探讨高速公路隧道病害处治技术

2015-08-15赵庆湖中铁二十二局集团第三工程有限公司福建厦门361000

江西建材 2015年19期

■赵庆湖 ■中铁二十二局集团第三工程有限公司，福建厦门 361000

高速公路隧道在长时间使用过程中，受到人为因素、设计因素、施工因素、地质因素等条件的影响，易发生各种病害问题，严重影响高速公路隧道的正常通行，甚至会危机人们的生命安全。针对高速公路隧道的不同病害，仔细分析病害成因，有针对性的采取有效防治措施，保障高速公路隧道的通行质量，延长使用寿命，推动我国高速公路隧道的可持续发展。但是无论是多么科学的理论，如果不付诸于实际行动也只能是纸上谈兵，希望更多的隧道施工人员和设计人员能够转变观念，提高认识，积极主动的参与到隧道病害防治技术的讨论中来。

1 高速公路的作用

随着经济的发展，高速公路越来越受欢迎，对我国的经济发展起着越来越重的作用，加速了现代化进程。高速公路建设健全了我国交通网络的布局，完善了各行各业发展的需求，推动了高速公路周边城市的经济繁荣和发展。而且在运输速度方面，高速公路有着明显的优势，例如:改造后的中国京沪高速公路比原有公路节约旅程时间约80%。据不完全统计，我国高速公路里程只占所有公路总里程的2%，但其所产生的效益却是公路总效益的30%左右。修筑高速公路虽然花费高，用地多，且人力物力都是很大的付出，但行车速度之高，通行能力之大，交通事故率之小，是其他交通方式所不能比拟的，并且投资费用很快就可以得到回偿，所以，高速公路越来越被政府重视，成为大力发展的对象。

2 高速公路隧道病害类型和成因分析

2.1 衬砌侵蚀

我国很多地区的高速公路隧道地基土壤中都含有大量的腐蚀性介质，衬砌背后存在大量的腐蚀性地下水，这些地下水会沿着隧道衬砌的孔洞、毛细孔、变形缝以及工作缝逐渐渗流到衬砌结构的内侧，对衬砌混凝土灰缝和砌石发生化学性或者物理性质的侵蚀作用，导致高速公路隧道衬砌侵蚀。

2.2 衬砌裂损

高速公路隧道的衬砌裂损主要包括仰拱破碎、拱脚下沉、衬砌空洞、衬砌腐蚀破坏、衬砌开裂以及衬砌变形等形式。根据高速公路隧道衬砌开裂的走向，可以分为斜向裂缝、环向裂缝和纵向裂缝，隧道边墙和拱部的斜向裂缝和纵向裂缝严重损害高速公路隧道的整体结构，造成高速公路隧道掉块、结构变形甚至发生塌落，导致隧道衬砌结构的承载能力下降。

2.3 冻害

高速公路隧道渗漏的地下水沿着衬砌结构裂缝逐渐渗漏，在低温环境中，渗水点的出口位置形成挂冰，隧道边墙形成冰柱，特别是在施工缝位置，会出现很多的渗水点，发生明显的结冰现象，如果不及时清理，挂冰体积会越来越大，严重危机行车安全。另外，高速公路隧道中的水沟也经常因为结冰堵塞，导致排水设施难以正常运行，水沟槽和水沟管被冻裂。路隧道冻融交替是由于自然环境气温的变化，在高速公路隧道的规划设计过程中，如果没有充分考虑到冻胀性土的特性，高速公路隧道的排水设施如果被埋在冻结圈中，在寒冷的冬季，这些排水设施很容易发生冰塞，从而导致高速公路隧道冻害。

2.4 水害

(1)涌水和漏水。高速公路隧道涌水和漏水会严重损害机电系统设备，锈蚀照明设备，影响高速公路隧道的正常通行，降低机电设备的使用寿命。同时渗漏水还导致混凝土衬砌发生剥落和风化，从而损坏衬砌结构，并且软化围岩，导致围岩发生变形。还有一些高速公路隧道的地下水中含有很多腐蚀物质，会侵蚀路面，造成路基混凝土碱化。

(2)衬砌积水。高速公路隧道中地下水和地表水逐渐向隧道渗流汇集，随着水压力的增大，经常出现拱脚下沉和衬砌破裂，隧道围岩结构泥化或者软化，并且在寒冷地区容易形成围岩冻胀和冰胀，随着时间的推移，隧道衬砌附件的地表水离析土层，造成衬砌空洞。高速公路隧道水害最根本的原因在于高速公路隧道施工过程中破坏了山体内部水系统的平衡状态，使高速公路隧道成为地下水集聚的区域。一些施工单位在施工之前，没有根据高速公路隧道的设计要求，全面了解施工现场的水文地质情况，对衬砌周围地下水的水质、流向和水量勘察不够细致。并且，在高速公路隧道施工过程中，监理不到位，一些施工单位使用了质量不合格的防水材料。

3 高速公路隧道病害处治技术

3.1 隧道渗漏水整治方法

地下水在高速公路隧道病害成因中，是最活跃、最具破坏力的因素，隧道渗漏水病害治理难度最大，其治理效果能够综合反映隧道整治质量。隧道治水的具体措施就是防、排、堵、截等相结合。主要采用堵水注浆技术、渗透水引排技术等。

3.2 隧道衬砌结构破损整治研究

整治衬砌裂损病害，以保障为前提，优化为目的。首先应该稳固衬砌结构进一步破损。可通过注浆、增加支挡、锚干等方法对衬砌加固并在此基础上结合病害特征，制定相应完善的整治方案。如果衬砌破损裂缝交错分布，密度较大，并且出现结构物剥落，使原衬砌失去使用功能，则应该考虑拆除并新建衬砌。结语:随着我国交通基础设施的建设，高速高速公路网逐步向越来越多的山区铺设，随之高速高速公路隧道的建设量也越来越多。同时，对隧道病害系统完善的整治需求日益突出。

3.3 注浆技术

通过向围岩和衬砌之间注入水泥或其他材料制备的浆液，填充到衬砌背后的孔洞中，并充分渗入混凝土结构的产生的裂缝中，使之在浆液固化后被封堵起来，可有效阻隔地下水渗漏，同时通过注浆的方法来加固围岩，可使围岩与衬砌形成一个统一的整体，有效提高围岩和衬砌的承载力，防止结构的变形以及裂缝的扩大。另外，在路面施工时在路面以下注入防水浆液，使之渗入到地层中，可大大降低地层的透水系数，防止由于地下水渗透导致的路面的下沉和翻浆。

3.4 结构抽换技术

为限制衬砌裂损程度的进一步扩大，在注浆加固基础上，还要对隧道的自然边坡进行改造，以通过改变隧道和病害处的空间关系的方式来阻止病害的迁延，实际工作中，可采用对隧道进行支撑的方式来抵抗结构的继续形变，常用的支撑为钢架支撑;另外，可采用将已裂损结构拆除重砌的方式，利用设备悬吊已裂损的部分衬砌，然后用静态破碎技术拆除这部分混凝土，并对原有结构进行支撑，防止其失稳，而后利用强度高一个等级的混凝土重新补砌，使新旧混凝土完美结合在一起。