公路隧道病害检测与分析李祥楠

公路隧道病害检测与分析李祥楠

李祥楠

天津津质工程技术咨询有限公司天津市300000

摘要：隧道是公路和铁路线路在穿山越岭的一种方式，在正式的运营过程中，时常出现对隧道安全运营有所影响。所以我们必须在隧道规划和设计过程中，采取相关病害预防可能的措施，加强对其隧道病害的检测，并且采取有针对性的整治措施，有效的确保隧道工程项目的安全稳定运行。

关键词：公路隧道；隧道病害；防治技术

一、隧道常见病害种类和成因分析

隧道疾病根据其原因而变化，包括水损坏，衬里开裂，衬里腐蚀和隧道冻害。最常见的疾病形式是水损害。由于水和水的泄漏，隧道将导致衬里开裂或扩大原始裂缝并增加衬里开裂。当地下水被腐蚀时，衬砌混凝土将被侵蚀，随着漏水继续发展，混凝土的侵蚀将是严重的。在寒冷地区，水是影响隧道围岩冻胀并导致衬砌开裂的重要因素。隧道衬砌开裂病的主要特征是衬砌的变形，开裂和交错。一旦衬砌破裂，就会打开一条通向地下水的通道，对隧道造成严重的水损害，这将导致衬砌混凝土的侵蚀和冬季的冻害。发生冻结损坏循环，这又导致衬砌混凝土再次变形和变形，导致衬里的承载能力降低。在含有腐蚀性地下水的围岩中，地下水的侵蚀将使衬砌混凝土松动和剥落，导致衬砌破裂，承载能力降低。简而言之，隧道中的各种疾病并不是单独行动，而是几种情况共同作用导致衬砌结构的连锁损坏。衬砌混凝土破裂变形，剥离块等，有效厚度减小，承载能力降低，安全性和可靠性降低。随着疾病的继续发展，它最终导致不稳定和衬里结构的损坏。

1、隧道水害

隧道水损害主要是指以渗漏或涌水形式进入隧道的围岩地下水和地表水造成的破坏。隧道的泄漏对隧道稳定性，隧道设施，交通安全，地面建筑物和隧道周围环境等有不利影响，降低了使用寿命，威胁到了运行安全。造成水损害的主要原因如下：

隧道开挖对地下水的影响：第一，在隧道的开挖过程中，将会引发释放围岩的应力，有效的改变了围岩力学的性能、水湍流，使得周围水在隧道中形成了聚集。隧道在被地下水所包围，为隧道渗漏的问题创造出一定条件。第二，隧道的周围地下水渗漏出现变化，会造成其应力场的调整，局部应力的集中，地层不均匀的沉降或者是滑动表面的活动，损坏了隧道整体的结构，衬砌结构破裂等。第三，隧道的开挖所引发的滑坡，或者是采矿的采空区不够稳定，或者是大量失水后的地面沉降，对其隧道衬砌结构造成了破坏，严重的影响到隧道的渗漏水的问题出现。

（2）混凝土施工过程中产生的泄漏通道：第一，浇筑混凝土时，水灰比过大，无法形成开放的毛细水管道；第二，混凝土混合物的可加工性差，不振动产生松散层或留下各种间隙和孔，形成透水间隙；第三，衬砌混凝土材料中有碎屑，腐烂后形成间隙或孔洞。在双环混凝土的连接部分中，由于没有去除挡板，腐蚀后形成间隙，漏水；第四，“三接缝”处理不当，导致间隙泄漏；第五，防水板安装不正确。

（3）在工程勘察设计中，未仔细了解工程地质和水文地质条件，衬砌周围的地下水源，水量，流向和水质调查不完整。造成排水设计不合理或不完善。

（4）防水材料的质量不符合结构抗渗性和耐腐蚀性的设计和规范要求，也是造成水损害的重要原因。

2、衬砌裂损

隧道的衬砌在受变形压力，松动压力之后，沿着隧道纵向地层分布的不够均匀，温度应力、收缩应力，腐蚀性的介质作用等等影响。在隧道的衬砌结构中引起了变形、裂缝的问题，这就是隧道衬砌裂缝问题。衬砌裂缝在隧道中比较常见，隧道衬砌裂缝破坏了隧道结构的稳定性，严重的降低其衬砌结构的安全性、可靠性，影响隧道正常的使用，甚至是危及运行安全性。

（1）衬砌裂损的成因：第一，在实际的隧道设计时，不允许对围岩进行分类，不合理选择衬砌类型，使衬砌结构和围岩的实际荷载不会引起裂缝病害。第二，施工受技术条件限制，方法错误，管理不善，导致工程质量差。

（2）衬砌裂损变形的主要危害有：第一，降低衬砌结构对周围岩石的承载能力；第二，使隧道间隙变小，侵入建筑物边界，影响车辆的安全通行；第三，块拱形衬砌，影响驾驶和人身安全；第四，裂缝泄漏，导致隧道内设施腐蚀并翻床；第五，底部和倒拱损坏，床被粉碎，路面受损。

3、衬砌腐蚀

建在富含腐蚀性介质的公路隧道中，衬里后面的腐蚀性环境水很容易沿着衬里的毛细管，工作接缝和衬里内部的其他孔看到。成为隧道渗漏水的物理或化学侵蚀衬砌混凝土和砖石，灰色关节，造成衬砌腐蚀。隧道衬砌的腐蚀使混凝土变松，强度降低，衬砌承载能力降低，钢拱和紧固件腐蚀，使用寿命缩短，驾驶安全受到威胁。产生腐蚀的3个要素：①腐蚀介质的存在；②易腐蚀物质的存在；③地下水的存在且具有活动性。

4、隧道冻害

隧道冻害是指寒冷地区隧道内水流和周围岩石冻结造成的破坏，影响隧道的安全运行和附属物的正常使用。隧道的冻害将导致衬砌冻结和膨胀，甚至松动和剥落，导致隧道衬砌结构的不稳定和损坏，降低衬砌结构的安全性和可靠性，严重影响运输安全。常见的隧道冻害种类有：隧道的拱门覆盖着冰水，侧壁被冻结，隧道中的设备被绞死，周围的岩石被磨砂，沟渠被冻结，线路被冻结。冻害形成的主要原因有：寒冷气温的作用；季节冻融圈的形成；在隧道的设计和施工期间，不考虑或认为围岩的岩性，即冻胀土壤。

二、隧道病害的整治技术

1、常用的整治隧道水害的方法

隧道水控的具体措施是预防，排水，拦截，拦截，刚性与柔软，局部条件，综合管理相结合。它可以是独立的，可以相互配合，形成一个完整的隧道水控系统。主要的处置方法有：第一，完善或者补充地表和地下截水；第二，在口口和地质上不利的地方进行拦截和排水，使水远离隧道；第三，贯通隧道内的原有排水系统；第向衬砌背后围岩注浆；第五，向衬砌内部注浆；第六，向基底注浆；第七，在漏水的衬里设置排水设施，包括水管，闸管和导流渡。

2、衬砌裂损病害整治措施

为了修复衬砌开裂病，首先必须消除现有衬砌裂缝结构和操作的所有损坏，防止裂缝扩大。其次，采取综合措施稳定围岩，稳定岩体和加固衬砌。稳固围岩的工程措施有：水稳岩体，锚固加固岩体，灌浆加固岩体，挡土加固岩体，衬砌后空心灌浆。衬砌更换与加固的方法有：注浆加固，镶嵌加固，喷射锚固加固，拱形加固，替换衬里等

3、隧道衬砌防腐蚀措施

主要从调查设计，掌握隧道工程地质和水文地质资料，确定含有侵蚀性介质的环境水源和组成。在正确确定衬砌混凝土侵蚀程度的基础上，应根据当地情况采取措施。针对隧道腐蚀产生的原因和条件。目前，隧道侵蚀的主要防治措施如下：①提高衬砌的密实度和整体性；②外掺加料法；③选用耐侵蚀水泥；④加强衬砌外排水措。

结束语：

综上所述，隧道工程的病害问题出现十分常见，其主要是因为地质、环境、施工设计和施工过程等所影响的。隧道病害将在一定程度上恶化养护条件、道路运营的条件，还直接的威胁隧道结构和运营的安全，隧道病害整治需要积极的应用各种技术，提升隧道工程的施工水平，在正式治理的时候，选择在工程施工期进行，坚持“一次根治、不留后患”的治理原则。

参考文献：

[1]郑立煌.公路隧道病害成因分析与隧道病害管理系统的开发[D].上海同济大学，2005.

[2]方利成等.隧道病害防治图集[M].北京：中国电力出版社，2001.

[3]贾德胜.浅谈公路隧道施工质量控制研究[J].科技创业家，2013，12：30.