關(guān)于隧道工程的相關(guān)問(wèn)題研究

劉戰(zhàn)

【摘要】

本文以隧道工程為研究對(duì)象，針對(duì)相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)了討論。文章首先介紹了我國(guó)隧道工程的發(fā)展現(xiàn)狀，在分析了隧道工程中存在病害問(wèn)題的基礎(chǔ)之上，最后提出了對(duì)于我國(guó)隧道工程健康研究的意義。本文旨在為隧道工程的相關(guān)問(wèn)題研究提供一些參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】隧道；病害；健康

一、我國(guó)隧道工程的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，世界各國(guó)長(zhǎng)大隧道的不斷建成，無(wú)疑為世界隧道的大發(fā)展掀了起一股新的高潮。我國(guó)是一個(gè)多山的國(guó)家，山區(qū)面積約占總面積的三分之二，鐵路和公路一直是我國(guó)人民出行的主要交通方式。隨著生活節(jié)奏的加快和科技的進(jìn)步，人們對(duì)安全、快捷、舒適、方便、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸方式的需求日益突出。過(guò)去的道路盤(pán)山越嶺，既不經(jīng)濟(jì)也不安全，已不能適應(yīng)時(shí)代要求。隧道以其自身具有的改善線路，縮短里程和行車時(shí)間、提高運(yùn)營(yíng)效益等方面的優(yōu)勢(shì)，在道路建設(shè)中的優(yōu)越性越來(lái)越多地為道路建設(shè)者和設(shè)計(jì)者認(rèn)可且被大量采用。

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增強(qiáng)，特別是西部開(kāi)發(fā)的不斷深入，公路和鐵路建設(shè)步入了高潮時(shí)期。在最近幾十年間，我國(guó)的公路里程將大幅度增加。而在交通大力發(fā)展的同時(shí)，我國(guó)可耕土地與道路建設(shè)用地的日益矛盾凸現(xiàn)出來(lái)，為了解決這一問(wèn)題，隧道工程在建設(shè)中所占線路長(zhǎng)度比例迅速提高，而這在客觀上極大的地促進(jìn)了隧道工程的發(fā)展。

根據(jù)有關(guān)資料表明，我國(guó)大陸已建成鐵路隧道超過(guò)七千座。從最近幾年的建設(shè)規(guī)模和速度來(lái)看，鐵路隧道和公路隧道分別約以每年300km和200km或更快的建設(shè)速度在增長(zhǎng)。目前，我國(guó)的隧道建設(shè)技術(shù)水平也有了很大的提高，隧道對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展也起到了積極的推動(dòng)作用。從隧道的數(shù)量、規(guī)模和建設(shè)速度來(lái)看，我國(guó)已成為世界上隧道和地下工程最多，最復(fù)雜、也將是今后發(fā)展最快的國(guó)家。

二、隧道工程中存在的病害問(wèn)題

隨著我國(guó)隧道工程的快速發(fā)展，隧道工程病害問(wèn)題日益凸顯。我國(guó)地域自然條件差異較大，隧道穿越的山體工程地質(zhì)條件、氣候條件、水文地質(zhì)和設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等條件復(fù)雜多變，早期修建的隧道經(jīng)常出現(xiàn)隧道拱頂開(kāi)裂、邊墻開(kāi)裂、拱頂空洞、襯砌損壞、隧道滲漏水、隧道凍害、圍巖大變形、襯砌厚度薄、混凝土強(qiáng)度低、隧道內(nèi)空氣污染等病害；另外，由于各方面的原因，隧道內(nèi)部的照明設(shè)施不足等引發(fā)交通事故，也是可能引發(fā)災(zāi)難性火災(zāi)事故的隱患所在，甚至部分隧道在投入使用的前期就出現(xiàn)比較嚴(yán)重的隧道病害。因此，隧道的健康問(wèn)題變得日益突出。

我國(guó)公路隧道的快速發(fā)展也經(jīng)多年的經(jīng)驗(yàn)，但是目前隧道的運(yùn)營(yíng)狀況十分堪憂。隧道和其它地下建筑的維護(hù)與修繕問(wèn)題是土木工程的主要任務(wù)。雖然我國(guó)目前多采用新奧法進(jìn)行隧道設(shè)計(jì)與施工，隧道的建設(shè)成就世界矚目，但是隧道施工單位的良莠不齊和“重建設(shè)、輕維護(hù)”的理念，使目前隧道及地下工程健康問(wèn)題嚴(yán)重。另一方面，由于我國(guó)隧道建設(shè)與維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)相對(duì)國(guó)外來(lái)講，目前尚存在一定的差距，對(duì)隧道及地下工程健康的認(rèn)識(shí)存在著嚴(yán)重不足。從目前現(xiàn)有的資料來(lái)看，滿足結(jié)構(gòu)物功能要求的混凝土的耐久性可能只有60年左右，噴射混凝土就更低了，只能滿足30年不維護(hù)的要求。而一般混凝土結(jié)構(gòu)物的使用壽命，都應(yīng)該在100年以上，對(duì)于高速公路和作為運(yùn)輸動(dòng)脈的鐵路來(lái)講，隧道更應(yīng)該成為道路的重中之重，成為隧道建設(shè)和維護(hù)的咽喉工程，延長(zhǎng)隧道結(jié)構(gòu)的壽命，將成為今后地下工程工作者的首要任務(wù)。

三、對(duì)于我國(guó)隧道工程健康研究的意義

1、隧道健康的提出

任何結(jié)構(gòu)物都有其壽命，隧道和地下工程也是如此。為了盡可能延長(zhǎng)其使用，我們必須要掌握在隧道使用過(guò)程中發(fā)生或可能發(fā)生的各種病害，并推進(jìn)病害發(fā)生的原因，評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)物的損失程度和研究是否采取相應(yīng)的措施和對(duì)策，以延長(zhǎng)其壽命，提高其服務(wù)功能。從結(jié)構(gòu)物劣化曲線的意義我們可以清晰地認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)物及時(shí)維護(hù)的重要性和必要性，隧道和地下工程同樣遵循這個(gè)規(guī)律。

既然隧道和地下工程都需要及時(shí)維護(hù)，那就存在一個(gè)問(wèn)題——這些工程都是隱蔽工程，怎樣才能知道此類結(jié)構(gòu)物需要維護(hù)，到那種程度進(jìn)行治理可最大程度延長(zhǎng)隧道壽命，達(dá)到最佳效果。這就需要對(duì)此類工程病害的程度進(jìn)行判定，需要一個(gè)判斷依據(jù)，使工程技術(shù)人員據(jù)此可以決定此結(jié)構(gòu)物是否需要及時(shí)維護(hù)。到目前為止，還沒(méi)有一個(gè)較為權(quán)威的、被大家公認(rèn)的可以接受的判斷依據(jù)。因此，如何對(duì)現(xiàn)役營(yíng)運(yùn)隧道或新建隧道等地下建筑物進(jìn)行病害與災(zāi)害預(yù)防和控制就顯得極為重要，成為目前公路與鐵路交通的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題。

近年來(lái)，有學(xué)者對(duì)隧道和地下工程的健康診斷做了一些研究。健康診斷，就是指結(jié)構(gòu)在受到自然的(如地震、強(qiáng)風(fēng)、洪水、地下水壓力與侵蝕等)、人為的破壞之后，后者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用之后，通過(guò)測(cè)定其關(guān)鍵性的指標(biāo)，檢查其是否受到損傷。在允許的條件下，結(jié)合損傷識(shí)別技術(shù)，確定損傷的部位，評(píng)估損傷的程度，預(yù)測(cè)剩余的有效壽命。其主要任務(wù)就是判斷結(jié)構(gòu)的損傷程度，可以從不同的層面進(jìn)行理解。隧道健康診斷是指對(duì)影響隧道結(jié)構(gòu)物安全性、耐久性的病害進(jìn)行檢查和調(diào)查，并對(duì)隧道的病害進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)隧道的安全狀況，提出整治病害的對(duì)策和措施。隧道健康診斷主要包括對(duì)隧道病害的檢查、調(diào)查、分析和隧道安全性的評(píng)價(jià)，以及提出隧道病害整治的措施。

2、隧道工程健康診斷研究的價(jià)值

目前在公路隧道及地下工程健康方面的研究，主要側(cè)重于隧道病害，機(jī)理研究較少，處理方法探討較多，研究成果始終停留在較低的科學(xué)層面，這可能是目前公路隧道病害日益發(fā)育的根本原因。鑒于此，隧道及地下工程健康問(wèn)題研究應(yīng)遵循下述原則或思路：

（1）從病害現(xiàn)象上升到公路隧道及地下工程健康理念，公路隧道現(xiàn)行、結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)材料及隧道危巖構(gòu)成隧道及地下工程健康的有機(jī)系統(tǒng)，采用系統(tǒng)論、多學(xué)科耦合方法實(shí)施公路隧道及地下工程健康研究。

（2）高度重視公路隧道及地下工程健康診斷機(jī)理研究，宏觀和微觀結(jié)合，建立健康頻譜，構(gòu)建公路隧道及地下工程健康智能診斷機(jī)理。

（3）隨著我國(guó)公路交通事業(yè)建設(shè)的快速發(fā)展，隧道及地下工程健康狀況日益成為公路隧道養(yǎng)護(hù)中極其重要的環(huán)節(jié)，從公路隧道及地下工程健康因子、健康狀況惡化原理、健康診斷及健康控制等方面，推動(dòng)隧道研究的科學(xué)進(jìn)展，具有緊迫的現(xiàn)實(shí)意義。

【參考文獻(xiàn)】

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