淺析公路隧道病害成因分析及治理

文/中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司 余敏

公路隧道病害的種類(lèi)比較多，影響因素也比較復(fù)雜，例如地質(zhì)方面的因素，施工方面的因素等都可能造成公路隧道病害的發(fā)生，所以做好公路隧道病害的有效治理工作，必須詳細(xì)剖析公路隧道病害的成因。本文結(jié)合浙江省某公路隧道病害的調(diào)查研究，詳細(xì)地分析公路隧道病害的類(lèi)型及成因，以及如何有效做好公路隧道的病害處理工作。

公路隧道病害的主要類(lèi)型及成因

襯砌裂縫

裂縫現(xiàn)象能夠就隧道襯砌結(jié)構(gòu)的受力情況直接反映出來(lái)，所以在研究公路隧道病害時(shí)需要做好裂縫的研究工作。按照裂縫的發(fā)展方向，主要將裂縫分為3種形式，縱向裂縫、斜向裂縫及環(huán)向裂縫?？v向裂縫的長(zhǎng)度最大，對(duì)公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性影響也最大，一般縱向裂縫在隧道的弓腰位置最容易發(fā)生，因此，隧道的弓腰位置是需要重點(diǎn)防止裂縫產(chǎn)生的部位。襯砌裂縫的原因結(jié)合受力情況分為結(jié)構(gòu)非受力裂縫和受力裂縫,結(jié)構(gòu)非受力裂縫是由于混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生收縮或者是施工本身的質(zhì)量因素引起的，經(jīng)過(guò)大量的研究表明，隧道混凝土的襯砌裂縫主要是由于混凝土發(fā)生干縮，溫度突然上升或下降引起。除了由于混凝土自身收縮或者自身的施工質(zhì)量等因素導(dǎo)致襯砌裂縫的產(chǎn)生之外，外力也會(huì)導(dǎo)致襯砌裂縫的產(chǎn)生，這里的外力主要指的是地震力、地層壓力及巖石的膨脹力等。導(dǎo)致襯砌受力裂損比較普遍的因素是當(dāng)巖體被挖開(kāi)之后，其原始的穩(wěn)定程度被破壞，巖體的整體受到外力的影響而發(fā)生向洞內(nèi)方向的移動(dòng)，或者是局部不穩(wěn)定巖塊向著洞內(nèi)方向塌落，無(wú)論是哪一種情況，在隧道開(kāi)挖之后都會(huì)發(fā)生不同程度的變形，所以對(duì)已經(jīng)完成關(guān)注的襯砌結(jié)構(gòu)如果有不平衡荷載產(chǎn)生，就會(huì)發(fā)生不同程度的變形或者裂縫，例如剪切裂縫、扭彎裂縫等。還有一些是單獨(dú)出現(xiàn)的裂縫，有的則是幾種類(lèi)型的裂縫同時(shí)出現(xiàn)，結(jié)合具體的裂縫方向及形狀等，可以分析地層壓力具體的分布情況及大小。

滲漏水

滲漏水也是公路隧道常見(jiàn)的病害，一般建設(shè)年限比較久的隧道發(fā)生的病害大部分都是滲漏水病害。分析公路隧道的滲漏水病害，結(jié)合滲漏水的具體情況，可以將滲漏水分為浸潤(rùn)、滲水、滴水、漏水、射水和涌水等，一般滲漏水情況發(fā)生的部位主要在縱縫、環(huán)縫、注漿孔等位置。分析公路隧道滲漏水病害的產(chǎn)生因素，主要是由于公路隧道在修建過(guò)程中，將原始的圍巖體水系平衡打破，公路隧道成為了所穿過(guò)山體附近地下水集中的通道，如果隧道圍巖與含水地層連通，而隧道襯砌的防水及排水工作做得不到位，必然導(dǎo)致隧道滲水情況的發(fā)生。

襯砌變形

判斷我國(guó)公路隧道襯砌變形的情況，主要以?xún)艨瘴灰茰y(cè)量的變形速度為基準(zhǔn)。公路隧道襯砌變形主要包括斷面變形、錯(cuò)臺(tái)錯(cuò)縫、邊墻下沉等，變形是由于受到外力變化因素導(dǎo)致。受到外力的影響，襯砌的拱軸形狀發(fā)生變化，稱(chēng)之為斷面變形，斷面變形主要以橫向變形為主。由于剪切作用導(dǎo)致錯(cuò)臺(tái)錯(cuò)縫，一般在隧道的起拱線或施工裂縫位置有凸出錯(cuò)臺(tái)或者凹進(jìn)錯(cuò)臺(tái)，主要原因是隧道的起拱線或者施工縫位置比較薄弱。邊墻下沉是一個(gè)非常復(fù)雜的物理力學(xué)過(guò)程，與隧道圍巖的性質(zhì)，應(yīng)力狀態(tài)及維護(hù)方式等都有直接關(guān)系。當(dāng)邊墻發(fā)生下沉的時(shí)候，常常會(huì)伴隨著隧道底板的變形。隧道底板隆起會(huì)導(dǎo)致隧道底上抬或者整體結(jié)構(gòu)發(fā)生下沉，導(dǎo)致公路隧道發(fā)生變形或破壞，甚至造成隧道穩(wěn)定性嚴(yán)重下降，嚴(yán)重威脅運(yùn)輸安全。

其他病害

除了上述病害之外，還有一些病害影響著公路隧道的質(zhì)量。例如凍害、震害等，凍害一般發(fā)生在溫度比較低的地區(qū)，例如東北地區(qū)，如果有凍脹性土存在，就會(huì)產(chǎn)生襯砌裂縫。公路隧道的震害大部分發(fā)生在地震多發(fā)地區(qū)，結(jié)合具體的震級(jí)情況，隧道病害的程度也大不相同，隧道震害的主要特征是襯砌裂縫明顯，發(fā)生明顯的滲漏水現(xiàn)象，情況嚴(yán)重則會(huì)產(chǎn)生隧道襯砌結(jié)構(gòu)塌方，影響隧道的正常使用。

如何有效地治理公路隧道病害

關(guān)于襯砌裂縫的治理

公路隧道工程往往將裂縫發(fā)生情況作為評(píng)價(jià)裂損程度的依據(jù)，裂縫發(fā)生的因素也非常復(fù)雜，一般是多方面的因素共同影響的結(jié)果，所以需要具體問(wèn)題具體分析，明確裂縫類(lèi)型，針對(duì)性地采取應(yīng)對(duì)措施。如果裂縫屬于非受力裂縫，治理的時(shí)候可以采用騎縫注漿法、直接涂抹法等，對(duì)受力裂縫需要在合理評(píng)估的前提下做好安全性評(píng)估工作，采取有效的應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行治理。常用的治理方法有錨固柱漿法，掛網(wǎng)噴漿法等。當(dāng)襯砌裂縫較為嚴(yán)重的時(shí)候必須將原有的結(jié)構(gòu)拆除并重新設(shè)計(jì)，才能將裂縫問(wèn)題徹底根治。

關(guān)于滲漏水的治理

滲漏水病害作為公路隧道常見(jiàn)的病害之一，治理方法也是多種多樣，想要達(dá)到良好的治理效果，需要做好科學(xué)設(shè)計(jì)、科學(xué)選材、嚴(yán)格控制。結(jié)合長(zhǎng)期治理滲漏水的經(jīng)驗(yàn)，需要遵循排堵結(jié)合、多道設(shè)防、綜合治理的原則，結(jié)合滲漏水病害的具體情況采取針對(duì)性的治理措施。例如橫向裂縫或者不均勻受力產(chǎn)生的縱向裂縫，由于密封措施做得不到位產(chǎn)生的線狀滲漏水等，不同成因采取不同的處理方法，選擇合理的防水材料是關(guān)鍵。

關(guān)于其他病害的治理

針對(duì)其他病害的治理，以治理凍害為例，導(dǎo)致凍害發(fā)生的因素主要是積水和圍巖巖性問(wèn)題，所以需要采取綜合措施進(jìn)行治理，條件允許的情況下可以促進(jìn)土壤的改造，或采取保溫措施，防止坍塌現(xiàn)象的發(fā)生。如何有效地防止隧道震害的影響，最根本的措施是促進(jìn)襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震等級(jí)的提升，以及柔性的提升，如果隧道工程已經(jīng)建設(shè)完畢，需要采取有效的加固措施，增強(qiáng)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，達(dá)到良好的抗震效果。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路隧道工程與我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)展有著直接關(guān)系，保障公路隧道的質(zhì)量是保障交通運(yùn)輸事業(yè)長(zhǎng)足穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵，通過(guò)大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，受到多方面因素的影響，公路隧道常常發(fā)生各種病害，所以有必要詳細(xì)分析公路隧道病害的種類(lèi)及產(chǎn)生因素，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合具體的病害程度及病害類(lèi)型，選擇有效的治理方法，將病害造成的不良影響降到最低，保障公路隧道的通行順暢安全。