公路隧道渗漏与衬砌裂损研究

公路隧道渗漏与衬砌裂损研究

高改霞

甘肃省定西公路事业发展中心高速公路养护所 743000

摘要：在公路隧道中，渗漏和衬砌裂缝是最常见的一种病害，其产生的裂缝会对隧道结构的安全性、围岩的稳定性、洞内设施和车辆的行驶造成极大的威胁，且由于长期的冻胀作用，会造成衬砌结构的裂缝，进而造成衬砌结构的损伤，进而影响到隧道的安全性。因此，本论文运用归纳总结方法，结合文献，对道路裂缝及衬砌裂缝进行了相关的分析，并提出了各自的对策。

关键词：公路隧道，渗漏，衬砌裂损

1公路隧道渗漏衬砌破坏的基本理论概述

1.1公路隧道的定义及价值

公路隧道是一条特殊的道路，用于车辆的交通。随着我国社会、经济、生产等方面的不断发展，越来越多的高速公路建设项目涌现出来，对高速公路建设项目也有了更多的需求，如平直、缓坡、宽路面等，以前的“绕山”工程已改为“隧道工程”。在公路隧道建设中，采用合理的施工工艺，是降低交通事故、缩短运输距离的关键。

1.2隧道渗漏的基本理论概述

按照渗流强度大小，将隧道病害划分为不同类型。根据《公路隧道养护技术规范》的规定，将其分为渗透法、点滴法、突水法和喷水法四种类型。根据泄漏的形态分为点，线，面三种。因其在高压水作用下，水泥石自身的致密程度较低，加之接缝处及止水装置等存在问题，导致点位上的裂缝呈不规则状，多为孔隙。与点泄漏法比较，线泄漏法有其自身的特点和规律性，它主要出现在施工缝、变形裂隙以及纵长形缝隙等处，并以条形形式出现，通常只有数十公分长。由于内衬的承重作用，在施工过程中，由于倾斜的缝隙而造成的渗漏是非常小的。地表渗漏表现为地表面积的渗漏和不规则分布的大面积的裂缝渗漏。然而，目前的隧道渗漏往往是因为底层水压强度过高、二次防水衬砌的钢筋混凝土不密实、抗渗漏和建筑防水能力较弱，或是没有对工程中出现的开裂以及材料发生变形产生的开裂等多种防水防护手段所致。

2公路隧道渗漏与衬砌裂损的因素分析

2.1公路隧道渗漏因素分析

2.1.1隧道防水层失效

在高速公路隧道复合衬砌中铺设的防水夹层可以被称为结构外防水，它是最重要的第一道防水工程。从建筑物利用主体结构的外部进行防水施工的基本原理来观察，它就是利用防水材料，对主体结构的迎水表面，构建一个良好的隔水屏障，将水拒于主体结构之外。我们知道，目前市面上出售的各种建筑及防水材料，往往标榜自己具有一定的防水功能，但实际施工中往往会发生故障。

2.1.2隧道接缝防水失效

建筑缝隙的设计以方便施工为主，而变形缝的设计既能保证结构的变形，又能保证对混凝土的强度有足够的需求，又能防止超出规定承载能力的拉应力。在地下裂隙中，最难渗透的部分为变形裂隙和建筑裂隙。当前，在国内，超过70%的隧道中，均出现在既有隧道的伸缩缝、沉降缝及其施工缝中。为确保安全，一般情况下，在公路隧道的变形缝中，都会在隧道内部布置三道止水防线，也就是在隧道的迎水面上，布置一层新型的弹性防水密封膏，在中部部位，使用中间的预埋式弹性止水带，而在结构的内部，则是用预埋的防水密封膏来进行镶嵌。

2.1.3衬砌混凝土结构自防水失效

衬砌混凝土的自渗性是将内衬混凝土的自渗性定义为衬砌混凝土的自渗性。防水混凝土可以分为外加剂型防水混凝土、膨胀水泥防水混凝土及常见防水混凝土三大类。当前，前两种方法在高速公路隧道施工中得到了广泛应用。

2.2衬砌裂损成因研究

2.2.1勘察设计方面成因分析

在隧道施工过程中，因其对周围岩石构造类型的划分和对其构造类型的选择，造成不同构造类型的衬砌构造材料无法与周围岩石的真实荷载匹配，造成其开裂失效。

在水文地质情况十分复杂的地区，因受到工程规模及调查深度等因素的制约，多数工程中仅有少数几个工程经过了地质调查，因此在工程设计时很难得到全面、完整的地质资料。也有可能在一些地方，由于对围岩不精确的划分，导致对衬砌结构的类型选择错误，从而造成了这些地方的衬砌结构与周围环境的真实荷载不符。

2.2.2施工方面成因分析

在隧道建设的过程中，对施工过程中的质量、安全、监管和保障措施不完善，对混凝土钢筋原材料未进行检验，对施工材料配合比质量未严格的控制，水灰比过大，混凝土钢筋捣实施工质量不好，衬砌因间歇浇筑而产生的水平裂缝等，这些因素都会造成衬砌施工质量较差，从而显著地影响到隧道工程的承载能力。在衬砌施工中，因为工人在测量放线时出现误差、欠挖、或工人没有按照规范进行衬砌施工等各种因素，在施工中处理不好，造成了衬砌层面厚度过薄。若提早将衬砌模板全部拆去，则衬里将不能经受超过其容许荷载，进而引起裂缝。

3公路隧道渗漏与衬砌裂损的防治措施

3.1对防水板的施工宜采用无钉铺设和双缝热焊施工工艺

防水面板采用不带钉子的敷设方法，对水胶板进行热封，从而保证了不含钉的水胶板的完整性和气体密实度。此外，由于防水面板是根据所使用的材质，逐一进行安装，所以会有部分面板与防水面板交叠。在与防水板的焊接中，采用了一种轻便的、全自动的、蠕动式的焊接设备。本产品为两面焊，并在两面之间留有间隙。采用膨胀法检查焊接质量。在焊接过程中，如果焊接质量达不到标准时，仅需采用简易的修复焊接方法，即可确保防水面板的搭接质量。

3.2合理配置混凝土和加强养护

要想对防水混凝土进行正确、合理的配置，就必须对这两点有一个全面的了解：一是要在特殊情况下，要确保防水钢筋混凝土的检验标号和其他混凝土抗渗漏的标号之间基本上保持一致。因为某些项目的需要，有些项目对C5、S1都有特殊的需求。在实践中，这两个条件并没有互相符合。要实现S1，就要加大掺入的水泥用量，这样势必会引起混凝土的收缩、开裂等问题。再高的抗渗性指数，也无法达到一定的防水性能。其次，外包胶式防水砼现已大量用于隧道工程施工。因为，在添加剂与本地的水泥等原料之间，存在着能否互相匹配的问题，所以，在使用了添加剂的防水混凝土中，必须首先对所需的添加剂以及混凝土之间的配合比进行测试，在确定符合要求后，才可进行应用。

3.3采用先进的技术设备

通过对地下洞室群进行勘察，为地下洞室群支护施工提供准确的地下洞室群环境条件。在设计阶段，必须利用地质雷达对其进行勘察，并在施工阶段对其进行检查。在恶劣的地质条件下，要坚持设计原则。以一条隧道为例，其长度为200余米，原设计为2级围岩。在挖掘过程中，我们发现，大多数岩石和土壤都是四级岩石，差别很大。因而，在工程实践中，隧道支护的设计与工程地质情况不尽一致，这也是工程建设中常常遇到的问题。为填补此项工程中存在的缺陷，请各工程建设单位按照设计图纸，对工程实施后的隧道进行全面检测。如果出现不合理的地方，不要一味地根据设计图来建造，要及时和现场的设计师商量，做出适当的修改。

结语

公路隧道渗漏及衬砌开裂给人们的出行及生活带来了极大的隐患。所以，对其进行预防和治理已成为当务之急。本文针对公路隧道渗漏和衬砌开裂的原因，提出了防治对策。

参考文献

[1]刘顺林.公路隧道运营期常见病害及防治技术研究[J].工程建设与设计,2021(01):82-83+95.

[2]刘秀昌.隧道病害及其防治措施分析[J].建筑技术开发,2020,47(16):128-129.

[3]江小强.隧道衬砌裂损原因及处置方法分析[J].中国建材科技,2020,29(02):102-103.

作者简介：高改霞，女（1974.04-），汉族，本科学历，副高级工程师，研究方向：公路养护