高速公路隧道病害整治技術探討

文∕徐博韜

1 前言

在社會經濟發展過程中，高速公路起到了重要的支撐作用。保證高速公路建設質量，是助推經濟可持續發展的關鍵。但是，當前高速公路隧道施工面臨諸多的病害問題，例如：滲漏水、凍害、隧道襯砌開裂等，嚴重影響了高速公路隧道內行車安全，因此我們必須要高度重視起來。

2 高速公路隧道常見病害及其成因分析

2.1 滲漏水

高速公路隧道滲漏水是常見病害之一，該病害是建立在裂縫病害的基礎之上的。裂縫的出現，為滲漏水創造了條件，久而久之就會導致隧道結構遭受嚴重的腐蝕。不僅如此，隧道滲漏水病害的出現，還會導致襯砌結構強度下降，進一步加快結構裂損速度，甚至出現結構掉塊現象。長時間滲漏水導致其無法及時排出，隧道路面出現積水，車輛行駛期間出現眩光及打滑等現象，從而引發交通事故，造成人員傷亡及財產損失。導致高速公路隧道滲漏水的原因是多方面的，例如：防排水材料質量差、防排水施工細節處置不到位、圍巖設置不合理、隧道設計重結構輕防水等，均會增加隧道滲漏水發生概率[1]。

2.2 雪害、凍害

眾所周知，我國地域遼闊，各個地區氣候差異大，北方地區高速公路隧道施工期間極易遭受雪害和凍害。例如：東北、新疆地區高速公路冬季積雪能夠達到40～70cm 厚，不同路段均會存在不同程度的積雪現象，影響正常行車，另外長時間積雪還會引發凍害，產生交通事故，阻礙后續通行。

2.3 路面破損

高速公路隧道基地病害及滲漏水問題的出現，會導致路面破損，甚至出現下沉及起拱等現象，從而降低行車安全性，引發交通事故。具體來說，高速公路隧道路面破損主要是由于施工因素、水文地質因素所導致的[2]。首先，在施工過程中，路基處理不當會產生施工裂縫，道床和結構底板極易剝離；車輛荷載及地下水流動時，會導致道床錯動，出現橫向斷裂，最終使路面出現破損及翻漿冒泡等現象。其次，由于受到地下水流動因素的影響，道床混凝土內部氫氧化鈣大量流失，而混凝土強度下降就會導致裂縫的出現；地下水滲透及腐蝕，道床混凝土及鋼筋強度下降，最終導致路面破損。

2.4 襯砌結構裂損和腐蝕

高速公路隧道襯砌結構破損的情況下，會出現隧道襯砌開裂變形、大塊塌落等現象。隧道襯砌結構分布交錯，密度較大且出現大塊剝落的情況下，會導致原襯砌結構喪失應有的功能。導致這一病害的原因是多方面的，例如：設計不科學、施工不合理、地質影響、人為因素影響等。高速公路隧道襯砌結構裂損的情況下，會導致大量地下水外滲，增加隧道水害發生概率，嚴重腐蝕襯砌混凝土，進一步加劇墻體剝裂。在冬季，凍害反復循環，導致襯砌結構承載力下降，并對高速公路隧道行車安全造成影響。

2.5 隧道空氣污染

高速公路隧道投入使用后，會產生諸多有害氣體和物質，例如：NO、CO、瓦斯等。由于高速公路隧道處于半封閉狀態，隧道內的有害氣體無法及時消散；隨著有害氣體濃度不斷升高，將會造成嚴重后果。

3 高速公路隧道常見病害治理技術探討

3.1 注漿加固堵水技術

在高速公路隧道病害治理中，圍巖注漿加固堵水技術的應用較為常見。通過對地層進行加固，提升隧道圍巖的承載性能，并通過填充襯砌結構背后空洞，確保襯砌結構受力均勻，能夠避免其出現變形及損壞等現象。注漿加固堵水技術應用中，將漿液填充到巖體裂縫及空隙位置，能夠降低地層透水性，有效隔絕地下水，保證襯砌結構的安全性和可靠性[3]。當前在注漿加固堵水中，常用漿液主要包括化學漿液和水泥水水玻璃混合漿液等。

3.2 錨桿支護技術

錨桿支護技術在高速公路隧道病害治理中也有著較為廣泛地應用。一方面，其通過利用錨桿桿體的縱向拉力作用，能夠克服巖體的抗拉能力；另一方面，錨桿支護技術的作用非常廣泛，包括支護、懸吊以及錨固等等。通過將錨桿合理設置于高速公路隧道病害部位，可提升隧道圍巖整體承載性能，將產生裂縫的襯砌混凝土和加固圍巖結合，能夠避免襯砌結構進一步被破壞。

3.3 套襯治理技術

高速公路隧道襯砌結構表面往往存在諸多的縱向貫穿裂縫，這主要是由于施工期間所應用的混凝土強度不達標所導致的。裂縫會引發滲漏水問題，對襯砌結構造成影響，甚至嚴重的話還會威脅到行車安全。通過應用套襯治理技術，在現有襯砌結構表面灌注混凝土，合理控制所灌注混凝土的厚度，進而和原襯砌結構共同承擔來自圍巖的巨大壓力，不僅能夠達到防水的目的，而且還能避免襯砌結構損害加劇。

3.4 結構替換技術

在高速公路隧道病害治理過程中，如果經過多次治理效果仍不理想，并且在原襯砌結構功能失效，無法滿足應有的承載能力的情況下，有必要將原襯砌結構拆除，然后安裝新的襯砌結構，以實現對原襯砌結構的全部替換，而這就是結構替換技術。在高速公路隧道病害治理中，對于結構替換技術的應用技術要求較強、工程量較大、管理要求多，但其所產生的影響是非常大的，因此我們要認真做好管理控制工作。在應用該技術過程中，首先要積極做好對圍巖的加固工作；拆除原有結構時，可以結合實際情況采用靜態破碎技術或者控制爆破技術，爆破期間要保證結構支撐正常，注意跳開施工，保證施工的安全順利進行，提升襯砌結構的可靠性及承載性能，解決損壞及變形等問題。

3.5 滲漏水引排技術

在高速公路隧道病害中，滲漏水病害發生概率最高，因此滲漏水引排技術的應用也非常廣泛。如隧道滲漏水量較小或者處于滲漏初期，可以應用引排技術來進行防治，避免造成更加嚴重的危害。在應用滲漏水引排技術過程中，我們要遵循“排堵結合”的原則展開治理工作，保證引排技術的充分利用，變大漏為小漏，變線漏為點漏，變片漏為孔漏，逐漸縮小滲漏水面積，減輕病害，實現對病害的有效治理。

3.6 特殊環境下病害防治技術

我國地域遼闊，各個地區地勢地形復雜，在山區高速公路隧道建設中，其難度更高、專業性強。山區往往地下水非常豐富，暗河多發，尤其是在面臨雨季的時候，地表水會滲透于地下。在隧道施工建設的過程中，如果防水排水工作不到位，那么隧道施工完成并投入使用后，一旦進入雨季，隧道壁裂隙部位就會出現嚴重的滲漏水及涌水現象；在路面排水系統失效的情況下，還會導致路面拱起并出現非常多的積水，威脅到行車安全。基于此，針對特殊環境下的高速公路隧道病害的治理，應遵循因地制宜的原則，充分利用新技術和新材料進行處治，并通過物理手段開孔引流，埋設管道，以達到良好的排水效果，確保隧道內結構安全，延長高速公路隧道使用壽命，保證行車安全、高效、舒適[4]。

4 高速公路隧道病害治理案例探討

某高速公路隧道通車1年后，部分路段路面右側和邊溝連接位置出現開裂現象，縱向延伸200m 左右，有橫線延伸趨勢；另外，該路段右側邊溝側壁出現變形和隆起現象，嚴重降低了隧道結構的穩定性，影響到隧道內行車安全。通過對建設施工期間的資料進行深入全面研究分析，得出該隧道病害主要是由于該路段地下水豐富所導致的。仰拱以上部分設計使用防水板、縱橫向排水盲管進行排水，但是由于該路段處于石灰巖地區，地下水中含有大量的碳酸鈣，久而久之就導致在排水管中出現結晶現象并使排水管堵塞形成堵水，大量地下水無法及時排出，經過襯砌邊墻底部逐漸滲透到電纜溝和地下，久而久之導致該路段隧道仰拱等低標號混凝土出現了嚴重的腐蝕現象，其結構強度下降，填充層膨脹變形，隧道內路面被破壞。為保障行車安全、延長隧道使用壽命，在經過多次勘查后最終決定進行治理，在不影響隧道結構強度的情況下，拆除重做隧道內病害路面、填充層、仰拱、電纜溝。施工期間，為保證隧道結構的安全性，避免拆除仰拱混凝土后由于受力不均導致襯砌結構混凝土出現變形，在施工前應認真做好加固工作。在右側邊墻距離人行道頂面20cm 的高度采用32mm 藥卷錨桿加固襯砌結構。在拆除作業中，始終跨越兩模襯砌，和二襯混凝土錯開布置，適當增加排水管規格；在澆筑混凝土前，選用具備較強耐腐蝕性的水泥。拱腳使用C40 早強微膨脹混凝土來進行加固，要密切留意并控制沉降量。由于施工期間認真做好防護工作，隧道沒有出現沉降，因此完成治理工作后能夠及時將積水排出，保證了隧道安全、可靠投入使用。

5 結語

綜上所述，高速公路是社會發展及交通運輸行業發展的重要支撐力量。高速公路隧道建成并投入使用后，由于受到諸多因素的影響，極易出現一系列的病害問題，嚴重影響隧道行車安全性及舒適性。在這種情況下，我們要積極做好病害治理工作，合理應用病害治理技術，充分發揮每一項技術的優勢，實現對隧道病害的有效治理，規避安全隱患問題的發生，確保隧道行車安全，助推社會經濟穩步增長。