公路隧道滲透病害現(xiàn)狀及影響因素分析

梁志強(qiáng) 強(qiáng) 薇

（1.江西省高速公路物資有限公司， 江西 南昌 330000）

（2.江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 江西 南昌 330000）

0 引言

當(dāng)公路隧道中出現(xiàn)滲漏水病害時(shí)，則會(huì)降低路面摩擦力、公路路面出現(xiàn)積水、路面結(jié)構(gòu)潮濕等，對(duì)駕駛?cè)说鸟{車(chē)安全性、舒適性造成嚴(yán)重影響，如果公路隧道長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，便會(huì)嚴(yán)重破壞侵蝕隧道的襯砌，對(duì)公路隧道結(jié)構(gòu)的耐久性、安全性、穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響。本文通過(guò)監(jiān)控與記錄2018 年8 月山西省在發(fā)生特大暴雨以后的某一條高速公路隧道的滲漏水病害情況，深入分析、病害產(chǎn)生原因及病害產(chǎn)生的危害程度，并以此為依據(jù)，對(duì)各個(gè)時(shí)期的公路隧道病害現(xiàn)象與解決對(duì)策進(jìn)行深入探索，具有重要意義。

1 隧道滲漏水病害現(xiàn)狀

通過(guò)對(duì)山西省某一條高速公路隧道的水文地質(zhì)條件、病害監(jiān)控進(jìn)行實(shí)地調(diào)查后，不難發(fā)現(xiàn)，在本公路隧道中存在多種滲漏水病害，同時(shí)還存在其它病害，如在高水壓作用下而產(chǎn)生的襯砌開(kāi)裂、變形等病害。通過(guò)深入分析滲漏水現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)范，可以判定公路隧道滲漏水病害的具體情況。

1.1 隧道1

在隧道1 中，滲漏水程度比較輕，并未出現(xiàn)非常嚴(yán)重的病害，發(fā)生的主要病害主要為公路隧道墻腳、拱部出現(xiàn)潮濕、浸潤(rùn)現(xiàn)象。通過(guò)判定，隧道1 的滲漏水狀態(tài)是B 類(lèi)，基本上不會(huì)影響公路隧道車(chē)輛的安全行駛。

1.2 隧道2

在隧道2 中，滲漏水程度嚴(yán)重，發(fā)生的主要病害主要為公路隧道施工縫、邊墻、拱頂、拱腰出現(xiàn)較為清澈的水質(zhì)，其中，存在存在2 處涌流狀、噴射狀的水質(zhì)，流量約為35 L/min，通過(guò)判定，隧道2 的滲漏水狀態(tài)是2A 類(lèi)，對(duì)公路隧道車(chē)輛的安全行駛造成一定的影響，同時(shí)，在發(fā)生較為嚴(yán)重滲漏水現(xiàn)象的邊墻，還出現(xiàn)縱向細(xì)微裂縫。

1.3 隧道3

在隧道3 中，滲漏水程度比較輕，，并未出現(xiàn)非常嚴(yán)重的病害，發(fā)生的主要病害主要為公路隧道墻腳、拱部出現(xiàn)潮濕、浸潤(rùn)現(xiàn)象。通過(guò)判定，隧道3 的滲漏水狀態(tài)是B 類(lèi)，基本上不會(huì)影響公路隧道車(chē)輛的安全行駛。

1.4 隧道4

在隧道4 中，滲漏水程度非常嚴(yán)重，發(fā)生的主要病害主要為公路隧道施工縫、邊墻、拱頂、拱腰出現(xiàn)渾濁的水質(zhì)。針對(duì)公路隧道仰拱至邊墻，在高水壓影響作用下，出現(xiàn)非常嚴(yán)重的開(kāi)裂與變形，同時(shí)在公路隧道的仰拱、墻腳位置處涌現(xiàn)大量的泥沙與水，隧道4 的滲漏水狀態(tài)是3A 類(lèi)，嚴(yán)重影響公路隧道車(chē)輛的安全行駛。

2 高速公路隧道滲漏病害產(chǎn)生的不良影響

根據(jù)大量公路隧道的實(shí)踐運(yùn)營(yíng)資料，高速公路隧道滲漏病害產(chǎn)生的不良影響大致劃分為以下幾大種類(lèi)，即：

（1）公路隧道局部襯砌只要發(fā)生滲透病害，則鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)的耐久性便會(huì)降低，鋼筋混凝土襯砌局部將會(huì)出現(xiàn)提前風(fēng)化剝蝕現(xiàn)象，與此同時(shí)，在滲透作用下，局部滲透病害還會(huì)不斷擴(kuò)展至周邊，進(jìn)而襯砌結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)不同程度的剝離與破損，對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的抗變形剛度、荷載穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響。另外，公路隧道圍巖等級(jí)在襯砌滲水的影響作用下還會(huì)出現(xiàn)降低現(xiàn)象，軟化剝蝕公路隧道圍巖，圍巖在荷載影響作用下將會(huì)出現(xiàn)大變形，在一些山區(qū)區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在該區(qū)域中的滲透水內(nèi)包含不同比例的腐蝕物，導(dǎo)致鋼筋、混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的銹蝕破壞，同時(shí)襯砌結(jié)構(gòu)的承載能力也出現(xiàn)下降現(xiàn)象，襯砌在襯砌滲透水凍結(jié)膨脹作用下出現(xiàn)大規(guī)模的開(kāi)裂。

（2）當(dāng)公路隧道內(nèi)襯砌出現(xiàn)滲透病害時(shí)，路基結(jié)構(gòu)與隧道圍巖基礎(chǔ)常常會(huì)出現(xiàn)不同程度的不均勻沉降現(xiàn)象，進(jìn)而路基會(huì)出現(xiàn)非常明顯的局部應(yīng)力集中效應(yīng)。當(dāng)基結(jié)構(gòu)的承載能力低于路基局部應(yīng)力集中效應(yīng)，則公路隧道圍巖基礎(chǔ)、路基極易出現(xiàn)嚴(yán)重的病害，如鼓包、翻漿、開(kāi)裂等，導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)潮濕、坑槽等現(xiàn)象，對(duì)公路的安全剎車(chē)距離、正常通行造成嚴(yán)重影響。如果公路隧道內(nèi)部環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間處于潮濕狀態(tài)，則極易引發(fā)多種電路事故，這對(duì)駕駛?cè)伺c隧道養(yǎng)護(hù)工作人員來(lái)說(shuō)是一個(gè)極大的安全隱患。在強(qiáng)降雨影響作用下，一些公路隧道襯砌出現(xiàn)比較明顯的滲透現(xiàn)象或者非常嚴(yán)重的涌水事故，最終路面路基完全失效，出現(xiàn)交通癱瘓現(xiàn)象。

（2）公路隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)部安裝的各種機(jī)電設(shè)備，如監(jiān)控、照明、通訊等，當(dāng)公路隧道襯砌出現(xiàn)滲透現(xiàn)象時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，甚至機(jī)電設(shè)備會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，導(dǎo)致公路隧道內(nèi)部的正常通風(fēng)、消防、照明等受到嚴(yán)重影響，進(jìn)而公路隧道會(huì)出現(xiàn)極大的安全隱患。

3 高速公路隧道滲漏病害的處治措施

3.1 對(duì)公路隧道襯砌混凝土材料的密實(shí)性進(jìn)行提高

針對(duì)公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)，不但要確保具有滿(mǎn)足密封要求的防水墊板層，而且還需要確保自身具有一定的防水密實(shí)性。在拌和公路隧道襯砌混凝土?xí)r，一定要注意以下幾個(gè)方面，即：第一，混凝土材料應(yīng)盡量選用高標(biāo)號(hào)。在拌和混凝土?xí)r，為對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性、密實(shí)性進(jìn)行提高，應(yīng)加入適量的礦粉材料與粉煤灰。目前在進(jìn)行公路隧道工程施工過(guò)程中，常常會(huì)將減水劑、引氣劑等加入混凝土材料中，在加入外加劑過(guò)程中，一定保證外加劑與水泥材料比例的平衡性，通過(guò)進(jìn)行大量配合比試驗(yàn)，以確定合理的目標(biāo)配合比。因?yàn)楣匪淼酪r砌混凝土選用噴射施工技術(shù)，大多數(shù)情況下會(huì)選用廠(chǎng)拌商混，以確保噴射施工的順利進(jìn)行與施工的和易性。因?yàn)樵谶\(yùn)輸商混過(guò)程中，極易出現(xiàn)水分蒸發(fā)現(xiàn)象，所以在商混水灰比運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)時(shí)會(huì)變大，極易出現(xiàn)早期混凝土結(jié)硬化后的干縮開(kāi)裂現(xiàn)象。為避免出現(xiàn)以上問(wèn)題，宜選用現(xiàn)場(chǎng)拌法。

3.2 對(duì)公路隧道襯砌的防水夾層結(jié)構(gòu)防水能力進(jìn)行提高

保證防水結(jié)構(gòu)夾層的防水質(zhì)量。目前，我國(guó)公路隧道襯砌防水結(jié)構(gòu)層大多數(shù)是由防水墊板及其墊層構(gòu)成，且防水墊板結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度>20MPa，溫度敏感性低，當(dāng)溫度在-35℃-50℃中，不得產(chǎn)生顯著的溫度應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象，ECB 板、EVA 板等是當(dāng)下普遍使用的材料。滿(mǎn)足墊板的緩沖要求是墊層的主要功能，同事通過(guò)使用墊層，可以實(shí)現(xiàn)濾水。在對(duì)防水墊層進(jìn)行施工時(shí)，宜選用無(wú)鉆孔連接方式，以對(duì)連接方式對(duì)墊層材料的破壞程度進(jìn)行降低。當(dāng)下使用最為廣泛的連接施工工法就是無(wú)損連接技術(shù)，通過(guò)使用熱融技術(shù)，能夠直接整合墊片與防水墊板，促使防水結(jié)構(gòu)層抗?jié)B性、整體性的提高。在敷設(shè)防水墊層過(guò)程中，應(yīng)將施工隧道襯砌作業(yè)面作為主要依據(jù)，以對(duì)敷設(shè)方式進(jìn)行確定，為確保敷設(shè)質(zhì)量，一定要進(jìn)行單幅均勻鋪設(shè)，一定要將不同幅之間的相互連接問(wèn)題進(jìn)行妥善處理，確保焊縫質(zhì)量。

4 小結(jié)

在我國(guó)公路隧道建成后運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，因受到多種因素的影響，如車(chē)輛行駛工況、外部惡劣環(huán)境等，公路隧道襯砌不同位置極易產(chǎn)生不同程度的滲漏問(wèn)題，所以在進(jìn)行公路隧道養(yǎng)護(hù)施工過(guò)程中，一定要對(duì)滲漏病害的處治給與高度重視。本文以山西省某一條高速公路隧道為例，深入分析了公路隧道襯砌滲漏病害的多種影響因素，并以此為依據(jù)，提出相應(yīng)的公路隧道襯砌滲漏病害處治技術(shù)，以期為我國(guó)公路隧道滲透病害的處治起到一定的借鑒作用。