隧道病害及其防治措施分析

文/林國軍

1 前言

近年來，我國經(jīng)濟的增長促進了交通運輸業(yè)的發(fā)展進步，國家對于交通建設(shè)工程也越來越重視。但是，目前在隧道工程建設(shè)中依然存在著一些問題，阻礙了工程的實施，交通建設(shè)工作中很多地方有待改進。在隧道工程實施過程中，通常會遇到隧道襯砌混凝土滲水、漏水、裂縫等一系列病害，不僅影響了工程進展周期，在一定程度上也影響了整個工程的綜合質(zhì)量[1]。因此，在隧道工程建設(shè)時，工作人員應(yīng)該根據(jù)實際的情況，對施工技術(shù)進行拓展創(chuàng)新，采取合理措施有效控制隧道病害的蔓延，進而推動整個交通運輸業(yè)的發(fā)展。

2 隧道病害的種類及形成的原因

隧道工程建設(shè)是一項系統(tǒng)的工作，造成隧道工程出現(xiàn)安全問題的因素并非是單一存在的，而是由多種復(fù)雜的原因共同導(dǎo)致的。在實際工程建設(shè)中，幾個問題交錯發(fā)生，不僅影響了隧道工程的進展與質(zhì)量安全，也阻礙了人們的正常出行。因地形與地質(zhì)環(huán)境不盡相同，隧道病害的種類也各種各樣。本文將介紹一些常見的隧道病害，并初步探索其產(chǎn)生的原因。

2.1 隧道的襯砌破壞產(chǎn)生裂縫

較為常見的一種隧道病害為混凝土的隧道襯砌發(fā)生破裂、滲水等現(xiàn)象。隧道的襯砌發(fā)生斷裂，其中裂縫分為非受力和受力裂縫兩種，襯砌裂縫使得結(jié)構(gòu)的承壓能力減弱，進而可能會影響到隧道整體的結(jié)構(gòu)安全，增加隧道的危險系數(shù)[2]。另外，隧道襯砌一旦破裂會使其凈空變小，導(dǎo)致外來的水源從裂縫中進入，腐蝕并導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)松動，可能會危害行人與車輛的安全，阻礙交通正常運行。

實際上，導(dǎo)致隧道襯砌出現(xiàn)破裂的因素多種多樣，可能是因為外界的壓力過大，也可能是源于外部的環(huán)境地貌或者是人為導(dǎo)致的病害。外界環(huán)境對隧道工程產(chǎn)生的影響可以通過先進的科學(xué)技術(shù)對其加以改善。但是，從以往的隧道工程建設(shè)來看，造成隧道襯砌出現(xiàn)裂痕的主要因素與施工方式有很大的關(guān)系。在一些隧道工程施工過程中，施工單位未能對隧道設(shè)計以及施工過程進行合理規(guī)劃，進而導(dǎo)致了在實踐過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況；另外，在隧道工程建設(shè)中，選取的襯砌結(jié)構(gòu)無法與施工的外部環(huán)境相匹配，使得其承受能力減弱，進而降低了隧道的安全系數(shù)；員工職業(yè)素質(zhì)較低，管理部門監(jiān)察力度不到位，也會在一定程度上阻礙隧道工程建設(shè)進展。

2.2 隧道出現(xiàn)漏水、滲水的現(xiàn)象

由于不同地區(qū)之間存在著環(huán)境差異，在一些地區(qū)的隧道工程建設(shè)中常會出現(xiàn)隧道內(nèi)部漏水、滲水等水害現(xiàn)象，這極大地增加隧道內(nèi)部的濕度，導(dǎo)致內(nèi)部設(shè)施受到腐蝕，影響其正常的工作運轉(zhuǎn)效率；更嚴(yán)重的，還會造成隧道變形產(chǎn)生裂痕等問題。隧道的水害問題具有一定的發(fā)展周期，會導(dǎo)致周圍土質(zhì)的變形甚至造成隧道坍塌，為未來的使用埋下了一個安全隱患。

產(chǎn)生水害的因素有很多，地下水的滲入是一個重要因素。由于施工過程中缺乏合理的開挖手法以及施工規(guī)劃，無意間改變了地下水的流徑，使得隧道周圍承受的壓力增大，很容易造成地下水滲入。另外，一些貫通礦區(qū)或者地下水較多的隧道，在施工過程中稍微不注意便會引起塌方危險，導(dǎo)致地形破壞，進而影響隧道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，造成隧道襯砌出現(xiàn)裂縫，地下水滲入。

在隧道施工過程中，一些施工單位為了降低投資成本，會選擇將不符合規(guī)定的防水材料應(yīng)用到隧道建設(shè)中，進而導(dǎo)致隧道抵抗外來因素干擾的能力較弱，出現(xiàn)滲水、漏水的現(xiàn)象。治理隧道滲漏水應(yīng)遵循“堵排結(jié)合、以排為主、綜合治理”這一指導(dǎo)原則。此外，對于周圍環(huán)境的勘測不準(zhǔn)確，也會導(dǎo)致隧道的給排水等工程出現(xiàn)紕漏，進而致使隧道出現(xiàn)一系列的質(zhì)量問題。另外，還由于缺乏相應(yīng)的監(jiān)督管理，使得施工過程中出現(xiàn)了一系列不符合規(guī)定的操作。

2.3 隧道內(nèi)部遭到腐蝕的問題

隧道襯砌遭到腐蝕也是一個常見的隧道病害。一些隧道處于腐蝕性較高的地區(qū)，這些雜質(zhì)通過裂縫、小孔等滲入隧道內(nèi)部，對其進行腐蝕，影響了隧道的結(jié)構(gòu)，也對內(nèi)部的機械設(shè)施造成了負(fù)擔(dān)，一定程度上降低了隧道的壽命[3]。隧道的襯砌遭到腐蝕之后會降低襯砌的承載能力，使得隧道中的混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生形變。隧道內(nèi)部造成腐蝕的原因一般是隧道的襯砌發(fā)生破裂。一些地域本身具有較高的腐蝕性，隧道襯砌無法長期抵抗其入侵，發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。

2.4 氣候原因而產(chǎn)生病害的現(xiàn)象

隧道建設(shè)一般都是穿山越嶺，受到不同地形的影響，氣候溫差相對較大，使得周圍的巖土層產(chǎn)生漲縮變化。一些隧道因為長期的使用而產(chǎn)生了一定的裂痕，而地下水會隨之進入隧道內(nèi)部，在溫度降低之后，滲入的地下水會出現(xiàn)掛冰的現(xiàn)象；隨著掛冰面積的不斷增大，在一定程度上給隧道帶來承載壓力。

隧道建設(shè)中經(jīng)常出現(xiàn)的排水系統(tǒng)會隨著天氣的變化而產(chǎn)生變化。在冬季時，由于環(huán)境較為寒冷，排水系統(tǒng)會因為冰凍而不能正常工作，進而導(dǎo)致大量的積水無法正常排出，遺留在隧道中，造成路面結(jié)冰的現(xiàn)象；同時，車輛在行駛過程中容易出現(xiàn)安全事故，造成不可挽回的后果。因此，在排水系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)選用保溫材質(zhì)，充分保障排水系統(tǒng)的使用。此外，由于外界環(huán)境的變化，隧道內(nèi)部的混凝土結(jié)構(gòu)也會在熱脹冷縮的過程中遭到破壞，使得承重結(jié)構(gòu)受到影響。

2.5 欠挖原因而產(chǎn)生病害的現(xiàn)象

欠挖是隧道工程施工中的一項質(zhì)量通病，欠挖即為隧道開挖輪廓線小于隧道設(shè)計輪廓線。引發(fā)欠挖的原因有很多方面：測量放樣不準(zhǔn)確；巖石爆破沒有達到要求標(biāo)準(zhǔn)；工程施工出現(xiàn)掉塊、塌落等現(xiàn)象；地質(zhì)環(huán)境差等原因。

3 加強隧道病害防治的有效措施

3.1 提高員工的責(zé)任意識，完善工程規(guī)劃

為了有效防治隧道的病害，有關(guān)部門應(yīng)該綜合實際情況，精確勘測施工地形地貌，設(shè)計出較為完整的項目流程。在隧道的水害防治工作中，要重點注意防水、截水以及排水等工作細(xì)節(jié)，建立全面的防治體系科學(xué)控制病害[4]。隧道排水是隧道正常運營的重要保障之一，設(shè)計時把好隧道防排水質(zhì)量的第一道關(guān)。針對不同地區(qū)的地質(zhì)問題，采取相應(yīng)的防止地下水入侵的方式，比如：通過改變地下水的流經(jīng)路線或者采取地下水堵截等方式。另外，還需要加強員工的職業(yè)素養(yǎng)，提升其專業(yè)能力；制定相對完善的員工制度，約束員工的行為規(guī)范，使得隧道工程可以按時保量完工。企業(yè)可以定期地對專業(yè)人員進行培訓(xùn)，提高其自身的應(yīng)變能力。專業(yè)人員可以根據(jù)儲備的相關(guān)知識，精確勘察隧道周圍的情況，得出科學(xué)合理的施工規(guī)劃。

在防治隧道襯砌破裂時，由于造成襯砌損害的原因較為復(fù)雜，就目前我國隧道工程建設(shè)水平來看，尚未有一個明確的治理方案，因此我們只能盡量降低該病害發(fā)生的概率。相關(guān)工作人員要對隧道襯砌進行定期檢查，在發(fā)現(xiàn)問題之后及時采取補救措施。對于受損嚴(yán)重的襯砌，可以通過加固或者更換的方式進行防治，進而增加隧道的使用壽命。

3.2 加大監(jiān)管力度，嚴(yán)格審查材料

在施工的過程中要加大監(jiān)管的力度，降低施工時突發(fā)情況的概率，推進隧道建設(shè)工程進程。首先，監(jiān)管部門要嚴(yán)格監(jiān)督隧道的前期設(shè)計工作，保證隧道的設(shè)計符合周圍環(huán)境的基本狀況。對地質(zhì)、地貌進行科學(xué)的偵測之后，結(jié)合施工的情況做出合理的項目規(guī)劃；其次，在施工過程中要做好監(jiān)察工作，對于材料的購買和使用的整個過程，都要派專門的工作人員進行實時監(jiān)督；最后，在材料的選購過程要結(jié)合市場進行綜合分析，在保證材料質(zhì)量的同時，盡量降低投資成本。

相關(guān)的地質(zhì)勘測人員應(yīng)科學(xué)分析隧道周圍的土質(zhì)，根據(jù)實際情況采用相對較為合理的材料；針對特定的腐蝕性進行處理，降低隧道病害威脅。在監(jiān)測施工過程中如果發(fā)生襯砌破裂等情況，監(jiān)管部門要及時地進行上報，以便及時采取補救措施，同時相關(guān)工作人員還要加強穩(wěn)固隧道內(nèi)部，盡量降低資金損失。

3.3 降低凍害的有效措施

隧道產(chǎn)生凍害的一個主要因素是外部環(huán)境的干擾。因此，在這項防治工作中，我們一定要提升混凝土的抗凍能力，以減少這種現(xiàn)象發(fā)生。在隧道建設(shè)的過程中，混凝土中存在大量穩(wěn)定的微小氣泡可以在一定程度上減少滲水的通道，因此工作人員要充分?jǐn)嚢栌玫降幕炷?。另外，為了增加混凝土?nèi)部微小氣泡，可以適當(dāng)在里面添加一些引氣劑。此外，在穩(wěn)定隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的同時，還可以加強其抗凍能力，減少混凝土內(nèi)的積水。這樣在天氣發(fā)生變化時，就可以降低溫度對混凝土的影響。

為了增加隧道的壽命，在選址時盡量避免一些含水量較為豐富的地區(qū)，以此有效避免隧道產(chǎn)生凍害現(xiàn)象。在建設(shè)隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，相關(guān)工作人員可以在較為脆弱的部分盡量添加一些保溫材料，降低融塌的可能性；對于排水系統(tǒng)，要委派專業(yè)人員進行定期的檢修，降低排水系統(tǒng)被冰凍的可能性，使得隧道內(nèi)部的積水可以及時排出隧道。

3.4 防止欠挖的有效措施

在具體施工過程中，測量放樣必須要精準(zhǔn)，同時標(biāo)出開挖輪廓線；巖石隧道爆破開挖工作，要嚴(yán)格依據(jù)技術(shù)參數(shù)裝入相應(yīng)的藥量；在具體開挖期間，要依據(jù)工程的實際情況，預(yù)留出一定的變形量，避免工程出現(xiàn)問題。

4 結(jié)語

隧道工程建設(shè)是交通運輸業(yè)的一項重要組成部分。由于其是一項較為復(fù)雜的工程系統(tǒng)，為了能夠更好地保證隧道的整體質(zhì)量，在施工過程中我們要重視對隧道病害的防治。在防治過程中，應(yīng)綜合考察多種因素，制定針對性的防治方案，嚴(yán)格把控各個施工流程，推動隧道建設(shè)的發(fā)展，從而為交通運輸?shù)倪M步做出貢獻。