隧道衬砌裂损病害检测与治理探讨

隧道衬砌裂损病害检测与治理探讨

李莹雪1粟新然2

1重庆市市政设计研究院重庆400020；2重庆房地产职业学院重庆400020

摘要：随着我国社会经济化的发展，公路工程越来越多，公路隧道工程也越来越受到重视。公路隧道工程是我国公路体系中的重要组成部分，我国公路隧道工程技术建造水平不断提高，对隧道衬砌裂损病害检测和治理技术也逐渐完善。通过对衬砌裂损病害的检测和治理，提高隧道质量和使用寿命，保护人民群众的生命财产安全。

关键词：隧道衬砌；裂损病害；病害检测与治理

引言

在公路隧道工程施工中，衬砌裂损病害是一个十分严重的安全隐患，主要是由于隧道工程施工技术、施工工艺、施工材料和施工人员专业素质不高等因素影响，为隧道工程埋下了一系列安全隐患，在一定程度上制约后续隧道通车安全。基于此，需要做好公路隧道衬砌裂损的病害检测，借助专门检测设备和仪器，选择合理的检测方法，判断隧道中衬砌裂损病害位置，寻求合理对策予以解决。加强对其研究十分有必要，有助于消除隧道工程中存在的缺陷，为后续公路隧道通车安全打下坚实的基础和保障。

1公路隧道工程中衬砌裂损的病害检测

1.1渗漏水病害检测

在公路隧道运营中，渗漏水是一种较为常见的病害问题，加强对其检测成为一种基础检测工作。同时，在渗漏水病害检测中，工作人员需要严格遵循检测标准和要求，综合衬砌腐蚀和钢轨锈蚀现象进行综合分析，并作为后续治理工作的主要参考依据，确定检测内容和强度。与此同时，渗漏水病害检测中，检测人员需要具备高水平的专业知识储备和丰富工作经验，能够了解到渗漏水病害的主要原因，切实提升病害检测效率，为后续工作开展打下坚实的基础和保障。

1.2结构性病害的检测

一般情况下，隧道衬砌结构性病害中包括衬砌变形和裂损现象，更多的是集中在隧道衬砌裂缝、勾缝脱落或断面变形问题。这就需要检测人员在实际工作开展中，需要充分结合地质条件进行考量，检测周边地质结构压力情况，包括地形对检测精准度带来影响，确保结构性病害检测工作可以有章可循。

1.3基底类病害检测

基底类病害检测在公路隧道工程衬砌裂损病害检测影响较为深远，很容易受到地下水影响，致使衬砌周围出现空洞现象，进而导致衬砌开裂。针对此类问题，需要检测人员充分考虑不同衬砌结构形式带来的影响，综合计算衬砌受力情况，如果受力差异较大可能造成衬砌开裂问题出现。此外，基底类病害检测中，检测人员对施工方法对施工质量带来的影响深层次分析和检测，有助于降低其中的安全隐患，提升检测工作精准度。

1.4混凝土病害的检测

混凝土病害是严重危及隧道工程运行安全的病害之一。在检测过程中工作人员对混凝土的配合比设计、搅拌质量和时间以及热量进行检测，对病害种类丰富、病因复杂的衬砌裂损病害进行检测和治理。

2衬砌裂损病害产生原因分析

隧道裂缝产生原因分析；混凝土裂缝形成的原因非常复杂，往往是多种不利因素综合作用的结果。据有关统计，施工不规范造成的混凝土裂缝占80％左右，材料质量差或配合比不合理产生的裂缝占15％左右，设计不当引起的裂缝可能占5％。

2.1建设、监理单位工作随意性大由于多方面的原因，勘察设计单位无法深入地开展地质勘探工作，隧道围岩类别评价及结构设计缺乏科学依据，带有一定的盲目性。个别建设单位限于自身管理和专业技术水平的欠缺，任意变更设计。少数工程由业主的内部人员组成监理机构，监理工作失去了独立性，但随着建设市场的规范，这些问题会逐渐得到解决。

2.2结构设计计算与实际不符，后期变形应力在设计中未能反映在现在的隧道设计中，一般根据情况将隧道的设计分为浅埋隧道和深埋隧道两种情况。浅埋情况下以洞顶上所有覆土压力作为设计荷载；深埋隧道的设计考虑坍落拱效应，只计部分围岩压力。在荷载的计算中采用的是经过调查或试验得到的土的物理力学参数。这样的设计模式存在以下几个方面的问题：第一，人为确定的隧道洞室的荷载模式与实际的洞室受力状况有很大的区别，把受力复杂的地下工程简单的采用类似受力明确的框架进行计算，忽略了土质围岩的特殊性，而这些特殊性恰恰是引起地下洞室日后病害的主要原因，第二，设计中采用的许多土层的物理、力学指标在洞室开挖后都会发生变化，但设计计算的过程却无法反映出以后这方面的变化，以定态的参数设计的结构去适应动态的应力变化，是对结构受力的过程不全面的反映，同时也是对土层中洞室开挖后的应力变化过程认识不透彻的表现。结构设计中长期以来忽略了地下水的影响，在隧道的设计中仅仅是考虑在有水的情况下将围岩级别予以降低，在没有水的情况下则对水的因素不加考虑。先说有水时的情况，对土质隧道来说，地下水对工程的影响体现在以下方面，其一影响了土的物理力学指标，这点可从围岩级别的降低上得到部分的反映，其二影响了土层中洞室开挖后的席力状杰.十质围岩中有7k时.洞室开挖后将破坏腺来日可赋存环境及水力路径，在洞室完成后会重新形成新的水力路径，在这个过程中，由于水的影响，必然导致洞室周围土压力状态与设计时有很大的不同，而提高围岩级别却不能反映出这种影响，故从根本上说，设计时对土质围岩中水的因素是没有考虑的。在勘察未见地下水的情况下，修成的洞室却往往存在漏水的情况，这说明土质围岩中的水力路径会随着洞室的开挖而变化，从而使开挖时干燥的洞室在运营后数年出现漏水的现象。

2.3施工工艺现场操作不规范隧道开挖成形差衬砌混凝土厚度严重不均匀，欠挖和超挖支护侵入衬砌限界，造成衬砌混凝土厚度不足，个别隧道衬砌混凝土背后存有脱空现象。未开展监控量测工作，仅凭经验来确定二次衬砌的施工时间，安全可靠性差，成二次衬砌超设计荷载承受围岩压力。混凝土生产时原材料计量误差大，尤其外加剂的掺加随意性大，没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水量，造成混凝土水灰比增大，在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也比较普遍。采用整体式钢模台车施工，混凝土浇注时振捣不实或漏浆，造成混凝土密度不均匀。盲目追求施工进度，脱模时间过早，养生条件又不完善，使混凝土过早承受荷载，破坏了混凝土内部受力结构。夏季施工时砂、石料露天堆放，无降温措施，混凝土人模时温度过高；冬季施工保温措施不得力。施工过程中未严格按新奥法要求施工，使衬砌产生裂缝。虽然新奥法设计有其不足之处，但从现阶段的理论和实际来看，新奥法理论仍是目前地下洞室设计和施工的最好的指导理论。但在大量的土质隧道施工过程中，新奥法并未被正确完整的贯彻，大多数工程的施工并未按新奥法的要求进行动态的设计和施工管理。尤其在施工的过程中没有认真的对待量测环节，当然也就不能以量测资料指导设计和施工。有的工程在最关键的收敛稳定的判别上也往往以人眼观察代替量测，这些对新奥法的断章取义或认识不清最终导致了各种各样的工程事故的发生，也导致了最终的工程质量问题。

2.4原材料质量差，配合比设计不合理水泥品种选择不当，安定性不足，不同批次的水泥混用，碎石、砂继配差，含泥量超标，碎石中石粉含量大，针、片状过多，影响了水泥与骨料的结合。进行配合比设计忽略水泥用量增多对混凝土品质的影响，错误地认为水泥用量越多混凝土强度越高。此外，如果对掺合物合外加剂的选用缺乏专业技术人员的指导.往往也达不到预期效果。

3隧道工程衬砌裂损的治理

3.1注浆防水

注浆防水是隧道工程衬砌裂损的治理基础和前提，主要运用于对于衬砌壁后围岩疏松、空洞和集水造成的严重裂损。工作人员在作业时要注意新技术和新材料的应用，在空洞漏水或疏松的部位，可以布置一定间距的注浆孔，提升隧道工程中衬砌裂损的应对水平。

3.2凿缝填充堵漏

凿缝填充堵漏应用在公路隧道工程中衬砌裂损治理中，对于公路隧道

通车安全带来的影响是十分深远的，这就需要工作人员能够根据实际情况，严格遵循作业标准进行凿缝填充堵漏，提升病害治理成效。此外，在凿缝填充堵漏中，还需要充分检查周围混凝土的牢固性，是否存在腐蚀问题，选择适量的堵漏剂进行处理，提升治理和防水效果。工作人员在凿缝填充堵漏中，借助钢钎一次填满压实，确保漏水点可以得到一次性解决，提升隧道衬砌裂损病害治理成效。

3.3补强层内排水系统

隧道的使用时间比较长，渗漏水路已经习惯成了，从整体上看，水路基本都是沿着环向施工缝以及斜向裂缝等位置深处地下水，并且少数部分还存在渗水的情况。根据隧道衬砌补强方案来看，不能通过铺挂防水板的方式进行施工。综合工程所在地区及工程资金的情况，使用YAS排水板管裂缝敷设的方式来构建排水系统，对地下水流进行控制，让地下水流不会流入到隧道的内部。从隧道衬砌补强方案来看，不可以使用铺挂防水板的方式对隧道进行防水处理。可以通过YAS排水半管沿着裂缝位置来敷设排水系统，保证地下水不会流入到隧道当中，将地下水控制在原有衬砌与补强层之间，最终流出隧道位置。而钻孔集水施工法通常会在大面积渗水位置使用，内置塑料花管进行集中排水，保证边墙背后地下水可以顺利排出。在铺设排水管的时候，可以沿着环向的施工缝以及斜向的裂缝来铺设排水板管，使用水泥钉等零部件对半管进行固定，等到全部安装完毕以后，用2cm厚度的环氧砂浆来涂膜表面，保证不会被混凝土产生不良影响。环向铺设半管二货边墙顶铺设的排水管是相互连接的，而谢翔的裂缝半管二和环向铺设半管相连通，最终构成无压排水系统。而注浆孔和集中排水孔等位置也需要通过半管封盖等方式与排水系统相互连通。隧道顶位置的地面水渠经常会出现渗水的情况，并且这部分渗水也是隧道防渗漏主要需要考虑的因素之一。从过对现场进行勘查和分析施工队伍、经济状况决定使用粘贴橡胶防水板、浇筑防渗混凝土的方式来处理水槽四周位置的积水，夯填土坡，形成坡面排水系统。

3.4施工时的质量控制

隧道设计时应该根据围岩级别、性状和岩石结构等地质情况，选择正确的衬砌形式和厚度，保证衬砌的承载能力。在施工中发现地质情况有变的，要及时上报，变更原有设计，确保衬砌符合承载能力的要求。钢筋保护层厚度要符合要求，大于3cm，钢筋要做除锈、清污处理。填筑的混凝土要符合要求，选择适当的水泥用量和外加剂，从而降低水灰比。衬砌背后形成水囊的，要对围岩进行止水处理，设计防水隔离层。衬砌施工要按要求设置沉降缝、伸缩缝。

结语

公路隧道工程的运行质量对我国社会经济的发展以及人们的生命财产安全都有直接的联系，当前我国的公路隧道由于长时间的运行，经常出现各种各样的病害，其中最为常见的就是隧道衬砌裂损病害，要提升公路隧道的运行质量，就必须对这一病害进行科学检测并采取有针对性的治理措施，这样才能从根本上排除隧道的安全隐患，为国民经济的发展以及人民生活水平的提升提供坚实的保障。

参考文献

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