試析高速公路隧道病害成因及治理技術

陽志平

(四川公路橋梁建設集團有限公司養護分公司， 成都 610000)

前言：隨著社會的發展進步，高速公路逐漸朝著大規模的方向不斷發展，其不僅提高了交通運輸效率，還帶動了高速公路周邊城市的發展建設。雖然當前高速公路的修建成本較高 、耗時較長、用地較多，但是仍舊是交通運輸行業大力發展的主要對象。然而，因高速公路隧道經常引發一些災害，像水災、襯砌受損侵蝕等，對高速公路的整體運行質量帶來很大影響，因此一定要從各方面逐漸提升高速公路隧道的抗病能力，并做好相關的病害治理。

1 高速公路隧道病害形態

高速公路在運營過程中，隨著地質結構的改變、運營條件的變化和時間的推進，會對隧道結構產生不同程度的破壞、侵蝕，行成不同形態的病害。常見的隧道病害有：襯砌結構滲漏水，襯砌結構裂縫和錯臺以至于襯砌砼脫落、坍塌，電纜溝變形，路面抗滑性能衰減、路面冒水、路面沉降、路面板塊裂縫、斷裂錯臺等等。

2 高速公路隧道病害成因

2.1 襯砌腐蝕與裂損

隧道襯砌是承載隧道周遭土層壓力，防止圍巖形變坍塌的重要主體結構。隧道腐蝕與裂損會給地下水滲漏埋下一定的隱患，同時還會對隧道結構穩定造成一定的破壞，從而降低襯砌結構原有的安全可靠性，若襯砌結構腐蝕嚴重或出現一定程度的裂損，就會嚴重危及隧道的正常使用，進而對實際行車安全帶來很大威脅。

引發襯砌結構腐蝕與裂損的主要原是：地質方面，比如，圍巖膨脹或存在一定的腐蝕作用的介質，地層沿著隧道進行縱向分布，松動、形變壓力的作用；設計方面，襯砌厚度不合適；經營方面，車輛循環荷載對隧道產生的影響。另外在施工當中，混凝土質量不佳，襯砌厚度施工不到位，拆模較早致使混凝土沒有達到實際強度就進行受力從而引發相應的襯砌結構裂損。

2.2 襯砌后面松動與空洞

在高速公路隧道施工中，因施工方法、工藝、質量、混凝土等多方的原因，都可以引發相應的襯砌后面松動與空洞問題。比如，施工當中設計厚度、襯砌厚度和實際的厚度存在較大差異，施工塌方處理不到位等。通常來講這些都可以引起相應的襯砌空洞問題。對一些隧道現場運用雷達進行探測可以發現，隧道襯砌拱腰、拱頂以及邊墻等地方有0.1～0.5的可能性存在不同情況的空洞現象。若襯砌后面出現一定的松動或空洞情況，圍巖的應力情況就會發生改變，從而致使襯砌出現一定的裂縫；與此同時松動或空洞現象也很容易形成一定的積水，從而為地下水流開辟了一條新的路徑，水流入到襯砌當中，進而對襯砌內的鋼筋等材料造成一定的侵蝕。此外，襯砌后面的松動與空洞現象還會使隧道與圍巖分離，進而不能全面發揮圍巖的實際抗力效用，那么在垂直方向荷載的作用下，兩邊的墻會逐漸向外擴張，致使拱頂壓力劇增并出現相應的裂縫，圍巖失去了原有的支護作用進而也出現了變形、松弛的現象，最終會失穩脫落，更嚴重的可能發生突發性的崩塌事故，對高速公路車輛運行帶來不利影響。

2.3 路面破損

隧道滲漏水問題以及基地病害等容易引發相應的路面開裂，致使路面的幾何形態發生變化，制約車輛正常行駛，最終可能引發相應的安全事故。

引發路面損害的主要因素有：一，施工原因，施工階段若沒有做好道路接觸基面處理，很容易致使道床和結構底板出現裂縫，在實際運營階段因其他不同因素的影響，很可能致使結構底板與道床分開。再加上車輛的往復荷載作用和地下水的頻繁流動會導致道床產生一定橫向裂縫，從而使得路面受損，出現路面翻漿冒泡的情況。二，水文地質，隨著地下水的不斷流動，道床混凝土當中的部分氫氧化鈣物質會隨著水流被帶走，從而使混凝土的強度下降；長期以往會使混凝土結構出現一定的裂縫，加上地下水的腐蝕與滲透作用會導致道床混凝土與鋼筋強度嚴重下降，因而更容易出現路面受損的情況。

3 高速公路隧道病害治理技術

3.1 加強運營過程中隧道結構監測

高速公路隧道在施工過程中，設有專門的隧道檢測流程，一旦通車運營，檢測難度恨大，幾乎沒有進行后期監測。然而因為地震活動、地下水系形成通道改變原來水系系統，以至于軟化邊墻、基巖，造成承載力不夠，都可能會造成結構變化。在兩年的質保期內，也是隧道可能形成病害的關鍵時間階段，應該對隧道進行繼續跟蹤監測，數據監測隧道凈空、路面高程、電纜溝高程、路面寬度等，人工巡查滲漏水情況、二襯結構變形或開裂變化情況、電纜溝變形情況、路面等，并做好記錄，分析各種數據及變化，掌握隧道基本情況，一旦有對隧道形成惡性變化，盡早處治。

3.2 錨桿支護技術

一般情況下，錨桿主要有以下幾點作用：組合梁、懸吊、緊固、均勻壓縮。因而，在治理高速公路隧道病害期間，要合理應用錨桿支護技術，以便進一步提升圍巖整體承載力，保證加固的圍巖、裂縫襯砌混凝土可以緊密結合，防止隧道襯砌結構進一步惡化。

3.3 套襯技術

對隧道內襯砌結構興形變進行調查發現，產生的裂縫并不均勻，分布也相對松散，進而不會對隧道整體結構帶來實質性危害，且在采取相應的措施治理后，隧道實際承載力仍可恢復，但是會出現一些凈空斷面縮小的狀況。因此，要結合隧道內部襯砌結構的實際情況，應用套襯技術進行治理，如此才能以設置錨桿、注漿加固為基礎，在整體上提升隧道內部襯砌結構的安全穩定性。在具體操作中，套襯主要是指在原來的襯砌結構表層灌注混凝土，實際灌注厚度要結合施工情況來確定，使其可以和原來的襯砌結構一同承擔圍巖壓力，避免襯砌結構再次受損，同時還能達到一定的防水效果。

3.4 結構抽換技術

在高速公路隧道中，襯砌結構的分布較為復雜，且密度較大，有時可能存在嚴重的錯臺現象，從而使得襯砌結構各項使用功能失去作用。因此，在高速隧道病害治理中，要合理使用結構抽換技術，做好鋼架支撐的擺設，圍巖的加固注漿，如此才能有效的避免襯砌結構繼續形變、損壞。此外，還要做好滲漏水的引排工作，結合不同裂縫的實際情況采取最佳的排水方法進行處理，能夠有效減少隧道滲漏水現象的發生。

3.5.綜合處置

軟巖隧道的通病是路面開裂錯臺，電纜溝傾斜，二襯開裂。通過鉆心取樣探測仰拱及路面結構層的情況，對于仰拱有問題、基巖軟化嚴重的病害情況，要進行綜合處治。二襯邊墻角鎖角錨管--開挖仰拱空間--綁扎仰拱鋼筋及安裝止水帶--澆筑仰拱二次襯砌--仰拱填充-路面結構鋪筑，仰拱破壞情況不很嚴重，可以采取路面梅花形布設鋼管樁。鎖角錨管是重要的處治環節，盡可能在電纜溝溝底位置設置20度和40度兩種不同斜度的鎖角錨管，與原來圍巖和基巖形成整體結構，達到最佳約束力。

結語：綜上所述，在高速公路隧道施工階段，隧道工程會受到施工技術、地質條件、施工設計等多方因素的影響，因而可能會出現相應的病害情況，所以在實際高速公路隧道施工中，必須要對隧道安全運行予以高度重視，同時采取合理有效的施工技術科學的開展隧道施工，盡可能的減少實際病害的發生。