隧道病害研究及其防治方法

張智遠

摘 要：隧道對于公路和鐵路交通來說意義重大，然而據統計在我國有相當多的隧道都存在著滲漏水、襯砌裂損、侵蝕、變形等等病害，這些病害直接影響隧道的質量，給隧道內行車帶來了巨大的安全隱患，而且影響隧道的使用耐久性，使得隧道未達到使用年限之前就需要修理和維護，增加了維修費用，因此為提高我國公路和鐵路交通運行的安全性，必須要對隧道的病害進行針對性防治。文章分析了隧道病害的類型及產生的原因，并討論了防治隧道病害的方法。

關鍵詞：隧道病害；成因；滲漏水；防治方法

前言

隨著我國經濟的飛速發展，無論是公路還是鐵路交通都取得了長足的進步，在交通領域隧道是交通設施重要的組成部分，其質量的好壞直接影響隧道行車的安全，據統計在我國有相當多的隧道都存在著滲漏水、襯砌裂損、侵蝕、變形等不同程度的病害，這會導致地下水滲出、鋼筋外露銹蝕以及路面翻漿損壞等嚴重的質量問題，一方面影響隧道的安全性、適用性和耐久性，另一方面也增加了用于維修和日常維護的費用，因此必須要了解隧道病害的形成原因，并有針對性的制定相關措施，防止病害的產生并最大限度減少病害帶來的影響。

1 隧道病害的類型及成因

1.1 滲漏水

滲漏水是最常見的隧道病害，也是影響面最廣的病害，其與隧道中其他病害均有一定的聯系，例如襯砌裂損等會加劇水的滲漏，隨著滲漏水的增多使得隧道結構內部鋼筋更容易銹蝕，長期的滲水會嚴重破壞隧道結構的強度，因此隨著時間的推移，隧道結構的裂損程度也會越來越大，而裂損程度越大滲漏水的量也越大，這樣就形成了惡性循環，一旦達到一定的限值就可能發生隧道結構的失穩，產生襯砌成塊脫落等現象，嚴重的可能發生塌方等事故；除此之外，由于滲漏水的影響，會導致隧道內部的用電設備損壞以及路面積水和冬季結冰等。

產生滲漏水的原因主要有：第一，防水材料性能不好，經過地下水的不斷侵蝕，質量不好的防水材料會被滲透，從而滲水；第二，防水施工不到位，表現在對棱角、施工縫、變形縫等細部構造的防水處理不當和施工過程中對防水材料的損壞處理不到位；第三，由于襯砌開裂過程產生的張力破壞防水層；第四，設計不先進，由于我國在隧道設計方面經驗的缺乏，在設計中沒有充分重視防水的作用，使得隧道的防水功能不過關。

1.2 襯砌裂損

襯砌是整個隧道工程最重要的結構組成部分，其承擔了隧道周圍地層的壓力，對隧道的正常使用發揮巨大的作用。一旦襯砌有裂損情況，就會導致鋼筋外露，發生鋼筋銹蝕現象，并且加快了襯砌內部混凝土的碳化過程，大大降低了襯砌的耐久性能，并且襯砌一旦產生裂縫就會有大量的地下水滲出，因此襯砌斷裂無論是對于結構的穩定性還是耐久性的危害均較大。

襯砌裂損的原因有以下幾個方面：第一，在設計時對襯砌的受力預估不足，導致襯砌的厚度達不到力學性能的要求，第二，襯砌周圍的圍巖具有一定的膨脹性或周圍土質有腐蝕性物質，第三，隧道在使用過程中由于車輛行駛造成的循環荷載導致襯砌的疲勞性損壞，第四，隧道在施工時所選用的原材料質量不過關或施工工藝控制不當造成的襯砌本身強度等級達不到設計要求。

1.3 路面破損

路面的破損包括路面裂縫、起拱、下沉、翻漿等，再加上隧道內光線昏暗，容易造成車輛在行車過程中視線模糊和輪胎打滑、底盤剮蹭等現象，為發生交通事故埋下隱患，也影響了車輛的行駛速度。

產生路面破損的原因主要有：第一，在施工過程中如果對道路的接觸基面處理不恰當，很容易造成道床與結底板間出現施工裂縫，在運營過程中由于其它各方面因素的綜合影響，極可能造成道床與結構底板之間剝離開來。加之在車輛的循環荷載作用以及地下水的流動會導致道床出現錯動而產生橫向的斷裂，從而造成路面破損，出現翻漿冒泥的現象。第二，由于地下水流動致使道床混凝土中的氫氧化鈣等化學物質被帶走，降低了混凝土的強度，在長期作用下，致使混凝土出現裂縫，地下水的滲透作用及腐蝕作用嚴重降低道床混凝土及鋼筋的強度，從而更容易導致路面的破損。

2 隧道病害的防治方法

2.1 注漿技術的運用

通過向圍巖和襯砌之間注入水泥或其他材料制備的漿液，填充到襯砌背后的孔洞中，并充分滲入混凝土結構的產生的裂縫中，使之在漿液固化后被封堵起來，可有效阻隔地下水滲漏，同時通過注漿的方法來加固圍巖，可使圍巖與襯砌形成一個統一的整體，有效提高圍巖和襯砌的承載力，防止結構的變形以及裂縫的擴大。另外，在路面施工時在路面以下注入防水漿液，使之滲入到地層中，可大大降低地層的透水系數，防止由于地下水滲透導致的路面的下沉和翻漿。

2.2 結構抽換技術的運用

為限制襯砌裂損程度的進一步擴大，在注漿加固之外，還要對隧道的自然邊坡進行改造，以通過改變隧道和病害處的空間關系的方式來阻止病害的遷延，實際工作中，可采用對隧道進行支撐的方式來抵抗結構的繼續形變，常用的支撐為鋼架支撐；另外，可采用將已裂損結構拆除重砌的方式，利用設備懸吊已裂損的部分襯砌，然后用靜態破碎技術拆除這部分混凝土，并對原有結構進行支撐，防止其失穩，而后利用強度高一個等級的混凝土重新補砌，使新舊混凝土完美結合在一起。

2.3 隧道建設的合理施工

在隧道建設中，從設計、勘察階段開始直到項目竣工都要對工程質量進行嚴格控制，在進行勘察時要充分了解施工所在地的地質情況，并進行相關記錄，設計人員要充分考慮這些因素，對可能發生的隧道病害進行預判，充分重視隧道工程的防水施工，在施工過程中要采用合理的施工方法，如果在施工過程中發現地質情況有變化應當及時調整設計方案和施工工藝方法，事實證明，合理的施工是防止隧道病害的重要措施，可做到對隧道病害做到“事前控制”，降低病害發生的概率，減少日后的維修和維護，因此經濟上最為合理。

3 結束語

隧道對于交通領域而言其重要性不言而喻，因此要對隧道中產生的各種病害要足夠的重視，在隧道建設時要科學而合理地施工，以達到預防隧道病害的目的，而對于已經出現的病害，要根據病害的種類和特點采用合理的治理方法，使病害得到抑制和消除，以確保隧道的安全使用和使用壽命，使隧道在道路運輸領域發揮出更大的作用。

參考文獻

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