某高速公路隧道定期檢查與治理意見

張子壯

（深圳高速工程檢測有限公司,廣東 深圳 518000）

0 引言

某高速公路隧道為雙向四車道，設計時速80 km，隧道設置為左右線分離的基本平行雙洞（單向交通），隧道中心樁號K232+197.6，左線長5 408 m，右線5 385 m。隧道左洞為端墻式，右洞為削竹式，洞身為復合式襯砌，路面為瀝青混凝土，但在隧道運營過程中出現不同程度的滲水和襯砌開裂等病害，影響高速公路的使用性能，并威脅行車安全。為準確分析、判斷病害及成因，該文對該公路隧道進行病害檢查，為下一步隧道養護、維修提供技術依據及治理建議。

1 隧道定期檢查內容及方法

《公路隧道養護技術規范》（JTG H12—2015）明確規定，隧道定期檢查通常是對隧道結構及其附屬設施的所有構件或部位進行檢查。該次檢查綜合采取定期檢查和地質雷達無損專項檢查方法，具體檢查內容如表1~2所示。定期檢查通常是以步行目測方式為主，并配合使用各種量測設備，對缺陷的部位、類型、性質、范圍、數量和程度等進行檢查。在檢查過程中，應盡量依次靠近隧道結構的各個部位，注意觀察并詳細記錄隧道結構部位襯砌裂縫形態和分布、混凝土外觀缺陷、滲漏水等異常情況以及發展變化情況。而地質雷達無損專項檢查則主要用于隧道主洞檢查，主要采用縱向布線的方法，左、右洞隧道各布置左（右）邊墻、左（右）拱腰、拱頂五條測線，病害嚴重位置進行測線加密（如隧道左洞出城方向），沿著行車方向進行襯砌質量雷達探測。現場檢測采用連續檢測方式，每隔10 m 打一個標記，在實際測量中，天線盡量勻速移動，樁號應標記清晰、準確。

表1 定期檢查內容

表2 地質雷達無損專項檢查內容

2 病害情況及成因分析

2.1 病害檢查結果

2.1.1 定期檢查結果

在定期檢查中，通過步行目測方式發現隧道左右洞洞口、洞門、路面以及標志、標線、輪廓標等情況良好，均未見明顯病害。然而，隧道的襯砌結構、檢修道、排水系統、吊頂及各種預埋件等出現不同程度的缺陷和損傷。

檢查襯砌結構發現，隧道襯砌出現裂縫、滲水泛堿、襯砌破損、破損露筋、襯砌脫空等病害。其中隧道襯砌裂縫為主要病害，具體統計結果如表3 所示。

表3 隧道襯砌裂縫病害統計表

檢查檢修道發現，隧道左洞檢修道出現2 處蓋板缺失；隧道右洞左邊墻檢修道出現1 處蓋板滑落和1 處蓋板缺失。缺失情況如圖1 所示。

圖1 隧道左右洞檢修道缺失情況

檢查排水系統發現，隧道左洞排水邊溝出現2 處排水溝破損，累計l=3.7 m；右洞排水系統出現1 處排水溝破損，l=2.3 m。破損情況如圖2 所示。

圖2 隧道左右洞排水系統破損情況

檢查吊頂及各種預埋件發現，隧道左洞出現6 處消火栓漏水、2 處消火栓箱門缺失、3 處消火栓箱門脫落，右洞出現1 處消防設備漏水、4 處消火栓漏水，1 處消火栓箱門缺失。

2.1.2 地質雷達無損專項檢查結果

（1）外觀缺陷檢查結果。檢查結果顯示，隧道左洞K234+432（施工樁號YK9+115）右拱腰距拱頂2.5 m，存在1 處襯砌破損（呈錐形，即脫落層周邊薄中間厚），厚度0.5~5 cm，脫落后襯砌外漏鋼筋（初步判斷為拱架間連接鋼筋）長度約10 cm，自襯砌剝落位置附近存在3條縫寬1 mm 以上的環向裂縫，裂縫局部位置存在張裂現象。隧道右洞K233+830（施工樁號ZK9+705）右拱腰存在1 處楔形掉塊，距拱頂2.5 m，面積約0.8 m×0.8 m，層厚2~4 cm，掉塊后新鮮混凝土截面存在疑似塑料薄膜物質。

（2）二次襯砌厚度掃描結果。隧道左洞（出城方向）：根據地質雷達檢測結果二襯厚度范圍為7~58 cm，其中襯砌最薄的地方位于病害處右拱腰上測線（即病害所在位置），且根據病害所在位置加密測線得出來的結果，該區域內右拱腰位置前后2 m，厚度范圍為7~14 cm（設計厚度為35 cm）。病害區域（襯砌裂縫、破損漏筋位置）與襯砌厚度最薄的地方高度重合。

隧道右洞（進城方向）：根據地質雷達檢測結果二襯厚度范圍為13~56 cm，其中襯砌最薄的地方位于K9+756 左邊墻，距病害所在位置斷面8 m（病害所在斷面右拱腰位置二襯厚度合格率為91.0%且未見小于0.5 倍設計厚度的極值點）。

2.2 主要病害成因分析

2.2.1 襯砌裂縫成因

根據檢查情況，結合病害分布位置和數量，該隧道襯砌主要病害為環向裂縫。襯砌裂縫主要成因如下：

（1）裂縫特征。隧道左洞裂縫長度介于0.6~15.8 m，寬度介于0.06~2.40 mm，主要出現在邊墻；隧道右洞裂縫長度介于1.0~20.0 m，寬度介于0.10~1.80 mm，主要出現在邊墻側；就單洞來分析，左右邊墻出現無明顯對稱性，無一定規律性；就左右洞來比較，右洞多于左洞。

（2）主要原因。結合裂縫特征和施工工藝、隧道受力，分析出現裂縫的主要原因如下：

①由于邊墻腳處混凝土與襯砌混凝土之間澆筑有時間差，導致兩者的收縮速率不一致，最終導致襯砌混凝土的收縮在先澆混凝土的約束下出現由下往上的裂縫。

②襯砌混凝土在澆筑過程中出現水化熱，養護中因降溫而產生收縮，受到先澆混凝土的約束，拉應力大于養護中形成的混凝土抗拉強度，而出現裂縫。

③拱部環向裂縫產生原因主要是襯砌縱向出現地壓不均，一模襯砌兩端出現不均勻沉降，致使襯砌自拱頂開始，受彎斷裂。

④從地基基礎學分析，將地基看作均勻地基，每模襯砌看作彈性條形基礎，其上作用均布荷載，此時襯砌中部沉降比邊緣大，襯砌越長，差異越大，導致襯砌從模中底腳開始拉裂并向上延伸，縫寬表現為下寬上窄[1]。

2.2.2 襯砌滲漏水成因

襯砌滲漏水成因主要有兩種：一方面，是因為止水帶安裝位置不準確或因止水帶老化導致防水性能變差導致施工縫處滲水。另一方面，是由于施工過程中處置不當，出現防水板破裂、墻背排水盲管堵塞等，導致襯砌排水不暢，進而從二襯中滲出。

2.2.3 隧道左洞襯砌破損成因

由于施工期間二次襯砌施工質量把控不到位，導致局部二次襯砌厚度不足10 cm，二次襯砌承載能力不足，從而引起二次襯砌從最薄弱的位置開始破壞[2]。

2.2.4 隧道右洞襯砌剝落成因

由于二次襯砌施工期間，建筑垃圾未及時清理或者二次襯砌臺車未及時封閉，從而塑料薄膜進入二次襯砌澆筑模板臺車內，導致二次襯砌局部形成楔形獨立塊體的現象。

3 病害治理意見

3.1 既有病害治理方法

根據隧道病害成因，結合隧道病害的具體情況，對既有病害采取以下處置方法：

（1）襯砌裂縫治理方法：對于寬度小于0.3 mm 的裂縫，在治理時應主要采取封閉、觀察等措施；對于邊墻環向、斜向裂縫，即便為縫寬0.3 mm 以上的裂縫，若無明顯發展，也可用上述方法進行處理。注意：因隧道所在地區季節溫差大，封閉材料必須選用收縮率小并具有一定柔韌性的材料。以往的表面普通砂漿涂抹易再度開裂或脫落；對于寬度0.3 mm 以上的縱向裂縫和貫通裂縫以及半圓形裂縫，需對其進行觀察，可采取環氧樹脂低壓注射。

（2）襯砌滲漏水治理方法：表面浸潤性滲水可暫不處理，若在雨季出現涌流等較大型滲水，可在襯砌表面開鑿埋管，將水引入排水邊溝。

（3）襯砌破損露筋治理方法：該病害主要是外層鋼筋保護層厚度不夠所致，對破損區域采取表面噴射混凝土或涂抹砂漿處理。

（4）襯砌裂縫、剝落漏筋治理方法：盡早對該區域進行專項檢測，在處治尚未完成之前，建議加強日常巡查，并對該區域進行掛網防護，防止二次襯砌破損進一步發展導致的掉塊現象。

此外，還應針對其他病害采取相應的處理方法，如針對檢修道病害，可對缺失的蓋板進行補全，對破損的蓋板進行更換或局部修補；針對排水溝破損，可局部修復排水溝破損部位；針對消火栓箱門缺失，可更換消火栓箱門缺失部位。

3.2 加強公路隧道養護

通過該次定期檢查，對日后養護工作提出如下建議：

（1）加強日常巡查，尤其雨季來臨之前注意隧道內部原滲水位置的涌水狀況及是否有新增滲水點。冬夏季節，襯砌裂縫有無因熱脹冷縮出現較大發展、變形。

（2）定期進行清潔維護，保持隧道整潔、美觀，防止垃圾、雜物進入排水溝，堵塞排水系統。

（3）根據公路隧道相關規范要求，在隧道運營過程中應加強對隧道結構已破損部位進行監測或檢查，準確掌握隧道結構和性能狀況[3]。

3.3 強化日常巡查工作

為加強公路隧道安全養護工作，全面掌握隧道各項設施設備運行情況，消除安全隱患，確保公路隧道安全暢通，應強化日常巡查工作。在日常巡查中，應強化對重點部位以及重點病害的巡查。

4 結語

從目前公路隧道運營現狀來看，襯砌裂縫和襯砌滲漏水是常見病害，嚴重影響公路隧道運行質量以及過往車輛的行車安全，因此在公路隧道后期運營中必須做好養護工作。為此，上述以某高速公路定期檢測為研究背景，通過對隧道展開定期檢查工作，明確該隧道病害部位、嚴重程度以及病害成因等，并結合相關經驗，對既有病害提出可行性的治理方法，通過加強公路隧道養護和強化日常巡查工作，保障公路隧道的運行質量和行車安全。