隧道病害研究及其防治方法

張智遠(yuǎn)

摘 要：隧道對于公路和鐵路交通來說意義重大，然而據(jù)統(tǒng)計在我國有相當(dāng)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(zhì)量，給隧道內(nèi)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(dá)到使用年限之前就需要修理和維護(hù)，增加了維修費用，因此為提高我國公路和鐵路交通運(yùn)行的安全性，必須要對隧道的病害進(jìn)行針對性防治。文章分析了隧道病害的類型及產(chǎn)生的原因，并討論了防治隧道病害的方法。

關(guān)鍵詞：隧道病害；成因；滲漏水；防治方法

前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，無論是公路還是鐵路交通都取得了長足的進(jìn)步，在交通領(lǐng)域隧道是交通設(shè)施重要的組成部分，其質(zhì)量的好壞直接影響隧道行車的安全，據(jù)統(tǒng)計在我國有相當(dāng)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(dǎo)致地下水滲出、鋼筋外露銹蝕以及路面翻漿損壞等嚴(yán)重的質(zhì)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(hù)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(guān)措施，防止病害的產(chǎn)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(lián)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(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋更容易銹蝕，長期的滲水會嚴(yán)重破壞隧道結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，因此隨著時間的推移，隧道結(jié)構(gòu)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(huán)，一旦達(dá)到一定的限值就可能發(fā)生隧道結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)，產(chǎn)生襯砌成塊脫落等現(xiàn)象，嚴(yán)重的可能發(fā)生塌方等事故；除此之外，由于滲漏水的影響，會導(dǎo)致隧道內(nèi)部的用電設(shè)備損壞以及路面積水和冬季結(jié)冰等。

產(chǎn)生滲漏水的原因主要有：第一，防水材料性能不好，經(jīng)過地下水的不斷侵蝕，質(zhì)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(xiàn)在對棱角、施工縫、變形縫等細(xì)部構(gòu)造的防水處理不當(dāng)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(chǎn)生的張力破壞防水層；第四，設(shè)計不先進(jìn)，由于我國在隧道設(shè)計方面經(jīng)驗的缺乏，在設(shè)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(guān)。

1.2 襯砌裂損

襯砌是整個隧道工程最重要的結(jié)構(gòu)組成部分，其承擔(dān)了隧道周圍地層的壓力，對隧道的正常使用發(fā)揮巨大的作用。一旦襯砌有裂損情況，就會導(dǎo)致鋼筋外露，發(fā)生鋼筋銹蝕現(xiàn)象，并且加快了襯砌內(nèi)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(chǎn)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(jié)構(gòu)的穩(wěn)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(shè)計時對襯砌的受力預(yù)估不足，導(dǎo)致襯砌的厚度達(dá)不到力學(xué)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(zhì)有腐蝕性物質(zhì)，第三，隧道在使用過程中由于車輛行駛造成的循環(huán)荷載導(dǎo)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(zhì)量不過關(guān)或施工工藝控制不當(dāng)造成的襯砌本身強(qiáng)度等級達(dá)不到設(shè)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(nèi)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(xiàn)象，為發(fā)生交通事故埋下隱患，也影響了車輛的行駛速度。

產(chǎn)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(dāng)，很容易造成道床與結(jié)底板間出現(xiàn)施工裂縫，在運(yùn)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(jié)構(gòu)底板之間剝離開來。加之在車輛的循環(huán)荷載作用以及地下水的流動會導(dǎo)致道床出現(xiàn)錯動而產(chǎn)生橫向的斷裂，從而造成路面破損，出現(xiàn)翻漿冒泥的現(xiàn)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(xué)物質(zhì)被帶走，降低了混凝土的強(qiáng)度，在長期作用下，致使混凝土出現(xiàn)裂縫，地下水的滲透作用及腐蝕作用嚴(yán)重降低道床混凝土及鋼筋的強(qiáng)度，從而更容易導(dǎo)致路面的破損。

2 隧道病害的防治方法

2.1 注漿技術(shù)的運(yùn)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(jié)構(gòu)的產(chǎn)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(tǒng)一的整體，有效提高圍巖和襯砌的承載力，防止結(jié)構(gòu)的變形以及裂縫的擴(kuò)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(shù)，防止由于地下水滲透導(dǎo)致的路面的下沉和翻漿。

2.2 結(jié)構(gòu)抽換技術(shù)的運(yùn)用

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

2.3 隧道建設(shè)的合理施工

在隧道建設(shè)中，從設(shè)計、勘察階段開始直到項目竣工都要對工程質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，在進(jìn)行勘察時要充分了解施工所在地的地質(zhì)情況，并進(jìn)行相關(guān)記錄，設(shè)計人員要充分考慮這些因素，對可能發(fā)生的隧道病害進(jìn)行預(yù)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(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況有變化應(yīng)當(dāng)及時調(diào)整設(shè)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(fā)生的概率，減少日后的維修和維護(hù)，因此經(jīng)濟(jì)上最為合理。

3 結(jié)束語

隧道對于交通領(lǐng)域而言其重要性不言而喻，因此要對隧道中產(chǎn)生的各種病害要足夠的重視，在隧道建設(shè)時要科學(xué)而合理地施工，以達(dá)到預(yù)防隧道病害的目的，而對于已經(jīng)出現(xiàn)的病害，要根據(jù)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(yùn)輸領(lǐng)域發(fā)揮出更大的作用。

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