【文章內容簡介】 錯牙發(fā)生，拱腳變形移動。凍融時又有回復，產生殘余裂縫，多次循環(huán)危及結構安全。(2)隧道邊墻變形嚴重邊墻壁后排水不暢，積水成冰，產生凍脹壓力；造成拱腳不動，墻頂內移，有的是墻頂不動，墻中發(fā)生內鼓，也有墻頂內移致使斷裂多段。(3)隧道內線路凍害線路結構下部排水措施，在地下水豐富地區(qū)，水在冬季就凍結，道床隆起，在水溝處因保溫不好，與線路一樣有凍結，這樣水溝全長也會高低不平。凍融使線路和道床翻漿冒泥、水溝斷裂破壞。水溝破壞后排水困難，水滲入線路又加大了線路凍害范圍。(4)襯砌材料凍融破壞隧道混凝土設計標號較低，抗?jié)B性差，在富水區(qū)域水滲入混凝土內部。冬季混凝土結構內凍脹，經多年凍融循環(huán)使結構變酥、強度降低，造成凍融破壞，洞口段凍融變化不大，襯砌除結構內因含水受凍害外，巖體凍脹壓力傳遞等破壞，促使襯砌發(fā)生縱向裂紋和環(huán)向裂紋。(5)隧底凍脹和融沉對多年凍土隧道，隧底季節(jié)融化層內圍巖若有凍脹性，而底部沒有排水設備，每年必出現(xiàn)凍脹融沉交替，無鋪底的線路很難維持正常狀態(tài)，有時鋪底和仰拱也發(fā)生隆起或下沉開裂。　襯砌發(fā)生冰楔(1)硬質圍巖襯砌背后積水凍脹，產生冰凍壓力(稱為冰劈作用)傳遞給襯砌。經緩慢發(fā)展，常年積累冰凍壓力像楔子似的，使襯砌發(fā)生破碎、斷裂、掉塊等現(xiàn)象。已裂解為小塊狀的拱部襯砌混凝土塊，在冰劈作用下，可能發(fā)生錯動掉塊。(2)襯砌的工作縫和變形縫充水凍脹，經多次凍融循環(huán)，使裂縫不斷擴大，引起襯砌裂開、疏松、剝落等病害?！《磧染W線掛冰隧道漏水落在鐵路電力牽引區(qū)段的接觸網和電力、通信、信號架線上結冰。如不及時除掉，會墜斷網線，使接觸網短路、放電、跳閘,中斷通信、信號，危及行車和人身安全?！龊Φ某梢?(1)寒冷氣溫的作用隧道凍害與所在地區(qū)氣溫(低于0℃或正負交替)直接相關，氣溫變化凍融交替是主因。(2)季節(jié)凍結圈的形成季節(jié)性凍害隧道中，襯砌周圍冬季凍結、夏季融化范圍的圍巖。沿襯砌周圍各最大凍結深度連成的圈叫季節(jié)凍結圈，當襯砌周圍超挖尺寸不等，超挖回填用料不當及回填密實不夠產生積水，形成凍結圈。修建在多年凍土中的隧道，襯砌周圍夏季融化范圍的圍巖稱為融化圈。在嚴寒冬季，較長的隧道，兩端各有一段會形成凍結圈，稱為季節(jié)凍結段；中部的地段，不會形成季節(jié)凍結圈，成為不凍結段。隧道兩端凍結段長度不一定相等。同一座隧道內，季節(jié)凍結段的長度恒小于洞內季節(jié)負溫段的長度。隧道的排水設備如埋在凍結圈內，冬季易發(fā)生冰塞。(3)圍巖的巖性對凍脹的影響在隧道的季節(jié)凍結圈內如果是非凍脹性土，不會發(fā)生凍脹性病害。因此，如果季節(jié)凍結圈內是凍脹性土，更換為非凍脹性土是有效的整治措施。(4)隧道設計和施工的影響隧道在設計和施工時，對防凍問題沒有考慮或考慮不周，造成襯砌防水能力不足，洞內排水設施埋深不夠、治水措施不當，施工有缺陷，都會造成和加重運營階段隧道的凍害?！《撮T損壞　洞口附近主要病害　洞門建筑物常見病害(1)洞門端墻前傾、裂縫，與襯砌環(huán)節(jié)脫離錯臺。(2)洞口段襯砌拱部和邊墻出現(xiàn)環(huán)形裂縫。(3)洞門及襯砌縱向裂縫。(4)洞門排水設備不良或失效。　邊坡和仰坡主要病害(1)邊、仰坡崩塌，砸壞洞口建筑物或堵塞線路中斷行車。(2)邊、仰坡沿一定軟弱面整體下滑，堵塞排水設備，埋沒線路，破壞洞口建筑物。　洞外水害(1)水流沖刷仰坡、邊坡及洞口路基。(2)洪水向隧道內倒灌(包括沿通風洞及輔助坑道向正洞倒灌)。(3)洞頂泥石流掩埋洞口。(4)山體坡腳被洪水沖刷產生滑動，造成隧道傾斜、滑移、下沉、襯砌開裂掉塊和變形侵限?！《纯诓『χ饕?1)洞口地質一般較差，山體覆蓋薄。當出現(xiàn)仰坡坍塌，順層滑動及各種不良地質現(xiàn)象時，使洞門承受過大的土體壓力，造成洞門墻斷裂、前傾，甚至拉斷襯砌，產生環(huán)形裂縫。(2)洞門地段巖質松軟，基礎深度不夠，或土質隧道洞口排水不良，使基礎土壤浸水軟化，造成基礎承載力不足，使洞門及洞口段襯砌下沉斷裂。(3)當?shù)孛嫘倍?、地質較差，并受地下水影響，或洞口地段淺層滑坡，或洞頂有大量崩塌時，易受較大的巖體偏壓，致使洞門及洞口段襯砌開裂。(4)洞口位于節(jié)理裂隙發(fā)育、巖體破碎的陡峭巖壁下，修建隧道時，坡腳受到擾動，進一步破壞了巖體的穩(wěn)定性。運營后在氣溫、雨水及其它自然營力的影響下，極易發(fā)生邊、仰坡崩塌。(5)洞口附近有常年性積水或季節(jié)性積水，而缺少必要的治水設施或原有治水設施防洪標準過低，造成各種水害?！「綄俳ㄖ飺p壞為了使隧道能夠正常使用，保證車輛通過的安全性，除了洞門、明洞和洞身襯砌等主體建筑物以外，還要設置一些附屬建筑物。其中包括：隧道通風建筑物、安全避讓設備、防排水設備和電力及通訊信號的安放設備以及隧道建設時的輔助坑道等。這些設施設備的損害將嚴重影響隧道的安全運營與管理。　隧道空氣污染隧道在運營過程中交通車輛、電氣設備、拋棄的廢棄物等釋放出多種有害氣體，瓦斯隧道本身還會釋放出瓦斯氣體，而隧道是一個閉塞空間，一般只有進出口與大氣相通，有害氣體不能很快消散，當積累的濃度超過一定值時，會引起嚴重影響。這些有害氣體的影響是多方面的，第一，危害養(yǎng)護維修人員和機車車輛乘客人員的身體健康，有害氣體濃度積累過高時，導致入急性中毒；第二，腐蝕隧道內的結構物、鋼軌、扣件等設備；第三，降低隧道內能見度，妨礙行車安全和維修工作的正常進行?！≥o助坑道損害及原因輔助坑道有的已經利用，有的廢置不用，多有坍方、積水等現(xiàn)象，對正洞危害很大。(1)平導底部高于正洞的仰拱底，造成平導中的地下水向正洞滲流。(2)平導和橫洞無永久支護，或原有支護失效，出現(xiàn)洞壁坍方、積水而影響正洞。(3)采取封閉處理的輔助坑道，無排水設施，水流滲入正洞。(4)輔助坑道與正洞連接處附近發(fā)生坍方，造成偏壓，導致正洞襯砌變形。(5)豎井與斜井未封填，其襯砌漏水，或豎井與斜井周圍的地表水下滲，造成正洞漏水。(6)豎井與斜井井身變形或脫節(jié)下沉，地表沉陷，正洞襯砌被壓壞。　其他附屬建筑物損害(1)避車洞：襯砌裂紋變形、漏水、混凝土腐蝕。(2)電纜槽：槽身裂損、蓋板缺損、積水。(3)電氣化設備室(無人增音站洞室、洞內變壓器室、信號繼電箱室、絕緣梯車洞室)：襯砌裂損、漏水腐蝕。第3章　鐵路隧道常見病害分級整治隧道病害必須科學地評價隧道病害狀況，以便提出切中要害的整治方案。而對隧道病害程度進行恰當?shù)姆旨壥强茖W評價隧道病害狀況的一個十分重要的方面，只有對隧道病害程度進行恰當?shù)姆旨?，才能對隧道檢測結果進行綜合分析，從而科學地評價隧道病害狀況。從而為工務部門安排大修為了便于病害資料的管理，恰當?shù)脑u估隧道狀態(tài)，將隧道病害等級劃分為A(嚴重)、B(重度)、C(中度)、D(輕度)、E(一般)等五個級別(見表31)。表31　鐵路隧道劣化等級劃分劣化等級對功能結構和行車安全的影響措施A(嚴重)結構功能嚴重劣化，危及行車安全立即采取措施B(重度)結構功能嚴重劣化，進一步發(fā)展危及行車安全盡快采取措施C(中度)劣化繼續(xù)發(fā)展會升至B級加強監(jiān)視，必要時采取措施D(輕度)影響較小加強檢查，正常維修E(一般)無影響正常保養(yǎng)及巡檢　隧道漏水病害分級隧道水害主要對線路的運營造成影響，參照1997年頒布的行業(yè)標準《鐵路隧道設備劣化評定標準——隧道》(TB/)，按漏水病害程度的影響將水害分為五級(詳見表32)。表32　滲漏水對隧道功能影響程度水害危害等級隧道狀態(tài)A(嚴重)水突然涌入隧道,淹沒軌面，危及行車安全；電力牽引區(qū)段，拱部漏水贏接傳至接觸網B(重度)隧底冒水，拱部滴水成線，嚴寒地區(qū)邊墻淌水，造成嚴重翻漿冒泥、道床下沉，不能保持正常軌道的幾何尺寸，危及正常運行C(中度)隧道漏水、淌水、滲水及排水不良引起洞內局部道床翻漿冒泥D(輕度)漏水使基床狀態(tài)惡化，鋼軌腐蝕。養(yǎng)護周期縮短，繼續(xù)發(fā)展將來會升至C級E(一般)有漏水，但對列車運行及旅客安全無威脅。并且不影響隧道的使用功能　襯砌裂損病害分級襯砌裂損的病害程度主要依照裂縫情況判定，按照裂縫的長度和寬度可將襯砌裂損病害程度分為五級，如表33所示。表33　鐵路隧道襯砌裂縫分級等級裂縫狀態(tài)A(嚴重)長度L10m，寬度a5mm且變形繼續(xù)發(fā)展,拱部開裂呈塊狀,有可能掉落B(重度)L為5~10m，a5mm；開裂使襯砌呈塊狀，在外力作用下有可能崩塌和剝落C(中度)L5m且5mm≥a≥3mm 裂縫有發(fā)展，但速度不快D(輕度)L5m且a3mmE(一般)一般龜裂或無發(fā)展狀態(tài)　襯砌腐蝕病害分級隧道襯砌腐蝕主要對結構的影響有造成隧道襯砌結構功能弱化，強度降低。隧道襯砌腐蝕分為混凝土襯砌腐蝕和石塊襯砌腐蝕。根據(jù)襯砌腐蝕的程度將其病害分為五級，見表34所示。表34　襯砌材料劣化等級評定劣化等級混凝土襯砌腐蝕砌塊襯砌腐蝕A(嚴重)襯砌材料劣化嚴重，經常發(fā)生剝落，危及行車安全；襯砌厚度為原設計厚度的3/5，混凝土強度大大下降拱部接縫劣化嚴重，拱部襯砌有可能掉落大塊體(與砌塊大小一樣)B(重度)襯砌材料劣化，稍有外力或振動，即會崩塌或剝落，對行車產生重大影響；腐蝕深度10mm，；襯砌有效厚度為設計厚度的2/3左右接縫開裂，其深度大于10cm，砌塊錯落大于1cmC(中度)襯砌剝落，材質劣化，襯砌厚度減少，混凝土強度有一定的降低接縫開裂，但深度小于1cm或砌塊有剝落，但剝落體在40mm以下D(輕度)襯砌有剝落，材質劣化，但不可能有急劇發(fā)展接縫開裂，但深度不大，或砌塊有風化剝落，但塊體很小E(一般)襯砌有起毛或麻面蜂窩現(xiàn)象，但不嚴重砌塊有輕微風化同時還可以參照美國的劃分標準對隧道襯砌病害等級狀態(tài)進行分級，美國隧道手冊根據(jù)剝落的深度和剝落半徑將剝落定量地分為五級(見表35)。表35　隧道襯砌剝落分級(mm)h＜1212≤h≤25h＞25d 75一般輕度中度75≤d≤150輕度中度重度d＞150中度重度嚴重　隧道凍害分級我國鐵路隧道根據(jù)凍害對隧道功能影響程度將凍害定性地分為五級。詳見表36所示。表36　凍害對隧道功能影響程度的等級評定凍害等級隧道狀態(tài)A(嚴重)凍溜、冰柱、冰椎等不斷發(fā)展，侵入限界，危及行車安全；接觸網及電力、通訊、信號的架線上掛冰，危及行車安全和洞內作業(yè)人員安全；道床結冰(丘狀冰椎)，覆蓋軌面，嚴重影響行B(重度)避車洞結冰不能使用，嚴重影響洞內作業(yè)人員的安全；冰楔和圍巖冰脹的反復作用使襯砌變形、開裂并構成縱橫交錯的裂紋C(中度)凍融使襯砌破壞比較嚴重；凍融使道床翻漿冒泥、軌道幾何尺寸惡化D(輕度)凍害造成襯砌變形、開裂，但裂紋未形成縱橫交錯；凍融使襯砌破壞，但不十分嚴重；凍害使洞內排水設備破壞；凍融使線路的養(yǎng)護周期縮短E(一般)有凍害，但對行車安全無影響，對隧道使用功能影響輕微　整體道床病害分級根據(jù)整體道床翻漿冒泥的特點以及程度，通過分析將其病害等級劃分為五級(見表37所示)。馮曉燕從定性的角度將隧道基底翻漿冒泥的影響程度分為四級，即一級(基底未發(fā)生冒水、翻漿冒泥和沉陷)、二級(基底出現(xiàn)微小裂縫，有水冒出，但未冒出泥漿)、三級(底板開裂，有水和泥漿冒出，泥漿超過道渣底面，但未超過軌枕底面)、四級(無論是否淹過軌道)。表37　翻漿冒泥病害分級病害分級翻漿冒泥病害程度A(嚴重)基底未發(fā)生冒水、翻漿冒泥和沉陷B(重度)基底出現(xiàn)微小裂縫，有水冒出，但未冒出泥漿C(中度)底板開裂，有水和泥漿冒出，泥漿超過道渣底面，但未超過軌枕底面D(輕度)普遍翻漿到軌枕底，少數(shù)到軌枕面E(一般)普遍翻漿到軌枕面　洞門損害分級隧道洞門建筑物的病害可按一般建筑物劣化等級進行病害程度劃分，詳見表38所示。表38　鐵路隧道洞門建筑物劣化等級劃分劣化等級對功能結構和行車安全的影響A(嚴重)結構功能嚴重劣化，危及行車安全B(重度)結構功能嚴重劣化，進一步發(fā)展危及行車安全C(中度)劣化繼續(xù)發(fā)展會升至B級D(輕度)影響較小E(一般)無影響　附屬建筑物損害分級附屬建筑物如隧道通風建筑物、安全避讓設備、防排水設備和電力及通訊信號的安放設備以及隧道建設時的輔助坑道等的損害對隧道運營造成的影響可通過相應的病害嚴重程度對其進行分級?！∷淼揽諝馕廴痉旨壩覈F路工程技術規(guī)范規(guī)定：列車通過隧道后15min以內，隧道中空氣的CO濃度應在30mg/m3以下，氮氧化合物(折算成NO2)濃度應在8 mg/m3以下。隧道空氣中的SO2對隧道內的結構物和設備也有腐蝕作用?？諝獠『ξ廴静『Ψ旨壱姳?9和表310所示。表39　空氣污染指數(shù)的分級及其相應污染物濃度污染指數(shù)污染物濃度(mg/m3)APITSPSO2NOx50100200300400500表310　空氣污染指數(shù)與空氣質量級別及其對人體健康的影響空氣污染指數(shù)空氣質量級別空氣質量評估對人體健康的影響空氣污染等級0~50Ⅰ優(yōu)無影響A(嚴重)51~100Ⅱ良無顯著影響B(tài)(重度)101~200Ⅲ輕度污染健康人群出現(xiàn)刺激癥狀C(中度)201~300Ⅳ中度污染健康人群普遍出現(xiàn)刺激癥狀D(輕度)＞300Ⅴ嚴重污染健康人群出現(xiàn)嚴重刺激癥狀E(一般)　輔助坑道及其他附屬建筑物損害分級其他附屬建筑物如輔助坑道、避車洞、電纜槽、電氣化設備室(無人增音站洞室、洞內變壓器室、信號繼電箱室、絕緣梯車洞室)等，主要病害類型為漏水、腐蝕、裂損、變形等，其病害等級可參照前面章節(jié)中建筑物劣化等級進行病害分級，在此不再重