運(yùn)營公路隧道常見病害成因及其處理

許 越

(廣東省交通規(guī)劃設(shè)計研究院股份有限公司,廣東 廣州 510507)

0 引言

目前我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正處于飛速發(fā)展的時期，廣東省已實現(xiàn)縣縣通高速，山區(qū)高速公路建設(shè)的總里程不斷地增長，隧道建設(shè)的總里程也在不斷地增大，因而也有大量的新建隧道投入到運(yùn)營使用當(dāng)中。隧道工程除去洞門結(jié)構(gòu)外，其余工程整個埋設(shè)于地下，受工程地質(zhì)、水文地質(zhì)影響較大，一旦建成后便很難有更改、變化的空間，但山體地下水的作用卻是千變?nèi)f化的，因此隧道在建成運(yùn)營后受工程、水文地質(zhì)等諸多因素的影響會不可避免的出現(xiàn)各種病害。隧道存在的病害有可能會影響其正常使用，甚至可能危害到行車、行人的人身及財產(chǎn)安全。本文結(jié)合目前廣東省高速公路隧道現(xiàn)狀，經(jīng)過多年對隧道病害進(jìn)行處治的經(jīng)驗，對隧道運(yùn)營過程中常見病害進(jìn)行介紹，并提出了較為普遍的處理方法。

1 隧道病害檢測方法

隧道工程為地下工程，隧道支護(hù)及防排水系統(tǒng)皆屬于隱蔽工程。對于隧道病害檢測普遍是采用肉眼觀測的方法，即利用隧道兩側(cè)的檢修道，派專人沿隧道縱向徒步檢查，現(xiàn)場記錄表觀病害現(xiàn)象，并進(jìn)行標(biāo)記和拍照；如今還有快速檢測車檢測方法，其原理是利用車載的圖像采集和激光掃描等設(shè)備對隧道進(jìn)行檢查，通過一次正常行車采集隧道的表觀影像數(shù)據(jù)和輪廓數(shù)據(jù)，之后利用數(shù)據(jù)分析軟件自動進(jìn)行病害識別，從而得到隧道表觀病害信息等數(shù)據(jù)，兩者相結(jié)合進(jìn)行對比分析。如果存在問題比較嚴(yán)重的位置，還需配合地質(zhì)雷達(dá)對二襯厚度進(jìn)行檢測，利用地震映像法對襯砌背后的巖層情況進(jìn)行探測；必要時還可采用鉆孔取芯等手段，以確保對整個隧道的病害情況具有全面的了解。

2 常見隧道病害及其成因

隧道病害細(xì)分后有許多種，根據(jù)近幾年對廣東省大量運(yùn)營高速公路隧道的調(diào)查，下面羅列出四類常見的隧道病害并分析其成因。

第二，醫(yī)療旅游服務(wù)人才缺乏。不同于傳統(tǒng)的旅游產(chǎn)品，醫(yī)療旅游需要一批能夠協(xié)調(diào)醫(yī)療機(jī)構(gòu)和旅游服務(wù)提供者的復(fù)合型服務(wù)人才，而目前海南旅游從業(yè)者的服務(wù)能力和水平難以滿足國際醫(yī)療旅游的需要。

2.1 襯砌裂縫

隧道二次襯砌裂縫屬于隧道內(nèi)最常見的一種病害，分布于隧道主洞及人行、車行橫洞之中，裂縫寬度大小不一，裂縫長度及方向均不盡相同(見圖1)。按裂縫的方向分類主要分為環(huán)向裂縫、縱斜向裂縫。

圖6的結(jié)果顯示刀盤流場比較合理，僅在流場壁面、出口和拐角處有較大壓力波動，圖5的結(jié)果顯示刀片的表面有較大的壓力變化梯度。考慮到整車的布置和擋板對斷草的導(dǎo)流，故僅對刀盤角區(qū)和刀片的形狀進(jìn)行優(yōu)化。

隧道環(huán)向裂縫總體裂縫寬度普遍較小，主要是由于混凝土收縮與基礎(chǔ)沉降而導(dǎo)致的，一般存在于施工縫的位置。引起混凝土收縮開裂的主要原因是襯砌混凝土配合比存在一定問題及混凝土澆筑后養(yǎng)護(hù)不當(dāng)。環(huán)向裂縫目前對隧道結(jié)構(gòu)安全暫無大的影響，但對隧道襯砌長期使用壽命會有一定的影響。

二次襯砌裂縫在各個隧道的檢查中均較常見。對于不同的裂縫的寬度、長度、分布形式都有不同的處理方式。對于分布寬泛無規(guī)律，或裂縫集中分布但經(jīng)結(jié)構(gòu)安全性評定不影響結(jié)構(gòu)安全的裂縫采用直接封閉處理。

2.2 襯砌滲水

產(chǎn)生滴漏、浸滲直接原因是隧道所處地質(zhì)條件差圍巖含水量豐富，且防排水系統(tǒng)局部失效，間接原因是隧道二次襯砌開裂、振搗不密實。結(jié)合以往經(jīng)驗，滲水的原因一般是由于隧道防水板、橫向排水管等在施工過程中容易損壞，原先施工縫防排水未做到位等致使沒有形成良好的防排水系統(tǒng)，在防排水系統(tǒng)失效的情況下，加上隧道裂縫的產(chǎn)生，水極易從薄弱部位滲出。同時由于襯砌厚度不足，混凝土澆筑質(zhì)量較差，有不密實、蜂窩現(xiàn)象容易導(dǎo)致面滲。

襯砌滲水多為裂縫中滲水，少數(shù)有表面滴漏、浸滲痕跡揭露(見圖2)。

2.3 路面病害

由于隧道電纜槽不可用于排水使用，因此還需將接水盒于墻腳處與鑿槽埋設(shè)于電纜溝側(cè)壁的3根DN56的排水管無縫對接，將接水盒內(nèi)的滲漏水排至邊水溝內(nèi)(見圖7)。

在廣東地區(qū)山區(qū)高速公路一般以長隧道、特長隧道為主，在這些隧道路面設(shè)計中洞內(nèi)一般都設(shè)計為水泥混凝土路面。水泥混凝土路面受施工影響較大，極易產(chǎn)生裂縫。產(chǎn)生裂縫的原因較多，譬如面層配合比控制不準(zhǔn)確，混凝土攪拌運(yùn)輸時間過長，混凝土振搗不密實、不均勻等，或由于基層混凝土厚度不均勻?qū)е鲁休d力不一致，或是混凝土澆筑后切縫時間過遲使得面板由于溫度應(yīng)力的變化產(chǎn)生不規(guī)則裂縫，亦可能是因為地質(zhì)原因諸如圍巖軟硬不均，而圍巖變化界點(diǎn)路面又沒有設(shè)置伸縮縫，沉降不均導(dǎo)致。微小的裂縫在運(yùn)營過程中經(jīng)過重車長期碾壓裂縫極易發(fā)展，最終也可能導(dǎo)致破損的情況。路面滲水大多數(shù)是由于隧底盲溝堵塞，積水無法排出，或是由于仰拱出現(xiàn)裂縫，地下水位上升，透過裂縫及原來施工縫，再從路面薄弱位置滲出。

2.4 內(nèi)裝層病害

目前在運(yùn)營的高速公路隧道大多數(shù)都設(shè)有瓷磚貼層以及防火涂料涂層，在運(yùn)營過程中，各隧道均存在不同程度的防火涂料、瓷磚剝落的病害。

對于此種病害，大多均為施工各環(huán)節(jié)的諸多原因?qū)е碌模┤缡┕で盎炷帘砻嫖辞謇砀蓛簟⒗幚恚驀娡糠阑鹜苛蠒r為節(jié)省時間一次性噴涂過厚，并在第一道未能達(dá)到其初凝時間就噴涂第二道，導(dǎo)致粘結(jié)強(qiáng)度不夠等等原因。

3 病害處理方法

3.1 襯砌裂縫

隧道縱、斜向裂縫在各隧道均有較大量分布，產(chǎn)生縱、斜向裂縫的主要原因是由于工程地質(zhì)條件較差，圍巖壓力及變形較大或水壓力較大，隧道跨度大引起襯砌拱部受張拉應(yīng)力等。縱、斜向裂縫是結(jié)構(gòu)安全的最大隱患，必須采用有效的加固措施進(jìn)行處治。

其余裂縫滲水譬如施工縫、環(huán)向縫、軸向縫及斜向縫的處理一般采用引排處理。首先確定處治部位，探明襯砌鋼筋及拱架的分布情況，緊接著在二襯表面沿裂縫走向按設(shè)計尺寸開鑿凹槽安裝帶延伸至電纜溝，之后在槽內(nèi)鉆孔完畢，在安裝帶上涂刷5 mm厚聚硫建筑密封膠(內(nèi)封)，蓋上接水盒，用M8膨脹螺栓錨固。最后再用聚硫建筑密封膠封對接水盒進(jìn)行全面的封邊(外封)。在安裝接水盒時應(yīng)當(dāng)注意按照先上后下，先拱部后兩側(cè)邊墻的順序進(jìn)行，接槎部位是下節(jié)壓上節(jié)，鋼板接槎長度為10 cm～15 cm(見圖6)。

對于裂縫封閉處理，一般根據(jù)不同裂縫寬度選擇不同的方法，當(dāng)裂縫寬度小于0.3 mm的直接對其進(jìn)行表面封閉處理。施工工序是首先清理干凈裂縫周圍約10 cm范圍內(nèi)的二次襯砌表面，之后涂刷環(huán)氧樹脂在裂縫處混凝土表面，涂刷樹脂要求連續(xù)涂刷四道，前后兩次涂刷方向垂直，最后用刮抹料、調(diào)色料處理混凝土表面，使其顏色與周圍襯砌混凝土顏色一致。

若裂縫寬度不小于0.3 mm，則建議采用“鑿槽嵌補(bǔ)”的方法進(jìn)行處理(見圖5)。具體施工工序是首先沿裂縫方向鑿成寬、深均為5 cm的“V”字槽，在槽內(nèi)騎縫每隔50 cm～80 cm鉆一個孔，孔深為襯砌厚度的1/2或2/3，一般不少于15 cm，并不得穿透襯砌以防跑漿。鉆孔完成后用清水清洗干凈槽內(nèi)的雜物及粉塵，在孔內(nèi)插入注漿管，利用環(huán)氧樹脂水泥漿錨固，用灰刀將砂漿壓實抹平。待環(huán)氧樹脂砂漿有一定的強(qiáng)度后，以0.15 MPa～0.2 MPa壓力壓入環(huán)氧樹脂漿液。最后對裂縫表面用界面劑及碳纖維加固層進(jìn)行處理。

若隧道某個區(qū)間裂縫分布較多，經(jīng)結(jié)構(gòu)安全性評估后不滿足安全要求，則需在處理裂縫的基礎(chǔ)上再進(jìn)行襯砌加固的處理，可采用錨桿注漿的方式進(jìn)行加固。首先在需要加固的地方選好位置布設(shè)φ25自進(jìn)式注漿錨桿，長度為可采用5 m，間距1.5 m×1.5 m，但錨桿不能打在裂縫上且抗拔力不得小于10 t/根，之后往錨桿注入水泥漿液。在不保證侵限的情況下，可將錨桿預(yù)留部分長度在二襯外并架立鋼筋網(wǎng)焊接，并噴射混凝土后進(jìn)行抹平。如若沒有噴射混凝土的空間，則直接采用防水砂漿覆蓋錨桿外露墊板，找平襯砌表面。

3.貿(mào)易摩擦頻繁。外向型發(fā)展戰(zhàn)略導(dǎo)致日本和歐美國家的貿(mào)易順差不斷擴(kuò)大，日本對美國的貿(mào)易順差由1980年的122億美元上升到1994年的657億美元。[7]美日間汽車、半導(dǎo)體、電信等貿(mào)易戰(zhàn)接踵而來，互惠性自由化政策代替了貿(mào)易自由化政策，日本被迫實施“自愿限制出口”，減少汽車、鋼材等對美國出口。1985年“廣場協(xié)議”的簽署，迫使日元匯率由1985年的1美元兌250日元持續(xù)升值為1990年的1美元兌80日元。1989年，美國針對美日貿(mào)易實施“超級301條款”，強(qiáng)迫日本開放進(jìn)口美國高科技產(chǎn)品。石原慎太郎和盛田昭夫1989年出版《日本可以說不》以反對美日貿(mào)易戰(zhàn)。

3.2 襯砌滲水

隧道襯砌滲水類型可分為滲水痕跡、施工縫及環(huán)向縫滲水、軸向、縱向及斜向縫滲水。

對于滲水痕跡且無再次滲漏的跡象及縱向縫滲水時，可將襯砌表面清洗干凈后涂抹一層環(huán)氧樹脂砂漿即可，涂抹厚度不應(yīng)小于2 mm。

結(jié)果顯示，干預(yù)1學(xué)年后，兒童進(jìn)行休閑性體力活動時間明顯增加(469.31±345.89 min vs 563.10±345.88 min，P=0.005)。體力活動水平不足(<180 min/周)的比例明顯下降(P=0.003)。尤其是每周體力活動時間≥300min的比例明顯增加(P=0.029)。見表2。但干預(yù)前后屏幕時間差異無顯著性，7.00±50419 vs 6.13±5.838, P=0.085。

最重要的工作，就是整理這些鮮活的素材。首先把學(xué)生寫的幾百張評語按寫給的人按男女分好，按學(xué)號一一剪貼到兩大本教案本上，一本是寫男生的，一本是寫女生的，編好頁碼與目錄，基本上是一人專頁，方便以后查找。

隧道路面在運(yùn)營過程中會出現(xiàn)裂縫(見圖3)、破損等病害，部分隧道路面還存在滲水(見圖4)、積水等情況。

滲漏水引排處理還有一種明裝接水盒的方法，即不鑿槽直接在外設(shè)置接水盒并錨入混凝土，在運(yùn)營隧道不推薦采用這種方法，會很大程度上影響隧道的美觀。

3.3 路面病害

針對路面的裂縫，一般都采用注射乳化瀝青進(jìn)行灌縫處理，在日常養(yǎng)護(hù)中通常能將此部分病害處理完成。針對其路面破損，視其破損程度、位置而定，必要時需進(jìn)行換板處理。

對于路面滲水處理有不同的思路，可根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇。

如由于地下水位過高導(dǎo)致路面滲水，出于降低地下水位的目的可采用井點(diǎn)降水法。首先在路面邊溝合適位置鉆開孔，孔徑為15 cm，間距5 m，之后向下進(jìn)行鉆孔，鉆孔深度宜控制在4 m之內(nèi)；鉆孔完成后進(jìn)行碎石回填。這種方法能將地下水引入水溝進(jìn)行排放，能有效地降低地下水位(見圖8)。

若滲水原因主要是由于路面排水盲溝堵塞，可考慮在路面開槽增設(shè)排水盲溝的方式進(jìn)行處理(見圖9)。首先在滲水的路面處進(jìn)行切槽，槽身必須伸入基層以下，之后在基層以下槽身處沿著路面縱向和橫向安裝直徑為100 mm的導(dǎo)水鍍鋅鋼管，橫向鍍鋅鋼管每5 m一道，潮濕處可適當(dāng)加密，并用四通和三通相連，引入路面兩側(cè)水溝。之后用級配碎石將基層以下的槽填實，最后在基層以上槽身處布置主筋和箍筋，并澆筑混凝土。

可選用減輕鼻黏膜充血成分的感冒藥，這類成分主要指偽麻黃堿。由于這個成分可以被用來提煉冰毒，目前國家對含此成分的感冒藥實施限制購買政策。

11月9日，上海石油天然氣交易中心發(fā)布公告稱，受中海石油氣電集團(tuán)浙江銷售分公司委托，交易中心自11月起通過官方網(wǎng)站對外公開發(fā)布中國海油浙江LNG接收站出站基準(zhǔn)價格，該價格將作為中海石油氣電集團(tuán)浙江銷售分公司LNG線上交易及合同執(zhí)行基準(zhǔn)。

3.4 內(nèi)裝層病害

由于種種原因，目前防火涂料在運(yùn)營中產(chǎn)生的正面效果不盡如人意，通常由于施工質(zhì)量的原因而在運(yùn)營過程中掉落，危害行車安全。而對剝落段補(bǔ)噴防火涂料也并不能確保之后其不會掉落，因此針對目前防火涂料掉落的病害不建議進(jìn)行補(bǔ)噴處理。目前廣東省新建高速公路均取消了防火涂料的設(shè)置，在日常運(yùn)營中加強(qiáng)監(jiān)控，消防措施到位，出現(xiàn)問題及時響應(yīng)可減小火災(zāi)發(fā)生帶來的損失。至于隧道內(nèi)瓷磚掉落的位置，采用與原設(shè)計相同規(guī)格、顏色的瓷磚重新粘貼即可。

4 結(jié)語

隧道病害的產(chǎn)生是各運(yùn)營隧道不可避免的問題，僅僅存在病害嚴(yán)重性的差異。日常養(yǎng)護(hù)對隧道一些小病害進(jìn)行緊急處治，而每個運(yùn)營隧道都需要檢測單位定期進(jìn)行檢查，檢查發(fā)現(xiàn)問題后再進(jìn)行綜合處治。本文羅列出了廣東省高速公路隧道一些常見病害，根據(jù)其成因提出了較為普遍的處理方法，可為相關(guān)病害處治提供參考。若隧道產(chǎn)生特殊病害，需進(jìn)行專項處理。

[1] JTG D70—2004,公路隧道設(shè)計規(guī)范[S].

[2] JTG/T D70—2010,公路隧道設(shè)計細(xì)則[S].

[3] JTG H12—2015,公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[4] 王夢恕.中國隧道及地下工程修建技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2010.

[5] 蒲春平.隧道襯砌的裂縫與滲水及其整治研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，1998.