高速公路桥梁和隧道的施工质量管制与检测技术

高速公路桥梁和隧道的施工质量管制与检测技术

满成祥

身份证号码370902199612203332   中国山东

摘要：本文深入探讨了高速公路桥梁隧道病害检测与维护的重要性及其实施策略。面对日益增长的交通压力和复杂的自然环境，桥梁隧道的安全问题愈发凸显。文章分析了常见的桥梁隧道病害类型，并提出了针对性的检测方法和维护措施，旨在通过科学检测、及时维护和有效管理，确保高速公路桥梁隧道的长期稳定运行，为公众提供安全、舒适的出行环境。

关键词：高速公路；桥梁隧道；病害检测；维护措施

一、桥梁工程常见病害分析

桥梁作为高速公路的重要组成部分，其安全性与稳定性至关重要。在长期运营过程中，桥梁工程会遭遇多种病害，这些病害不仅影响桥梁的正常使用，还可能对行车安全构成威胁。以下是桥梁工程中常见的两类病害：

1. 桥面系病害

桥面系与桥头两端道路紧密相连，一旦两端路基出现缺陷，如整体性下沉、台背填土施工不规范导致的桥头跳车、路基两侧边坡塌陷下沉和挡土墙病害等，都会对桥面系造成严重影响。此外，桥面道路本身也会面临路面裂缝、下沉和变形等病害。值得注意的是，伸缩缝作为桥面系的重要组成部分，在施工中往往容易被忽视，这可能导致其在运营过程中出现止水带堵塞、破损，伸缩缝周围混凝土破损，伸缩缝型钢裂变和型钢挤坏等问题。

2. 上部结构病害

桥梁上部结构是承受荷载的主体部分，其病害类型与桥梁结构类型密切相关。在高速公路中，预应力梁桥和简支梁桥是常见的结构形式。上部结构的主要病害包括梁板混凝土结构裂缝、蜂窝麻面、混凝土剥落、空洞和破损露筋等。此外，梁或板间混凝土渗水泛碱、铰缝脱落及渗水白化、钢筋锈蚀、涂层老化、挡块开裂、破损露筋等也是常见的病害现象。其中，预应力梁桥容易出现裂缝，特别是板底纵向裂缝和板底横向裂缝。纵向裂缝的成因主要是预应力钢筋或钢束保护层厚度不足以及底板横向抗弯承载能力不足；而横向裂缝则可能是由于预应力损失导致的承载能力降低和正弯矩过大等因素所致。对于简支梁桥来说，混凝土剥落、破损露筋和挡块开裂等问题较为普遍，这主要是由于跨中弯矩较大导致底部混凝土受拉，在长期荷载作用下出现混凝土剥落露筋；挡块则可能因地基不均匀沉降而受到挤压，进而出现破损开裂的现象。

3.下部结构病害

桥梁的下部结构，特别是桥墩，扮演着将上部结构荷载传递至基础，再由基础分散至大地的关键角色。同时，路堤桥台还需额外承受上部结构荷载、衔接桥梁端侧路堤并抵抗台后填土压力。由于下部结构既需传递荷载又需抵抗荷载，其在运营过程中难免会出现各种病害。基础工程作为下部结构的核心，包括刚性扩大基础和桩基础两种类型。刚性扩大基础常见的病害有基础下沉、滑移、倾斜、开裂和冲刷等；而桩基础则可能出现桩基挠曲变形、桩身混凝土剥落、桩基钢筋锈蚀、失稳及不均匀下沉等问题。高速公路桥梁桥墩主要以重力式桥墩和桩柱式桥墩为主，其中重力式桥墩常见的病害包括墩身下沉变位、开裂、墩顶和墩身混凝土破损以及墩柱钢筋锈蚀等；桩柱式桥墩则可能出现盖梁开裂、局部破损露筋、渗水及钢筋锈蚀、立柱混凝土破损露筋及钢筋锈蚀等病害。

4.高速公路桥梁检测方法

针对高速公路桥梁工程中的病害检测，目前主要采用外观检测和内部缺陷检测两种方法。外观检测因其简便直观，成为常用的检测手段，大部分病害都能通过肉眼直接观测到。而内部缺陷检测则更为深入，包括动静荷载检测法、混凝土无损检测以及半无损检测法等多种方法。其中，混凝土无损检测因其能够有效评估桥梁的完整性和强度而备受青睐，具体方法包括表面硬度法、超声脉冲法、瞬变电磁法、回弹检测法和保护层厚度检测法等。特别是超声脉冲法，由于其在判断混凝土强度和断裂位置方面具有显著优势，在高速公路桥梁检测中得到了广泛应用。

5.桥梁维护措施

桥梁检测是维护保养工作的基础，后续的养护措施主要包括加固和维修两方面。加固措施分为结构性和非结构性两种。结构性加固主要用于治理上部结构病害，如针对大跨度预应力桥梁，可采用外加固预应力方式；对于局部混凝土强度不足的情况，涂抹含碳纤维树脂类粘接材料的胶结剂能有效提升强度；当梁板结构因荷载作用导致局部承载能力不足时，可采用粘接剂将钢板固定在受力不足部位以增强结构承载能力。非结构性加固则侧重于主拱圈和桥面铺装等部位的加固，如通过改变拱顶横系梁结构来增强桥梁承载能力，或使用优质混凝土材料和聚合物修补破损的桥面系。对于轻微病害，应采取及时的养护措施以节省资源；而对于严重病害，如梁板大面积裂缝、支座严重变形等，需立即进行维修，以确保桥梁结构的安全使用。

二、隧道工程常见病害与维护

1.常见病害

营运公路隧道的常见病害主要集中在衬砌部分，包括衬砌混凝土表面开裂、渗漏水、剥落、错台开裂导致钢筋弯曲剪断、边墙混凝土剥落、二衬砌背后空洞、二次衬砌厚度不足和衬砌变形超限等。特别是山岭隧道，渗漏水问题较为普遍，这通常是由于初期支护裂缝和防排水系统老化破损所致。此外，隧道路面也可能因地质原因或超载而出现隆起开裂和下沉破损。这些病害的产生往往与设计不合理、施工不规范、管理不到位和运营养护不及时有关，同时也受到隧道周围复杂地质环境因素的影响。

2. 高速公路隧道常见检测方法

高速公路隧道的病害检测既包含直观的外观检查，也需借助专业设备进行深入探测。例如，隧道衬砌的渗漏水和表面混凝土破损开裂，这些较为明显的病害通常可以通过肉眼直接识别。然而，对于二衬厚度不足和局部混凝土强度不足等隐蔽性问题，则需要采用先进的检测仪器进行精确测量。在隧道运营中，无损检测技术因其高效、准确的特点而得到广泛应用。这主要包括表观状态检测技术和内部状态检测技术。表观状态检测侧重于隧道衬砌裂缝的识别，利用图像处理技术、BIM技术和三维激光扫描技术，通过高清相机采集隧道衬砌表面图像，经过计算机处理分析，准确判断裂缝情况。特别是三维激光扫描技术，其高精度和全面测量能力为隧道衬砌检测提供了有力支持。内部检测技术则主要关注衬砌混凝土内部的隐性缺陷。探地雷达技术利用电磁波传播时间差来评估衬砌混凝土的强度和空洞情况；而冲击弹性波技术则基于弹性波原理，通过弹性波与衬砌内部混凝土的共振作用，直接反映混凝土的抗压力学性能和内部缺陷。

3. 高速公路隧道维护措施

针对隧道衬砌的渗漏水问题，我们通常采用高强度混凝土注浆的方式对裂缝进行封堵。若注浆后仍有渗水现象，则需开凿排水槽进行排水处理。对于衬砌表面大面积渗水的情况，则采用特殊水泥和环氧树脂化学浆液，从背面高处向低处注浆，以有效止水。对于隧道路面病害，我们会根据具体情况对病害位置进行检查和维修，确保路面平整、安全。对于滑坡地段和浅埋地段的隧道，我们首先进行结构加固，如地表注浆和加设挡土墙等措施，然后根据具体问题采取相应的维护措施。对于隧道外观的明显病害，如裂缝、破损等，通常采用局部重新注浆的方式进行修复。对于附属设施的问题，如照明、通风等设施的损坏，我们则采取维修和更换的方式进行维护。此外，与桥梁工程一样，隧道的日常管理和维护同样重要，我们需要加强巡查、定期检测，确保隧道的安全运营。

结束语

高速公路桥梁和隧道的质量控制与检测是确保交通安全、延长使用寿命的关键。通过严格的检测手段，如无损检测技术和先进的检测仪器，我们能够及时发现并处理潜在病害。同时，加强日常管理和维护，对病害采取及时有效的维护措施，是保障桥梁和隧道安全稳定运行的重要措施。未来，我们需持续探索新技术、新方法，提升质量控制与检测水平，为交通安全保驾护航。

参考文献

[1]葛晗.高速公路沥青路面病害分析及养护办法[J].黑龙江交通科技,2021,44(05):14-15.

[2]陈波.浅谈高速公路桥梁病害养护与维修施工[J].黑龙江交通科技,2021,44(05):256+258.