山區(qū)高速公路隧道病害及處治關(guān)鍵技術(shù)分析

高曉培

摘? ? 要：由于高速公路隧道工程所處的地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜， 這就對(duì)隧道部分的設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)提出了更高的要求。隨著高速公路建設(shè)技術(shù)水平的不斷提高，公路建設(shè)過(guò)程也面臨著各種挑戰(zhàn)，在公路橋梁和隧道不斷發(fā)展的過(guò)程中應(yīng)高度重視公路橋梁和隧道的病害，在施工和養(yǎng)護(hù)中應(yīng)不斷分析常見(jiàn)病害的成因，及時(shí)、有效地解決具體問(wèn)題，確保公路橋梁、隧道的正常運(yùn)行，確保人們的行車(chē)安全。本文對(duì)高速公路隧道工程常見(jiàn)病害的類(lèi)型和原因進(jìn)行了論述，并對(duì)相應(yīng)的處理技術(shù)進(jìn)行了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：隧道工程;病害;裂縫;滲漏水

1? 引言

我國(guó)的高速公路隧道里程數(shù)近年來(lái)有了明顯的增加，但是因?yàn)樯絽^(qū)高速公路隧道在設(shè)計(jì)、施工等方面難度比較大，而且經(jīng)常會(huì)被各種外界因素影響，導(dǎo)致高速公路隧道施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，容易出現(xiàn)各種病害。 本文對(duì)高速公路隧道工程常見(jiàn)病害的類(lèi)型及成因進(jìn)行了分析，并針對(duì)性地對(duì)治理技術(shù)進(jìn)行了分析，以供參考。

2? 公路隧道病害的主要類(lèi)型及成因

2.1? 襯砌裂縫

裂縫現(xiàn)象能夠?qū)⑺淼酪r砌結(jié)構(gòu)的受力情況直接反映出來(lái)，所以在研究公路隧道病害時(shí)需要做好裂縫的研究工作。按照裂縫的發(fā)展方向，主要將裂縫分為3種形式，縱向裂縫、斜向裂縫及環(huán)向裂縫?？v向裂縫較為常見(jiàn)，對(duì)公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性影響也最大，一般縱向裂縫在隧道的拱腰位置最容易發(fā)生，因此，隧道的拱腰位置是需要重點(diǎn)防止裂縫產(chǎn)生的部位。襯砌裂縫的原因結(jié)合受力情況分為結(jié)構(gòu)非受力裂縫和受力裂縫，結(jié)構(gòu)非受力裂縫是由于混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生收縮或者是施工本身的質(zhì)量因素引起的，經(jīng)過(guò)大量的研究表明隧道襯砌混凝土的裂縫主要是由于混凝土發(fā)生干縮，溫度突然上升或下降引起。除了由于混凝土自身收縮或者自身的施工質(zhì)量等因素導(dǎo)致襯砌裂縫的產(chǎn)生之外，外力也會(huì)導(dǎo)致襯砌裂縫的產(chǎn)生，這里的外力主要指的是地震力、地層壓力及巖石的膨脹力等。導(dǎo)致襯砌受力裂損比較普遍的因素是當(dāng)巖體被挖開(kāi)之后，其原始的穩(wěn)定程度被破壞，巖體的整體受到外力的影響而發(fā)生向洞內(nèi)方向的位移，或者是部分不穩(wěn)定巖塊向著洞內(nèi)方向塌落，無(wú)論是哪一種情況，在隧道開(kāi)挖之后都會(huì)發(fā)生不同程度的變形，所以對(duì)已經(jīng)完成灌注的襯砌結(jié)構(gòu)如果有不平衡荷載產(chǎn)生，就會(huì)發(fā)生不同程度的變形或者裂縫，例如剪切裂縫、扭彎裂縫等。還有一些是單獨(dú)出現(xiàn)的裂縫，有的則是幾種類(lèi)型的裂縫同時(shí)出現(xiàn)，結(jié)合具體的裂縫方向及形狀等，可以分析地層壓力具體的分布情況及大小。

2.2? 滲漏水

滲漏水也是公路隧道常見(jiàn)的病害，一般建設(shè)年限比較久的隧道發(fā)生的病害大部分都是滲漏水病害。分析公路隧道的滲漏水病害，結(jié)合滲漏水的具體情況，可以將滲漏水分為浸潤(rùn)、滲水、滴水、漏水、射水和涌水等，一般滲漏水情況發(fā)生的部位主要在縱縫、環(huán)縫、注漿孔等位置。分析公路隧道滲漏水病害的產(chǎn)生因素，主要是由于公路隧道在修建過(guò)程中，將圍巖體原始的水系平衡打破，而公路隧道成為了所穿過(guò)山體附近地下水集中的通道，如果隧道圍巖與含水地層連通，而隧道襯砌的防水及排水工作做得不到位，必然導(dǎo)致隧道滲漏水情況的發(fā)生。

2.3? 襯砌變形

判斷我國(guó)公路隧道襯砌變形的情況，主要以測(cè)量?jī)艨瘴灰频淖冃嗡俣葹榛鶞?zhǔn)。公路隧道襯砌變形主要包括斷面變形、錯(cuò)臺(tái)錯(cuò)縫、邊墻下沉等，變形是由于受到外力變化因素導(dǎo)致。受到外力的影響，襯砌的拱軸形狀發(fā)生變化，稱(chēng)之為斷面變形，斷面變形主要以橫向變形為主。由于剪切作用導(dǎo)致錯(cuò)臺(tái)錯(cuò)縫，一般在隧道的起拱線或施工縫位置有凸出錯(cuò)臺(tái)或者凹進(jìn)錯(cuò)臺(tái)，主要原因是隧道的起拱線或者施工縫位置比較薄弱。邊墻下沉是一個(gè)非常復(fù)雜的物理力學(xué)過(guò)程，與隧道圍巖的性質(zhì)，應(yīng)力狀態(tài)及維護(hù)方式等都有直接關(guān)系。當(dāng)邊墻發(fā)生下沉的時(shí)候，常常會(huì)伴隨著隧道底板的變形。隧道底板隆起會(huì)導(dǎo)致隧道底上抬或者拱墻結(jié)構(gòu)發(fā)生下沉，導(dǎo)致公路隧道發(fā)生變形或破壞，甚至造成隧道穩(wěn)定性嚴(yán)重下降，嚴(yán)重威脅運(yùn)營(yíng)安全。

3? 高速公路隧道病害治理技術(shù)

3.1? 加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)

高速公路隧道在施工過(guò)程中，設(shè)有專(zhuān)門(mén)的隧道檢測(cè)流程，一旦通車(chē)運(yùn)營(yíng)，檢測(cè)難度較大，幾乎沒(méi)有進(jìn)行后期監(jiān)測(cè)。然而因?yàn)榈卣鸹顒?dòng)、地下水系形成新通道改變了原來(lái)的水系系統(tǒng)，以至于軟化邊墻、基巖，造成承載力不夠，都可能會(huì)造成結(jié)構(gòu)變化。在兩年的質(zhì)保期內(nèi)，也是隧道可能形成病害的關(guān)鍵時(shí)間階段，應(yīng)該對(duì)隧道進(jìn)行繼續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)，持續(xù)監(jiān)測(cè)隧道凈空、路面高程、電纜溝高程、路面寬度等數(shù)據(jù)，人工巡查滲漏水情況、二襯結(jié)構(gòu)變形或開(kāi)裂變化情況、電纜溝變形情況、路面不均勻沉降情況等，并做好記錄，分析各種數(shù)據(jù)及變化，掌握隧道基本情況，一旦有對(duì)隧道造成不良影響的因素，盡早處治。

3.2? 錨桿支護(hù)技術(shù)

一般情況下，錨桿的作用主要有以下幾點(diǎn)：組合梁、懸吊、緊固、均勻壓縮。因而，在治理高速公路隧道病害期間，要合理應(yīng)用錨桿支護(hù)技術(shù)，以便進(jìn)一步提升圍巖整體承載力，保證加固的圍巖、裂縫襯砌混凝土可以緊密結(jié)合，防止隧道襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)一步惡化。

3.3? 套襯技術(shù)

對(duì)隧道內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)的變形進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生的裂縫并不均勻，分布也相對(duì)松散，進(jìn)而不會(huì)對(duì)隧道整體結(jié)構(gòu)帶來(lái)實(shí)質(zhì)性危害，且在采取相應(yīng)的措施治理后，隧道實(shí)際承載力仍可恢復(fù)，但是會(huì)出現(xiàn)一些凈空斷面縮小的狀況。因此，要結(jié)合隧道內(nèi)部襯砌結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，應(yīng)用套襯技術(shù)進(jìn)行治理，如此才能以設(shè)置錨桿、注漿加固為基礎(chǔ)，在整體上提升隧道內(nèi)部襯砌結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。在具體操作中，套襯主要是指在原來(lái)的襯砌結(jié)構(gòu)表層灌注混凝土，實(shí)際灌注厚度要結(jié)合施工情況來(lái)確定，使其可以和原來(lái)的襯砌結(jié)構(gòu)一同承擔(dān)圍巖壓力，避免襯砌結(jié)構(gòu)再次受損，同時(shí)還能達(dá)到一定的防水效果。

3.4? 結(jié)構(gòu)抽換技術(shù)

在高速公路隧道中，部分襯砌結(jié)構(gòu)的裂縫分布較為復(fù)雜，且密度較大，有時(shí)可能存在嚴(yán)重的錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，從而使得襯砌結(jié)構(gòu)各項(xiàng)使用功能失去作用。因此，在高速隧道病害治理中，要合理使用結(jié)構(gòu)抽換技術(shù)，做好鋼架支撐的布設(shè)，圍巖的加固注漿，如此才能有效的避免襯砌結(jié)構(gòu)繼續(xù)形變、損壞。此外，還要做好滲漏水的引排工作，結(jié)合不同裂縫的實(shí)際情況采取最佳的排水方法進(jìn)行處理，能夠有效減少隧道滲漏水現(xiàn)象的發(fā)生。

3.5? 綜合處治

軟巖隧道的通病是路面開(kāi)裂錯(cuò)臺(tái)，電纜溝傾斜，二襯開(kāi)裂。通過(guò)鉆芯取樣探測(cè)仰拱及路面結(jié)構(gòu)層的情況，對(duì)于仰拱有問(wèn)題、基巖軟化嚴(yán)重的病害情況，要進(jìn)行綜合處治。工藝流程：施作二襯邊墻腳鎖腳錨管--開(kāi)挖仰拱空間--綁扎仰拱鋼筋及安裝止水帶--澆筑仰拱二次襯砌--仰拱填充-路面結(jié)構(gòu)鋪筑，仰拱破壞情況不很?chē)?yán)重，可以采取路面梅花形布設(shè)鋼管樁。鎖腳錨管是重要的處治環(huán)節(jié)，盡可能在電纜溝溝底位置設(shè)置20度和40度兩種不同斜度的鎖腳錨管，與原來(lái)圍巖和基巖形成整體結(jié)構(gòu)，達(dá)到最佳約束力。

4? 結(jié)束語(yǔ)

山區(qū)高速公路雖是高速公路建設(shè)的重難點(diǎn)，但在促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展上起了至關(guān)重要的作用，隧道的設(shè)計(jì)與施工直接影響了高速公路的通行效率和經(jīng)濟(jì)效益。本文列舉山區(qū)高速公路隧道病害類(lèi)型，深入闡述隧道病害的影響因素并進(jìn)行技術(shù)分析，結(jié)合實(shí)際制定具有針對(duì)性、有效性的處治措施，防患于未然，及時(shí)處理已發(fā)病害，降低隧道的安全隱患并強(qiáng)化對(duì)山區(qū)隧道質(zhì)量及安全性的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王培劍.淺談某高速公路隧道病害成因[J].山西交通科技，2018（2）：66～69.

[2] 楊永濤，奚魏征.中交淺談高速公路隧道病害的整治技術(shù)[J].綠色環(huán)保建材，2018（2）：104.

[3] 駱春雨.山區(qū)高速公路隧道病害及處治關(guān)鍵技術(shù)分析[J].城市道橋與防洪，2018（2）：146～148+18.

[4] 周永軍，彭慶華，賀永明.隧道病害綜合整治施工技術(shù)研究[J].四川建材，2018（2）：114～117.