隧道洞口洞口特殊特殊地层条件地层条件衬砌衬砌有缺陷的地段和部位有缺陷的地段和部位六、隧道震害及抗震隧道震害及抗震(一一)、隧道震害特点及易发部位、隧道震害特点及易发部位当当围岩不稳定时，衬砌只要能与围岩保持大致一致的变形，既不致产围岩不稳定时，衬砌只要能与围岩保持大致一致的变形，既不致产生严重的生严重的震害。震害。支护支护与围岩密贴对隧道震害十分重要。推广新奥法施工、采用喷锚与围岩密贴对隧道震害十分重要。推广新奥法施工、采用喷锚衬砌及复合衬砌，衬砌背后压浆等措施。衬砌及复合衬砌，衬砌背后压浆等措施。为保证结构为保证结构具有适应地层变形的能力，应适当减少结构的具有适应地层变形的能力，应适当减少结构的刚度。刚度。曲曲墙式衬砌优于直墙式，封闭衬砌优于未墙式衬砌优于直墙式，封闭衬砌优于未封闭式封闭式 六、隧道震害及抗震隧道震害及抗震(二二)、隧道震害与支护的关系隧道震害与支护的关系当当围岩不稳定时，衬砌只要能与围岩保持大致一致的变形，既不致产生围岩不稳定时，衬砌只要能与围岩保持大致一致的变形，既不致产生严重的震害严重的震害支护与围岩密贴对隧道震害十分重要。推广新奥法施工、采用喷锚衬砌支护与围岩密贴对隧道震害十分重要。推广新奥法施工、采用喷锚衬砌及复合衬砌，衬砌背后压浆等措施。及复合衬砌，衬砌背后压浆等措施。为保证机构具有适应地层变形的能力，应适当减少结构的刚度为保证机构具有适应地层变形的能力，应适当减少结构的刚度曲墙式衬砌优于直墙式，封闭衬砌优于未封闭式曲墙式衬砌优于直墙式，封闭衬砌优于未封闭式单线隧道的裂缝出现在仰拱、拱顶内侧以及仰拱拱趾的外侧单线隧道的裂缝出现在仰拱、拱顶内侧以及仰拱拱趾的外侧六、隧道震害及抗震隧道震害及抗震(二二)、隧道震害与支护的关系隧道震害与支护的关系六、隧道震害及抗震隧道震害及抗震(三三)、隧道隧道震害防治与加固震害防治与加固 问题加固方法有滑坡危险的不安全斜坡新设抵抗偏压的加厚边墙混凝土、拱架保护工 程，内衬砌，锚杆加固工程表面有岩石滑下危害的洞口延长隧道，重新衬砌，进行防护有泥石流危险的洞口治理山坡，筑防沙堤有山体崩毁、流沙历史，以及随喷水有泥砂流出的的区间山体注浆及排水衬砌背后有空洞回填注浆主要内容主要内容隧道病害概述隧道病害概述1 1隧道衬砌裂损及其防治隧道衬砌裂损及其防治3 3隧道冻害及其防治隧道冻害及其防治4 4隧道衬砌腐蚀及其防治隧道衬砌腐蚀及其防治5 5隧道的水害及其防治隧道的水害及其防治2 2隧道震害及抗震措施隧道震害及抗震措施6 6煤层采空区的处理方法煤层采空区的处理方法7 7七、煤矿采空区处理(一一)、煤矿采空区的概念、煤矿采空区的概念与分布与分布煤矿采空区煤矿采空区是指在煤矿作业过程中，将地下煤炭或煤矸石等开采完是指在煤矿作业过程中，将地下煤炭或煤矸石等开采完成后留下的空洞或空腔。成后留下的空洞或空腔。因因煤矿开采过程，会逐步煤矿开采过程，会逐步打通地下煤炭所在位置到煤矿打通地下煤炭所在位置到煤矿井口间的隧道井口间的隧道。随着煤炭和其随着煤炭和其他矿石的不断运出，地下形成他矿石的不断运出，地下形成了这样煤炭采空区。了这样煤炭采空区。七、煤矿采空区处理(二二)、煤矿煤矿采空区的采空区的危害危害煤矿巷道一般只进行临时支护，多采用树脂锚杆煤矿巷道一般只进行临时支护，多采用树脂锚杆+钢筋网进行防护钢筋网进行防护。若煤若煤矿巷道开挖后不进行回填，随着时间推移矿巷道开挖后不进行回填，随着时间推移将会将会造造成塌陷成塌陷、地面沉降地面沉降等系列危等系列危害害。造成农田无法耕种。造成农田无法耕种，地表水流失、采用空区上方建筑物或构筑物受损，地表水流失、采用空区上方建筑物或构筑物受损。七、煤矿采空区处理(三三)、煤矿、煤矿采空区的治理与采空区的治理与恢复恢复煤矿采空区的治理与恢复方法主要有：煤矿采空区的治理与恢复方法主要有：（1 1）垮落法）垮落法（2 2）充填法）充填法（3 3）支撑）支撑法法（4 4）缓慢下沉法）缓慢下沉法七、煤矿采空区处理(三三)、煤矿、煤矿采空区的治理与采空区的治理与恢复恢复垮落法垮落法：使采空区悬露顶板垮落后使采空区悬露顶板垮落后充填采空区的岩层控制方法充填采空区的岩层控制方法.充填法：充填法：用充填材料充填采空区的用充填材料充填采空区的岩层控制方法岩层控制方法.七、煤矿采空区处理(三三)、煤矿、煤矿采空区的治理与采空区的治理与恢复恢复支撑法：在采空区下方一般混凝土支撑法：在采空区下方一般混凝土柱等作支撑的方法。柱等作支撑的方法。缓慢下沉法：在采空区后方利用顶缓慢下沉法：在采空区后方利用顶板下沉和底板隆起的特性任其自然板下沉和底板隆起的特性任其自然合拢的岩层控制方法合拢的岩层控制方法七、煤矿采空区处理(三三)、煤矿、煤矿采空区的治理与采空区的治理与恢复恢复 煤煤矿矿采采空空区区经经过过一一段段时时间间后后一一般般会会形形成成塌塌陷陷，对对采采煤煤塌塌陷陷区区进进行行综综合治理普遍认为是一个世界难题合治理普遍认为是一个世界难题。目目前前，国国内内传传统统的的治治理理模模式式主主要要为为采采煤煤塌塌陷陷稳稳沉沉后后进进行行治治理理，即即采采煤煤塌塌陷陷补补偿偿损损失失塌塌陷陷地地闲闲置置治治理理。塌塌陷陷区区治治理理工工作作始始终终面面临临着着等等“稳稳沉沉条条件件”成成熟熟后后再再治治理理的的尴尴尬尬局局面面，所所以以这这就就呼呼吁吁我我们们在在发发展展经经济济时也要重视安全问题。时也要重视安全问题。谢谢 谢谢 聆聆 听听 ！