《隧道养护与维修》
张运良138********
讲座
1
主要
内容
三、隧道养护、维修技术要点
一、隧道基本知识
二、隧道病害等级确定
一
隧道基本知识
1.1. 隧道控基本概念
◆是一种修建在地下的工程建筑物。
◆修建在地下、两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通过的通道(在保留上部地层的前
提下开挖出能够提供某种用途的地下空间)。
1.隧道(tunnel)
5
2. 隧道建筑限界
隧道建筑限界是为了保证隧道内各种交通的
正常运行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间范围。
总的来说，隧道建筑限界是指衬砌内缘不能
侵入的轮廓线。
公路隧道建筑限界组成部分
◆行车道宽度（W）
◆侧向宽度（L）
◆人行道（R）或检修道（J）
当设置人行道时，含余宽（C）
◆车道数
7
公路隧道建筑限界组成部分
8
公路隧道建筑限界标准
9
铁路隧道
公路隧道
地下铁道
人行通道
交通类隧道
引水隧道
尾水隧道
导流隧道
泄洪隧道
水工隧道
给水隧道
排水隧道
管路隧道
市政隧道
采矿巷道
运输巷道
矿山隧道
按隧道的用途
人防隧道
10
1.2.隧道分类
特大断面（>100m 2 ）
大断面（50～100m 2 ）
中等断面（10～50m 2 ）
小断面（3～10m 2 ）
极小断面（<3m 2 ）
这是按国际隧道协会(ITA——International
Tunnel Association)的定义数值划分的。
按开挖断面大小分:
11
公路：特长隧道L＞3000m
长隧道3000＞L＞1000m
中长隧道1000＞L＞500m
短隧道L＜500m
按隧道长度分(山岭隧道):
铁路：特长隧道L＞10000m
长隧道10000＞L＞3000m
中长隧道3000＞L＞500m
短隧道L ＜500m
12
在线路翻越山岭地段，通过修建隧道可减少展
线长度，使线路平直。这是山岭交通隧道的最大
功能。在设计上一般把这种隧道称为越岭隧道
1. 3 交通隧道的功能
交通隧道是指专供铁路或公路运输使用的地下
工程结构物。它是铁路或公路的重要组成部分之一。
1.克服高程障碍:
13
1.3 交通隧道的功能
14
在线路沿河谷绕
行时，为避免不良
地质地段，如滑坡
等，用隧道来裁弯
取直时，可缩短线
路长度这种隧道一
般称为傍山隧道或
河谷隧道
2.裁弯取直(缩短线路):
1.3 交通隧道的功能
15
例如：（1）大瑶山隧道（铁路）
16
例如：（2）蕉溪岭隧道群（公路）
17
对于容易发生塌方、掉石、泥石流、滑坡等病
害地段，修建隧道可大大改善运营条件，保证行车安全，节省养护维修费用。
3.避开不良地质地段:
例如，当一条线路有可能是从滑坡地段上通过时，可把线路往里挪动一些，用隧道通过。
1.3 交通隧道的功能
18
1.3 交通隧道的功能
19
4.避开其他重要建筑或工程等:
◆与公路、城市主干道的交叉处
◆穿越城区重要建筑物
◆穿越城区重要风景、园林区域
◆绕避大型水利枢纽工程等
1.3 交通隧道的功能
20
1.3 交通隧道的功能
21
长沙市湘江营盘路隧道
22
长沙市湘江营盘路隧道
23
1 1 、洞身结构
目前隧道中普遍采用的结构型式：
复合式衬砌= = 初期支护+( 防水层)+ 二次衬砌1. 4 交通隧道结构
隧道洞身支护结构——复合式衬砌
Φ22锚杆，长3.0m
90 665 20 40
5
25
2%
路线设计标高
20
图2-16 复合式衬砌结构图
154
5
20
25号素砼
隧底填充10号素砼
30
702
108
5
154
初期支护喷射20号砼，厚20cm 防水层预留沉降量5cm
25号素砼，模注二次衬砌
r=465
32
81
40
隧
道
中
线
线
路
中
线
R=1270
200
R=505
81
25号素砼
复合式衬砌
2、、隧道洞门结构
（1 1 ）洞门作用
) 1) 支挡山体、稳定洞口边仰坡---- 挡墙性质
) 2) 拦挡落石
) 3) 汇排水
) 4) 装饰美化
（2 ）洞门的类型
1) 环框式
2) 端墙式
3) 翼墙式
4) 式柱式：长大隧道、城市附近风景区
地形条件限制不能设置翼墙，设2 2 ～4 4 个大柱墩
5) 台阶式
6) 喇叭式洞门
7) 其它类型：削竹式
带遮阳棚式
环框式洞门实例
29
环框式洞门实例
30
环框式洞门实例
31
(1)端墙的作用
支护洞口仰坡，并将仰坡水流汇集排出
2.4.2 隧道洞门的结构类型
2. 端墙式洞门
端墙
32
端墙式洞门
端墙
33
端墙式洞门
端墙
34
端墙式洞门
端墙
35
翼墙式洞门(实例)
检查梯
翼墙
36
翼墙式洞门(实例)
翼墙
检查梯
37
柱式洞门
38
柱式洞门
39
柱式洞门
40
柱式洞门
41
台阶式洞门效果图
42
台阶式洞门实例
43
削竹式洞门实例
削竹式洞门
44
削竹式洞门实例
45
46
喇叭式洞门
47
二
隧道病害等级确定
2.1 公路隧道常见病害
1. 隧道内渗漏水
主要指隧道围岩的地下水或部分地表水，以渗漏或涌出方式进入隧道内造成的危害，包括隧道渗漏水和涌水等。
2. 衬砌裂损
隧道衬砌裂损的类型，主要有衬砌变形、衬砌开裂、衬砌背后空洞、拱脚下沉以及仰拱破碎（进而引起路基下沉、路面翻浆冒泥）等。
3. 衬砌腐蚀
主要分为物理性侵蚀和化学性腐蚀两类。
渗水
滴水
淌水
纵向裂缝
斜向裂缝
环向裂缝
网状裂缝
4. 隧道冻害
指隧道内水流和围岩积水冻结，引起隧道拱部挂冰、
边墙结冰、围岩冻胀、衬砌胀裂等，影响到安全运
营和建筑物正常使用的各种病害。
5. 路面损毁
主要指隧道内路面拱起、坑洞、沉陷、错台、开裂、
溜滑等。
6. 通风不足。
7. 照明不良等。
瓷砖开裂、剥落
排水沟生活垃圾堵塞严重
人行道侧壁砼开裂、脱落盖板损坏
3.2 公路隧道结构检查
1. 土建结构的检查工作分为日常检查(1 次/ 周) 、定期检查(1 次/ 年) 、特别检查和专项检查四类。
2. 日常检查是对土建结构的外观状况进行的日常巡视检查。通过日常检查，应及时发现早期破损、显著病害或其他异常情况，
并确定对策措施。
3. 定期检查是按规定周期对土建结构的基本技术状况进行全面检查。通过定期检查，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。
4. 特别检查是在隧道遭遇自然灾害、发生交通事故或出现其
他异常事件后，对遭受影响的结构立即进行的详细检查。
通过特别检查，应及时掌握结构受损情况，为采取对策措
施提供依据。
5. 专项检查是根据定期检查和特别检查的结果，或者通过其
他途径，判断需要进一步查明某些破损或病害的详细情况
而进行的更深入的专门检测。通过专项检查，应完整掌握
破损或病害的详细资料，为其是否实施处治以及采取何种
处治措施等提供技术依据。
日常、定期和特别检查结果的判定
判定分类
检检查查结结论
S
情况正常（无异常情况，或虽有异常情况但很轻
微）
B
存在异常情况，但不明确，应作进一步检查或观
测以确定对策
A
异常情况显著，危及行人、行车安全，应采取处
治措施或特别对策
3.3 公路隧道病害等级判定
专项检查结果的判定
判定分类
检检查查结结论
B
结构存在轻微破损，现阶段对行人、行车不会有
影响，但应进行监测或观测
1A
结构存在破坏，可能会危及行人、行车安全，应
准备采取对策措施
2A
结构存在较严重破坏，将会危及行人、行车安全
，应尽早采取对策措施
3A
结构存在严重破坏，已危及行人、行车安全，必
须立即采取紧急对策措施
外荷载作用所致结构破损的判定基准
异常情况
判定
衬砌变形、移动、沉降衬砌裂缝衬砌起层、剥落衬砌突发性坍塌B B
虽存在变形、位移、沉
降，但已停止发展，已
无可能再发生异常情况
存在裂缝，但无发展
趋势
————
1A
出现变形、位移、沉降
，但发展缓慢
存在裂缝，有一定发
展趋势
——
衬砌侧面存在空隙
，估计今后由于地
下水的作用，空隙
会扩大
2A
出现变形、位移、沉降
，估计近期内结构物功
能会下降
裂缝密集，出现剪切
性裂缝，发展速度较
快
侧墙处裂缝密集
，衬砌压裂，导
致起层、剥落，
侧墙混凝土有可
能掉下
拱部背面存在大的
空洞，上部落石可
能掉落至拱背
3A
出现变形、位移、沉降
，结构物应有的功能明
显下降
裂缝密集，出现剪切
性裂缝，并且发展速
度快
由于拱顶裂缝密
集，衬砌开裂，
导致起层、剥落
，混凝土块可能
掉下
衬砌拱部背面存在
大的空洞，且衬砌
有效厚度很薄，空
腔上部可能掉落至
拱背
材料劣化所致结构破损的判定基准
异常情况
判定
衬砌断面强度降低衬砌起层、剥落钢材腐蚀B B
存在材料劣化情况，但对
断面强度几乎没有影响
难以确定起层、剥落表面局部腐蚀
1A
由于材料劣化等原因，断
面强度有所下降，结构物
功能可能受到损害
——
孔蚀或钢材表面全
部生锈、腐蚀
2A
由于材料劣化等原因，断
面强度有相当程度的下降
，结构物功能受到一定的
损害
由于侧墙部位材料劣
化，导致混凝土起层
、剥落，混凝土块可
能掉落或已有掉落
由于腐蚀，钢材断
面明显减小，结构
物功能受到损害
3A
由于材料劣化等原因，断
面强度明显下降，结构物
功能损害明显
由于拱顶部位的材料
劣化，导致混凝土起
层、剥落，混凝土块
可能掉落或已有掉落
——
渗漏水所致的结构破损的判定基准
异常情况判
定
渗漏水结冰、砂土流出
B B
从衬砌裂缝等处渗水，几乎不
影响行车安全
有渗漏水，但现在几乎没有影
响
1A
从衬砌裂缝等处漏水，不久可
能会影响行车安全
由于排水不良，铺砌层可能积
水
2A
从衬砌裂缝等处涌水，影响行
车安全
由于排水不良，铺砌层积水
3A
从衬砌裂缝等处喷射水流，严
重影响行车安全
在寒冷地区，由于漏水等，形
成挂冰、冰柱，侵人规定限界
；砂土等伴随漏水流出，铺砌
层可能发生浸没和沉降
三
隧道养护、维修技术要点
3.1 公路隧道养护范围及原则
1. 养护范围
隧道的土建结构、机电设施及其他工程设施
的养护维修工程等。
2. 养护维修原则
以预防为主，预防与及时整治相结合。
3.2 土建结构养护维修
土建结构的养护维修工作主要包括经常性或预防
性的保养和轻微破损部分的维修等内容，以恢复和保持结构的良好使用状态。
1. 洞口
及时清除洞口边仰坡上的危石、浮士，冬季应清
除积雪和挂冰，保持洞口边沟和边仰坡上截( 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，可将水流引人边沟
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、
更换损坏的害井盖或其他设施的盖板；当路面出现渗
漏水时，应及时处理，将水引人边沟排出，防止路面
积水或结冰；冬季应及时清除洞口处积雪。
4. 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。
5. 内装
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。
6. 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。
3.3 机电设施养护维修
1. 供配电设施
供配电设施日常检查主要针对变压器、高低压配电柜及变配
电室内相关设备外观及一般运行状态进行，通过观察外观异常、声响、发热、气味、火花等现象，及时发现设备故障。
2. 照明设施
（1 ）照明设施包括灯具、托架、标志及信号灯、洞外路灯和
照明线路等为隧道营运提供照明服务的设施。
（2 ）照明设施日常检查主要是对设施使用及损坏情况进行的
巡检登记。对中间段连续坏灯2 盏以上，洞口加强段连续坏灯3 盏以上应及时进行更换或维修。
3. 通风设施
（1 ）通风设施主要包括轴流风机、离心风
机、射流风机及其配套设施等。
（2 ）通风设施的日常检查主要是通过观察
设备运转有无异常，确定设备是否存在隐患，
并及时排除故障。
4. 消防与救援设施
（1 ）消防与救援设施是指用于预防隧道火灾和进行
必要救援的设施，包括火灾报警装置、紧急电话、消
防设施、横通道设施等。
（2 ）消防与救援设施的标志应保持完好、醒目。
（3 ）消防与救援设施日常检查主要是对隧道内消防
设备、报警设备、洞外消防设施的外观进行巡视，及时处理设施的异常情况。
5. 监控设施
（1 ）监控设施主要包括烟雾浓度探测仪、CO 检测仪、交通量检测仪、车高仪、电视监控设施、播音设施、可变信息板、限速标识设施、信息处理设施以及
控制软件等监视隧道营运状态、设备运转情况及控制
相关设备运转的各种设施。
（2 ）监控设施日常检查是对隧道内各种监控传感
器、信息板及信号标识、监控室的各种监视设备进行
的一般外观巡检，发现异常应立即处理。
3.4. 公路隧道常见病害整治技术
隧道病害整治原则
1. 针对病害产生的原因及围岩地质条件等实际情况，综合运用现有的各种整治技术，有针对性地选择科学、合理的整治措施；
2. 尽可能不破坏现有的结构防水体系，防止隧道漏水，影响今后的运行；
3. 尽量不破坏现有二次衬砌，降低施工风险；
4. 尽量利用既有的结构物和设备设施等。
3.4.1 隧道渗漏水
1. 整治原则
采取“以排为主，截、堵、排结合，综合整治”的
治理原则。
2. 整治方法
(1) 根据隧道渗漏水的状况，隧道内渗漏水分为线状
漏水和面状漏水两类。
(2) 公路隧道内渗漏水的整治方法，主要有导水法、
止水法、背后压浆法和降低水位法等。在具体的施作
过程中，可根据实际情况选用适当的方法和材料。
a. 对渗漏水量较小的裂缝，其施工工序为：
①凿槽；②堵漏；③注浆。
b. 对渗漏水量较大的裂缝，采取凿槽引排处理
注浆堵水
凿槽埋管
增设泄水孔
汇流引排
c. 大面积渗水治理
大面积渗水段，宜采用双液注浆堵水的办法进行处
理，其主要施工过程为：①钻设泄水孔；②钻设注浆
孔；③安设注浆管；④压注水泥－水玻璃双液浆。
压注浆时，注浆压力控制在0.4 ～0.5MPa 。水泥－
水玻璃双液浆的配比为：水泥: 水玻璃=1:1( 体积比) ，
水: 水泥=1:1 。注浆的顺序：先拱部，后边墙，全孔
一次性注浆。堵水注浆完成后，割除注浆外露部分，
涂刷刮抹料与调色料。
对严重漏水的隧道，可采取套拱加固。
拱墙双液注浆管安设断面示意图（尺寸单位：cm ）
路面渗水施工缝或伸缩缝注浆管安设
（尺寸单位：cm ）
3.4.2 衬砌裂损整治
1. 整治原则
加固为主，拆换为辅。
2. 整治方法
隧道衬砌裂损的整治，两类主要方法：①加固
围岩；②加固补强衬砌；③两者相结合的综合
治理措施。
（1 ）加固围岩法
1 ）锚固注浆法
对Ⅲ级以上的围岩，可在衬砌上均匀布置孔位，用风钻打深度4 ～6m 的孔，进行压浆，再打入金属锚杆锚固。
2 ）深孔压浆法
在衬砌上均匀布置孔位，用风钻打深度4 ～6m 的孔，向衬砌周围破碎围岩体内压浆，加固围岩。常用压浆材料为水泥浆、水泥－水玻璃浆液等，也可采用其他化学浆液，如铬木素、聚氨脂等。如果衬砌背后空隙较大，可采用水泥粉煤灰砂浆、水泥沸石粉砂浆、水泥砂浆等。
（2 2 ）加固补强衬砌法
1 1 ）喷锚加固裂损衬砌
锚喷加固
锚喷加固示意图
1 －锚杆；
2 －直径6mm 钢
筋；3 －直径10mm 钢筋；4
－C20 喷射混凝土
①素喷
主要适用于围岩压力小，基本稳定，拱部衬砌裂损
变形较轻，裂纹较小的情况。一般直接喷射厚度在
10cm 左右素混凝土。
②网喷
钢筋采用主筋直径16 ～22mm ，辅筋直径8 ～10mm ，
网格15 ～25mm 。钎钉可与衬砌相互联结。钎钉深度
20cm 左右。该法适用于围岩压力大，病害地段仍在发
展的情况，也可适用于衬砌局部裂损加固。
③锚喷
锚杆可采用直径20 ～22mm 钢筋，长200 ～300cm ，
适用于围岩较整体或呈大块状，有钻孔成孔锚固条件
地段。目前，该法是采用较多的方法。
④喷射钢纤维混凝土
钢纤维一般为圆形或方形，直径或边长0.3 ～0.8mm ，
长30 ～40mm ，掺入量每方混凝土80 ～120kg ，常配
合使用早强混凝土，用于隧道抢险、抗震加固、隧道
裂损漏水综合整治。
⑤嵌轨网喷
适用于隧道开裂严重，局部剥落掉块，但尚未完全丧失承载
能力的情况；或上部围岩破碎、塌方严重，不宜采用其他整治
措施，病害继续发展，需及时整治避免整体性破坏的情况。
其主要施工顺序为：①将钢轨弯成拱形→②衬砌拱部环向凿
槽→③边墙凿竖向槽→④将钢轨嵌入→⑤打入钎钉→⑥挂钢筋网→⑦喷射混凝土。
其中，喷射混凝土一般设计强度不小于C20 ，厚度边墙至拱
脚一般为10cm 左右，拱顶一般为15~20cm 。
根据衬砌裂缝宽度的不同，按以下不同等级分别采用不同的
处理措施。
（1 ）压浆封缝
对于裂缝宽度0.3mm ＜δ≤5mm 的裂缝，采用压注化学浆液封堵的措施，其化学浆液采用环氧浆液。
（2 ）凿槽嵌缝
对于裂缝宽度5mm ＜δ≤10mm 的裂缝，采用沿缝凿槽，冲洗风干后，用环氧砂浆嵌缝。
（3 ）凿槽嵌缝堵漏
对于存在渗漏水的裂缝，采用沿缝凿槽，冲洗风干后，安装复
合遇水膨胀橡胶条，用水泥砂浆填实、抹平。
2 ）嵌补衬砌裂纹
压浆封缝
凿槽嵌缝
凿槽嵌缝堵漏
遇水膨胀橡胶带
3 ）钢筋混凝土套拱
主要适用于隧道拱部开裂严重、拱顶压劈掉块、
拱腰纵裂错台，但边墙基本完好的情况，或不宜采
用喷锚整治而又未达到拆除重建的严重程度的隧道。
采用钢筋混凝土套拱加强原衬砌，一般钢筋混凝
土厚度为20 ～30cm 。
双层钢筋混凝土套拱断面图
1 －直径19mm 牵钉；
2 －直径19mm 牵钉；
3 －直径
8mm 钢筋；4 －直径12 ～19mm 钢筋；3 －直径16 ～
22mm 钢筋；4 －直径6mm 钢筋；
4 4 ）更换衬砌法
即拆除重建法，该法只在衬砌严重变形或其断面
大部分侵入建筑限界的情况下才采用。
5 ）隧道底部加固
常用的施工方法，主要有以下几种。
1 ）加厚铺底或改为钢筋混凝土铺底；
2 ）隧道底部采用顺接衬砌断面
3 ）加深排水沟
4 ）增设仰拱
此法适用于粘土质泥岩软弱隧底、边墙下沉、膨胀性围岩
或基底病害地段，以及既有仰拱破损地段改建。一般仰拱厚30 ～50cm ，采用C20 混凝土。仰拱与边墙连接必须凿毛，增设钎钉加强连接，同时应设深侧沟，以利排水和维修。3.4.3 衬砌腐蚀
1. 整治原则
在正确判定衬砌混凝土侵蚀程度基础上，因地
制宜地采取整治措施。
2. 病害整治
常用整治方法：喷涂防蚀材料、喷射混凝土或
防水砂浆、排水止水、衬砌背面注浆、套拱、增
设仰拱、更换衬砌等。
3.4.4 路面损毁
对于隧道内路面损毁段，应根据路面损毁严重程度，
采取不同的处理措施。
（1 ）对于路面损毁破坏严重的路段，可采取重新
施作仰拱进行彻底整治。仰拱拆除应分段跳槽开挖，
仰拱混凝土应及时浇筑。
（2 ）对于路面轻微损毁路段，可仅作开槽用高强
度等级砂浆补强即可。
3.4.5 通风不足
对公路隧道通风不足的治理，常用方法主要有：①提
高车辆通行隧道的速度；②加强机械通风能力；③提
高衬砌的抗渗和抗泄漏能力。
3.4.6 照明不良
对隧道照明不良的治理，须根据养护检查结果并遵循
有关操作手册或规程，及时对故障设施进行维修或更
换。