主講教師：習淑娟石家莊鐵路職業技術學院

隧道襯砌裂損及其防治

高速鐵路隧道工程工作任務：（1）對隧道襯砌裂損進行分析和研究，找出產生原因；（2）針對隧道襯砌裂損的原因，提出相應的整治措施。一、隧道襯砌裂損類型及主要危害由于隧道受到地層壓力的作用，使隧道襯砌結構物產生裂縫和變形。整治隧道襯砌裂損首先要消滅已有的襯砌裂損帶來的對結構及運營的危害，并防止再加大裂損，其次采取以穩固圍巖為主，穩固圍巖與加固襯砌相結合的綜合治理措施。1、襯砌裂損的類型襯砌裂損的類型主要有：襯砌開裂；襯砌變形；襯砌腐蝕破壞；襯砌背后空洞；仰拱破碎，道床下沉，翻漿冒泥等。①襯砌開裂隧道襯砌開裂根據走向及其隧道長度方向的相互關系，分為縱向裂縫、環向裂縫和斜向裂縫三種。環向工作縫裂紋，一般對于襯砌結構正常承載影響不大。拱部和邊墻的縱向及斜向裂紋，破壞結構的整體性，危害較大。縱向裂縫平行于隧道軸線，危害性最大，發展可引起隧道掉拱、邊墻斷裂甚至整個隧道塌方；斜向裂縫一般和隧道縱軸成45°左右，其危害性僅次于縱向裂縫，也需認真加固；環向裂縫主要由縱向不均勻荷載、圍巖地質變化、沉降縫等處理不當所引起，多發生在洞口或不良地質地帶與完整巖石地層的交接處。②襯砌變形混凝土襯砌發生收斂變形、造成隧道凈空不夠或侵占預留加固的空間，個別隧道的混凝土襯砌侵入30-40mm，此運營隧道需定期進行限界測量，作為加固的依據。③襯砌腐蝕破壞我國西南地區不少鐵路隧道混凝土襯砌被酸性地下水所腐蝕。這些地區的地下水，硫酸根（SO42-

）在水中含量高達6000mg/L，因而造成混凝土襯砌和道床被腐蝕成豆腐渣狀，強度降低30％，這種混凝土襯砌的處理和加固難度較大。④襯砌背后空洞襯砌與圍巖之間沒有回填密實或回填不密實處，該部位容易出現較大的移動和外鼓。

⑤仰拱破碎，道床下沉，翻漿冒泥直接影響行車安全，加固修襯又受行車時間限制，因此施工時必須及時處理。2、隧道襯砌裂損的主要危害襯砌裂損是隧道病害的主要形式，隧道襯砌裂損破壞了隧道結構的穩定性，降低了襯砌結構的安全可靠性，影響隧道的正常使用，甚至危及行車安全。二、隧道襯砌裂損整治措施1、襯砌裂損整治原則①加強觀測，掌握裂縫變形情況和地質資料，查清病因，對不同裂損地段，采用不同的工程措施；②對滲透水、腐蝕等病害，一并綜合進行整治，貫徹徹底整治的原則；③合理安排施工慢性封鎖計劃，盡量減少對正常運營的擾動；④精心測量，保證加固后的隧道凈空滿足隧道限界的要求，確保錨噴加固襯砌、拱背壓漿等整治措施的施工質量。2、襯砌裂損整治措施①裂縫整修小裂縫，又無滲水，可用水泥漿嵌補，或先鑿槽后再用1:1水泥砂漿或環氧樹脂砂漿涂抹，為防止砂漿固結收縮，可在制備砂漿時加入10%-17%為膨脹劑；裂損嚴重，拱圈有多道裂縫，部分失去承載能力，原則上拆除重建，一般用錨網噴或噴射早強鋼纖維混凝土；開裂嚴重，但拱圈基本形狀無較大變形時，可采用素噴或網噴混凝土整治。對嚴重裂損變形的隧道襯砌，以往作為臨時的加固措施和施工安全防護措施，常使用鋼拱架支護，當隧道凈空足夠時，可在襯砌內邊架設；凈空不富裕時，采用鑿槽嵌入襯砌內。作為永久性加固措施，在凈空富裕時，過去常采用在隧道內增設鋼筋混凝土套拱加固，當襯砌嚴重裂損變形侵入隧道建筑限界地段，則采用更換襯砌的辦法整治。噴射早強鋼纖維混凝土，具有早期強度特別高，抗裂、抗滲、抗震、抗硫酸鹽腐蝕性能好等優點，特別適用于運營鐵路橋隧建筑物搶修工程、抗震加固和電氣化隧道拱頂裂損、漏水的綜合整治。②襯砌背后空洞注漿注漿可以填充拱背空隙，約束襯砌變形，固結穩定襯砌背后松散圍巖，填充襯砌裂縫孔隙，因此對襯砌背后空洞采用注漿是慣用的方法。③底板的穩定處理底板既是傳力結構又是受力結構，底板不穩定直接影響仰拱的穩定性。易風化泥化的泥質巖類隧底，排水不良，鋪底容易損壞，產生翻漿冒泥病害，是運營線較常見的一種病害。一般采用改建加深側溝或增建深側溝、更換鋪底方法整治。④換拱、換邊墻隧道承載力模型試驗證明，開裂的襯砌仍然具有一定的承載能力。即便是嚴重裂損錯臺，并局部侵限的襯砌，在鋼拱架的臨時支護下，可采用鑿除其侵