《隧道工程》课程教学资源（PPT课件）第八章 隧道养护

第八章隧道养护 第一节隧道运营阶段的养护工作 营状态监视 检査以便及时发现隧道结构出现的病害 1.隧道检查 隧道检査有:经常检査、定期检査、特别检査和限界检査 2.检查隧道病害的方法 隧道病害的类型主要有水害、冻害、衬砌裂损和衬砌侵蚀 最常见为水害,素来有“十隧九漏”之说

第八章 隧道养护 第一节 隧道运营阶段的养护工作 一、运营状态监视 二、检查以便及时发现隧道结构出现的病害 1．隧道检查 隧道检查有：经常检查、定期检查、特别检查和限界检查 等。 2．检查隧道病害的方法 隧道病害的类型主要有水害、冻害、衬砌裂损和衬砌侵蚀。 最常见为水害，素来有“十隧九漏”之说

3.衬砌裂损的描述 1)裂损部位 将衬砌划分为左右拱圈、左右边墙及仰拱五个部分,再 将每个部分依其内缘周长划分四个等分,即把衬砌断面分为 二十个部位,如图8-1所示 (2)裂缝宽度δ 拱腰 批|δ值是在缝口处沿垂直裂面方向量取的,如 图82所示。按裂缝宽度的大小可分为四个 增腰 等级,即:8≤03mm为毛裂缝;0.3 墙脚 620mm为大裂缝。 图8-1衬砌各部位的划分

3．衬砌裂损的描述 （1）裂损部位 将衬砌划分为左右拱圈、左右边墙及仰拱五个部分，再 将每个部分依其内缘周长划分四个等分，即把衬砌断面分为 二十个部位，如图8-1所示。 （2）裂缝宽度δ δ值是在缝口处沿垂直裂面方向量取的，如 图8-2所示。按裂缝宽度的大小可分为四个 等级，即：δ≤0.3mm为毛裂缝；0.3＜ δ≤2.0mm为小裂缝；2.0＜δ≤20mm为中裂缝； δ＞20mm为大裂缝。 图8-1衬砌各部位的划分

(3)裂缝错距 当衬砌出现错牙状裂缝时用裂缝错距表示,如图8-2所 示。沿裂缝垂直方向量取的ε值称垂直错距;沿裂缝水平方 向量取的c值称水平错距。 (4)裂缝间距 裂面 走向大致相同的两条相邻裂缝之间 的距离称为裂缝间距。它被用来描述衬 砌的破损程度。一般采取每一节段或每 节段中的某一部位(如左半拱、右边 墙、仰拱等)为单位来分析 图8-2衬砌裂缝的描述

（3）裂缝错距 当衬砌出现错牙状裂缝时用裂缝错距表示，如图8-2所 示。沿裂缝垂直方向量取的ε值称垂直错距；沿裂缝水平方 向量取的c值称水平错距。 （4）裂缝间距 走向大致相同的两条相邻裂缝之间 的距离称为裂缝间距。它被用来描述衬 砌的破损程度。一般采取每一节段或每 一节段中的某一部位（如左半拱、右边 墙、仰拱等）为单位来分析。 图8-2衬砌裂缝的描述

(5)裂缝密度 裂缝密度即裂缝总面积(各裂缝长度与裂缝宽度乘积 的综合)与所分析的节段或节段某一部分衬砌表面积之比 值。用此比值的百分数来表示衬砌裂损的程度。 三、分析引起隧道病害的原因 引起隧道病害的原因有多种,主要可分为两类,即 为因素和自然因素。 人为因素主要指由于设计和施工不当引起,主要包括 以下几个方面: ■建筑材料 ■设计不当 施工不当

（5）裂缝密度 裂缝密度即裂缝总面积（各裂缝长度与裂缝宽度乘积 的综合）与所分析的节段或节段某一部分衬砌表面积之比 值。用此比值的百分数来表示衬砌裂损的程度。 三、分析引起隧道病害的原因 引起隧道病害的原因有多种，主要可分为两类，即人 为因素和自然因素。 人为因素主要指由于设计和施工不当引起，主要包括 以下几个方面： ▪ 建筑材料 ▪ 设计不当 ▪ 施工不当

自然因素指隧址处工程地质及水文地质、交通等状态 的变化而引起,主要包括以下几个方面 地质状态 内部荷载 地貌改变 地下水影响 虽然隧道破损的因果关系比较复杂,但两者之间的关 系一般具有如图8-3所示的现象

自然因素指隧址处工程地质及水文地质、交通等状态 的变化而引起，主要包括以下几个方面 ： ▪地质状态 ▪内部荷载 ▪地貌改变 ▪地下水影响 虽然隧道破损的因果关系比较复杂，但两者之间的关 系一般具有如图8-3所示的现象

破损形彡式 基床变形 )∈)c 侧向压力大 了)()< 竖向压力大 局部及 动态压力 应力重 份叫<》〖〖)( 流动式 挤压 支座位移 膨胀应力 地质滑坡 ∠ 岩石下沉

(c) 图8-4衬砌裂损的形式 图8-5衬砌沿纵向剪断 如图8-4a,由于侧向压力较大时,隧道衬砌则会发生位 移、裂縫、塌落、压剪破坏;如图8-4b,在竖向压力较大时 拱圈下沉,拱顶开裂;如图8-4c,当局部压力较大或有动态 压力时,则会发生局部脱落;如图8-4d,锚杆垫板处围岩由 于受力集中而出现了塑性破坏;图8-5为在围岩产生下沉时, 而引起隧道沿着纵向发生不同的位移变形

如图8-4a，由于侧向压力较大时，隧道衬砌则会发生位 移、裂缝、塌落、压剪破坏 ；如图8-4b，在竖向压力较大时， 拱圈下沉，拱顶开裂 ；如图8-4c，当局部压力较大或有动态 压力时，则会发生局部脱落 ；如图8-4d，锚杆垫板处围岩由 于受力集中而出现了塑性破坏；图8-5为在围岩产生下沉时， 而引起隧道沿着纵向发生不同的位移变形 。 图8-4 衬砌裂损的形式 图8-5衬砌沿纵向剪断

四、采用适当的维修及修复措施 建筑材料因素 设计因素 施工因素 地质状态 ■地下水效应 五、评价隧道结构的安全性及稳定性 1.隧道结构的评价 包括对衬砌结构的刚度及变形状态、材料强度及变形 性、仰拱及基底效应等进行评价

四、采用适当的维修及修复措施 ▪ 建筑材料因素 ▪ 设计因素 ▪ 施工因素 ▪ 地质状态 ▪ 地下水效应 五、评价隧道结构的安全性及稳定性 1. 隧道结构的评价 包括对衬砌结构的刚度及变形状态、材料强度及变形 性、仰拱及基底效应等进行评价

2.围岩状态的评价 包括对隧道衬砌与围岩的接触状态、松动区的大 小及形状、作用于隧道衬砌上的压力、抗力效应、静 水及附加压力、岩石的力学性能等进行评价 根据隧道结构的评价和围岩状态的评价结果,可 对隧道结构进行静力学计算分析,必要时可做动力学 分析,进行截面的强度验算,评价隧道的安全及稳定 性 通过对旧隧道综合状态的评价,可以确定维修的 必要性及相应的维修及加固方法

2. 围岩状态的评价 包括对隧道衬砌与围岩的接触状态、松动区的大 小及形状、作用于隧道衬砌上的压力、抗力效应、静 水及附加压力、岩石的力学性能等进行评价。 根据隧道结构的评价和围岩状态的评价结果，可 对隧道结构进行静力学计算分析，必要时可做动力学 分析，进行截面的强度验算，评价隧道的安全及稳定 性。 通过对旧隧道综合状态的评价，可以确定维修的 必要性及相应的维修及加固方法

第二节隧道档案的建立 每座隧道都应建立隧道档案,特别是长大隧道的档案建 立更应详细。隧道档案中应收集有该隧道的设计、施工及竣 工资料,此外还包括养护与维修过程中的一些纪录资料 、隧道设备概况 1.隧道概况:隧道所处线路及区间名称,隧道全长、起讫 里程、开工、竣工年月,地质情况等 2.隧道结构的断面形状:内轮廓尺寸、衬砌材料、避车洞 设置情况等 3.辅助坑道:记录竖井、斜井、横洞及平行导坑的位置及 其它情况

第二节 隧道档案的建立 每座隧道都应建立隧道档案，特别是长大隧道的档案建 立更应详细。隧道档案中应收集有该隧道的设计、施工及竣 工资料，此外还包括养护与维修过程中的一些纪录资料。 一、隧道设备概况 1．隧道概况：隧道所处线路及区间名称，隧道全长、起讫 里程、开工、竣工年月，地质情况等。 2．隧道结构的断面形状：内轮廓尺寸、衬砌材料、避车洞 设置情况等。 3．辅助坑道：记录竖井、斜井、横洞及平行导坑的位置及 其它情况