高速公路隧道病害處治技術(shù)分析

黃麗遠(yuǎn) 張紫明

高速公路隧道區(qū)域的病害問題對(duì)道路工程的安全運(yùn)營(yíng)造成了極大的不良影響，施工單位應(yīng)采用科學(xué)合理的手段防治隧道病害，確保公路的使用安全性及可靠性。文章分析了目前高速公路隧道病害基本情況，提出了有效防治隧道病害的相關(guān)技術(shù)措施。

高速公路;隧道;病害;防治;技術(shù)

U457+.2A200633

0?引言

高速公路隧道工程建設(shè)期間，涉及的作業(yè)內(nèi)容較多，一旦其中一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)施工問題，將會(huì)對(duì)工程總體的施工質(zhì)量造成嚴(yán)重的不良影響，如出現(xiàn)滲水、襯砌侵蝕病害等，為隧道的安全應(yīng)用埋下隱患。針對(duì)這種情況，需要施工單位對(duì)高速公路隧道病害的具體種類加強(qiáng)研究，找出導(dǎo)致問題發(fā)生的原因，進(jìn)而從具體原因入手，利用相關(guān)的防治技術(shù)進(jìn)行針對(duì)性處理，有效預(yù)防高速公路隧道病害的發(fā)生，確保高速公路的良好質(zhì)量及運(yùn)營(yíng)安全性、可靠性。

1?高速公路隧道病害概述

高速公路隧道病害類型主要包括：

（1）水害。導(dǎo)致這種病害發(fā)生的原因是施工單位進(jìn)行高速公路工程隧道環(huán)節(jié)的施工時(shí)，未對(duì)內(nèi)部巖體做好保護(hù)，使得巖體發(fā)生破壞之后出現(xiàn)了隧道圍巖體水系失衡情況。同時(shí)因施工單位應(yīng)用的防水材料防水性能差以及施工單位未對(duì)施工區(qū)域作詳細(xì)的地質(zhì)地貌、地下水活動(dòng)等情況的勘察，編制的施工方案缺乏科學(xué)合理性，導(dǎo)致隧道工程防水施工質(zhì)量差，隧道內(nèi)的水體會(huì)順著圍巖裂隙流至隧道其它地方。如果圍巖、含水層兩者間實(shí)現(xiàn)連接，則會(huì)引發(fā)高速公路隧道水害病害。這種病害在高速公路隧道內(nèi)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)較高，一旦發(fā)生會(huì)導(dǎo)致隧道內(nèi)圍巖的含水量大大增加，濕度較之于無病害隧道的濕度指標(biāo)值有著明顯升高。如果隧道水害問題沒有得到及時(shí)處理，易引發(fā)隧道內(nèi)襯砌層開裂等嚴(yán)重隧道病害。

（2）襯砌病害。主要涉及兩個(gè)方面的內(nèi)容：

①襯砌侵蝕病害，究其原因主要是道路隧道施工時(shí)施工區(qū)域附近有較多地下水，通過水的腐蝕作用會(huì)導(dǎo)致襯砌層發(fā)生腐蝕，從而嚴(yán)重影響隧道圍巖的穩(wěn)定性;②襯砌裂縫，多由于公路隧道運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后的形變與松動(dòng)壓力、圍巖力學(xué)形態(tài)改變與收縮應(yīng)力等因素導(dǎo)致，主要分為環(huán)形、斜向及縱向等多種裂縫形式。這種病害發(fā)生之后，會(huì)影響隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使得隧道圍巖發(fā)生襯砌掉塊、水從裂縫中穿過、隧道凈空減小等問題。

（3）凍害。高速公路運(yùn)營(yíng)期間出現(xiàn)襯砌裂縫沒有及時(shí)處理，并且在低溫環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)營(yíng)，會(huì)導(dǎo)致隧道內(nèi)的水沿著裂縫進(jìn)行滲漏，在裂縫口的位置出現(xiàn)掛冰或冰柱現(xiàn)象。該問題若沒有被高速公路養(yǎng)護(hù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)與盡快處理，會(huì)導(dǎo)致冰柱體積愈來愈大，造成道路通行時(shí)的障礙;若掛冰情況持續(xù)存在，會(huì)導(dǎo)致隧道內(nèi)的排水溝、排水管道等發(fā)生結(jié)冰堵塞問題及埋設(shè)于凍土圈中排水設(shè)施的冰塞問題[1]。

上述問題的存在嚴(yán)重影響高速公路應(yīng)用質(zhì)量，需要施工單位能夠利用一定的病害防治技術(shù)對(duì)相關(guān)隧道病害進(jìn)行有效的治理，確保隧道病害風(fēng)險(xiǎn)能夠有效下降。

2?高速公路隧道病害處治技術(shù)

高速公路工程施工期間由于跨越地區(qū)多、里程長(zhǎng)，導(dǎo)致很多路段需要從隧道中穿行而過，這就使得工程的建設(shè)質(zhì)量非常容易受到隧道作業(yè)條件的影響。而在高速公路實(shí)際運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)的種種質(zhì)量問題，也會(huì)引發(fā)隧道病害，使得高速公路的日常運(yùn)營(yíng)工作嚴(yán)重受影響，各類交通事故發(fā)生率明顯提升。因此，要求施工單位對(duì)相關(guān)病害問題加強(qiáng)關(guān)注，積極采取措施進(jìn)行處理，有效控制隧道病害風(fēng)險(xiǎn)。具體應(yīng)用的防治技術(shù)包括以下幾種：

2.1?注漿加固技術(shù)

該技術(shù)在現(xiàn)階段的高速公路隧道病害防治處理中較為常用，具體方法是施工人員首先需要在隧道作業(yè)區(qū)域確定的注漿位置處進(jìn)行鉆孔與灌注漿操作，待材料完全注入至相應(yīng)位置且凝固之后，即可以達(dá)到隔離滲水的水害防治目的。施工人員在具體應(yīng)用注漿加固技術(shù)時(shí)，需要做好如下工作，從而保證灌注漿的注漿堵水效果：（1）施工人員需要應(yīng)用鉆孔設(shè)備在確定的位置進(jìn)行鉆孔，不能出現(xiàn)鉆頭偏移鉆孔點(diǎn)的情況，而且鉆孔后施工人員需要及時(shí)按鉆孔深度對(duì)孔內(nèi)殘余土體進(jìn)行清理，以免出現(xiàn)注漿操作時(shí)管道通暢性不佳的問題，使得灌注漿材料可以完全滲入到隧道溶洞、裂縫等處;（2）進(jìn)行灌注孔孔洞設(shè)計(jì)施工時(shí)，要求施工人員參考注漿區(qū)域的巖石體條件及滲水、涌水的方向，最終選出最佳的注漿孔進(jìn)行滲水封堵及隔離處理[2]。

2.2?結(jié)構(gòu)抽換技術(shù)

該技術(shù)具體應(yīng)用時(shí)常作為注漿加固技術(shù)的輔助技術(shù)進(jìn)行使用，在襯砌破壞病害處理中有著非常好的處治效果。具體操作時(shí)施工人員可利用一定的材料結(jié)構(gòu)支撐，如鋼架支撐，對(duì)隧道內(nèi)部作支撐處理，以此保證隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整性與穩(wěn)定性良好，不會(huì)在施工期間出現(xiàn)變形問題。也可以在病害發(fā)生之后再利用該技術(shù)進(jìn)行病害區(qū)域的重建施工，對(duì)襯砌破損區(qū)域進(jìn)行有效的修復(fù)，從而降低隧道襯砌病害對(duì)高速公路運(yùn)營(yíng)的不良影響。

2.3?襯砌病害防治技術(shù)

針對(duì)襯砌侵蝕病害，要求施工人員在實(shí)際施工過程中，對(duì)隧道基本情況進(jìn)行實(shí)地考察，待得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)后，重點(diǎn)進(jìn)行該區(qū)域地下水所含成分是否具有侵蝕性特性的研究。待得出易腐蝕物質(zhì)及處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的地下水對(duì)隧道有腐蝕作用的結(jié)果后，可以采用相應(yīng)的處理措施對(duì)相關(guān)引發(fā)病害的危險(xiǎn)因素進(jìn)行良好控制。即使用具有較強(qiáng)耐腐蝕特性的水泥、高強(qiáng)度的混凝土等材料進(jìn)行隧道砌筑施工。為避免出現(xiàn)砌筑混合材料配比失當(dāng)問題，可在砌筑材料中加入一定量的加固劑提升砌筑層的耐腐蝕性與堅(jiān)固性，待隧道襯砌施工結(jié)束后可在外部區(qū)域進(jìn)行隔離防水層的施工，并做好隧道外排水設(shè)施的布設(shè)與施工工作。

如果在施工期間發(fā)現(xiàn)已建設(shè)完工的公路隧道施工區(qū)域有裂縫，需要施工人員立即使用修補(bǔ)材料進(jìn)行處理，如環(huán)氧樹脂砂漿、水泥漿等，以此避免裂縫愈來愈大的情況，確保高速公路隧道建設(shè)工程可以在既定的時(shí)間內(nèi)高質(zhì)量、高效率地建設(shè)完工。如果裂縫問題發(fā)生在高速公路投入運(yùn)營(yíng)之后，此時(shí)需要道路養(yǎng)護(hù)部門先對(duì)裂縫寬度與深度等數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，評(píng)估裂縫大小及嚴(yán)重性。待得出最終的評(píng)估意見后，施工人員對(duì)小裂縫可采取嵌補(bǔ)手段，利用具有較強(qiáng)加固效果的水泥砂漿進(jìn)行涂抹處理，并在配置水泥砂漿時(shí)，要求施工人員可以在其中加入微膨脹劑，使用量約為15%，從而確保經(jīng)過嵌補(bǔ)處理的隧道襯砌裂縫可以完好如初。經(jīng)過評(píng)價(jià)，如果發(fā)現(xiàn)隧道襯砌裂縫非常大，則需要施工人員對(duì)隧道頂部承載能力進(jìn)行測(cè)試。若該指標(biāo)值與標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)范圍相差甚遠(yuǎn)，則可以采用重建襯砌層的手段進(jìn)行病害問題處理，即將已經(jīng)發(fā)生碎裂、破損的隧道混凝土進(jìn)行完全拆除，在此期間可借助支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的保護(hù)，防止作業(yè)區(qū)域的隧道土體發(fā)生塌陷情況。然后施工人員可利用提前配置好的材料進(jìn)行作業(yè)區(qū)域的砌筑施工，其中使用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)需要比原來使用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)更高，以此確保重新砌筑的混凝土層強(qiáng)度高且穩(wěn)定性好，不會(huì)輕易出現(xiàn)破損、開裂等病害問題[3]。

2.4?錨桿加固技術(shù)與碳纖維粘貼防治技術(shù)

在錨桿加固技術(shù)方面，施工人員主要是利用錨桿對(duì)隧道病害施工區(qū)域進(jìn)行整體加固，使隧道圍巖、襯砌結(jié)構(gòu)可以完整地結(jié)合在一起，確保隧道整體結(jié)構(gòu)的承載能力顯著提升，防止發(fā)生襯砌結(jié)構(gòu)變形情況。在碳纖維粘貼技術(shù)應(yīng)用時(shí)，施工單位可以選擇具有重量輕、耐腐蝕及強(qiáng)度強(qiáng)的碳纖維材料，將其粘貼在襯砌層上，待襯砌層上生成復(fù)合材料CFRP后，便可以充分發(fā)揮出粘貼材料的特性，提升襯砌層極限承載能力及耐腐蝕性，防止隧道出現(xiàn)相關(guān)病害。

3?結(jié)語

高速公路隧道路段施工結(jié)束之后，在實(shí)際應(yīng)用期間受到多種因素影響，會(huì)發(fā)生各種隧道病害的風(fēng)險(xiǎn)，不利于公路上各類車輛的安全運(yùn)行，所以需要施工單位在高速公路隧道施工過程中，對(duì)往常會(huì)出現(xiàn)的病害問題有著較為全面的認(rèn)知與理解，進(jìn)而利用有效的病害干預(yù)措施做好隧道病害防治工作，促使高速公路在后續(xù)的運(yùn)營(yíng)中有著非常好的應(yīng)用質(zhì)量與安全性，各類由于隧道病害問題導(dǎo)致的道路交通事故風(fēng)險(xiǎn)也因此大大降低。

[1]朱小明，馮?勇，蒲建軍，等.甘肅省寒區(qū)運(yùn)營(yíng)公路隧道凍害處治技術(shù)[J].公路，2019，64（4）：325-329.

[2]葉?青.運(yùn)營(yíng)高速公路隧道路面病害處治技術(shù)研究[J].工程技術(shù)研究，2018（16）：54-55，63.

[3]賓勝林.紗帽山隧道襯砌脫空及欠厚處治技術(shù)[J].北方交通，2018（10）：87-90.