公路隧道衬砌检测及维修加固效果分析

王 军

(山西平榆高速公路有限责任公司，山西 晋中 031800)

公路隧道衬砌检测及维修加固效果分析

王 军

(山西平榆高速公路有限责任公司，山西 晋中 031800)

介绍了衬砌在隧道工程中的重要性，分析了隧道常见病害，对隧道衬砌的检测与维修加固方法进行了阐述，并讨论了其维修加固效果，从而有效提高隧道工程安全质量水平。

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1 衬砌在隧道工程中的重要性

在隧道工程中，隧道周围岩体的应力随着隧道开挖进度不断改变着，这就容易导致周围岩体结构变形甚至是倒塌，从而造成工程成本提高，威胁施工人员生命安全。因而在隧道工程中需要一种支撑结构保护周围岩体不会随着隧道开挖进度而改变应力，减少四周岩体结构变形和塌落的概率，从而提高隧道工程质量，提高隧道施工安全。我们把在隧道工程中保护周围岩体不会随着隧道开挖进度而改变应力，降低四周岩体结构变形和塌落概率的支撑结构称为衬砌。

2 隧道常见病害

2.1 隧道水害

隧道水害是最为普遍的病害，会造成隧道施工材料被水侵蚀软化，从而导致材料内部性的损坏，大大加剧了隧道工程对人生命安全的威胁。衬砌是隧道工程防止水害最重要的保护层，因此在实际工作中，对衬砌的定时周期性的检测是保障隧道施工不被水侵蚀软化，减少隧道工程施工材料内部性的损坏，大幅降低隧道工程对人生命安全威胁的有效手段。

隧道水害不仅普遍同时危害性极大，不仅对工程建筑和建筑设备造成恶劣后果，同时因为隧道工程改变了原有的地形结构，因此水害也会对原本的地形结构造成巨大威胁。当水或滴或渗在公路隧道道路路面上时，又由于隧道内可见度一般较差，因而对来往车辆行驶安全有了极大的威胁，加上公路隧道又多应用于高速公路，所以这一点危害就变得更加严重突出了。

2.2 隧道病害

隧道病害多数都是围绕衬砌的病害。诸如衬砌变形、衬砌移动、衬砌开裂等衬砌结构裂损病害以及衬砌内外部腐蚀病害。衬砌作为隧道结构稳定性的基础，无论是出现哪一种病害，都会导致隧道稳定性降低，从而让隧道使用的安全可靠性无法得到保障。因此，对衬砌裂损以及衬砌腐蚀等病害的检测和维修加固是提升隧道使用安全可靠性的基础保证。

隧道工程中衬砌病害是造成结果最恶劣的病害，其中又以衬砌裂损病害最为严重，不仅降低隧道结构的稳定性、隧道使用的安全性，同时大大提高了对人们行驶安全的威胁性和隧道维护的成本。因此，保护隧道工程的衬砌结构，定时周期性的检测隧道衬砌，虽然不能阻止隧道病害的发生，但可以大大减少隧道病害发生的几率。

3 隧道衬砌检测与维修加固方法

3.1 隧道衬砌检测方法

隧道衬砌检测主要是针对周围岩体和自身混凝土质量的检测。通过检测周围岩体结构，可以检测到是否发生水害，而通过检查衬砌混凝土质量可以检测到隧道整体工程情况和隧道衬砌现状。

针对周围岩体的检测方式就是现场钻孔，随机抽点钻孔检测，观察隧道衬砌混凝土厚度和衬砌后岩体的情况，检测混凝土是否劣化遭受侵蚀，通过分析衬砌混凝土厚度和情况以及衬砌后岩体的情况，从而计算隧道工程整体质量。

在我国当前施工技术水平支持下，衬砌一般分为两次建设，分别是初次支护和二次衬砌。一般初次支护是以钢拱架支撑，然后用喷射的方法喷射混凝土进行覆盖，而二次衬砌则是以钢筋骨架为核心，用整体浇筑在初期支护的混凝土。对于衬砌混凝土强度的检测方式主要有回弹法和特别针对于二次的超声回弹法。回弹法是利用回弹仪对混凝土进行现场强度测试，其工作原理就是通过回弹仪击出弹头，碰撞混凝土表面并回弹，通过对混凝土表面硬度做相关算法从而计算出混凝土强度。而超声回弹法是通过超声测试结合回弹法对同一区域的测试方法，相较于回弹法，超声回弹法受外界因素，例如混凝土凝固时间、混凝土含水量等因素的影响较小，因而超声回弹法比回弹法更加精准。

3.2 隧道衬砌维修加固方法

隧道衬砌加固主要分为周围岩体的稳固和衬砌自身的加固。稳固周围岩体首要任务是治水，治理渗漏水、溢出水保护周围岩体内部结构的稳定性，从而有效提高隧道工程安全质量。其次要使用锚杆提升岩体的稳定性，通过对周围岩体锚杆，在周围岩体形成锚固力，稳定岩体以防脱落碎石，从而实现加固岩体的目的，有效提高隧道工程安全质量。

有些时候，周围岩体已遭受到侵蚀，那么需要对周围岩体进行注浆加固，将洛木素、聚氨酯或者水泥浆液注入周围岩体，待水泥浆液或是化学浆液凝结后，就可以有效提升周围岩体碎块的粘结力，实现加固岩体的目的，从而有效提高隧道工程安全质量。如果周围岩体外部受到侵蚀，除了治水稳固岩体，还需要在隧道外的岩体、山体锚杆支挡，预防山体滑坡、岩体塌落等自然现象，从而有效提高隧道工程安全质量，为隧道周围居住的人们群众提高安全保障。

如果衬砌外周围存在着各种大小空隙(如超挖而没有回填等)，要采取回填措施，用砂浆或混凝土将围岩空隙回填密室。如果隧底存在厚度不大的软弱不稳定的岩体或有不稳定的填充物，可以采取换填办法处理。

对于衬砌的加固主要还是依靠平时的检测，如果发现衬砌裂损，就要对衬砌及时进行压浆加固。压浆加固适用于衬砌裂损已经停止或者裂损速度缓慢，那么可以通过对衬砌裂缝部注浆压浆，从而稳固衬砌，提高其使用寿命。一般压浆选用环氧树脂浆，且选择非雨季进行施工。同样的衬砌裂损已经停止或者裂损速度缓慢的情况下，如果裂损位置无法使用压浆加固，例如顶部以及裂缝自外而内走势由低向高的情况，那么就需要采取嵌补加固。嵌补加固先处理裂损部位，然后填充环氧树脂浆或者环氧混凝土嵌补，最后使用水泥砂浆封口。在锚杆加固周围岩体后，可以在锚杆上喷涂一层混凝土以达到加固衬砌的目的，从而大大提升锚杆的加固效果。

衬砌顶部是最容易发生裂纹、裂缝的地方，因此对衬砌进行检测时一定要仔细检查衬砌套拱，如果发现存在裂纹、裂缝要及时采取相应手段进行修理，问题状况严重的要大修。

如果衬砌已经受到严重侵蚀或裂损，承受能力无法得到保障，维修加固收效甚微，那么这时候最好的方法就是重新建设衬砌以节约维修成本。如果仅有衬砌墙角发生移动而不下沉和隧道道路路面岩土隆起时，可在衬砌增设混凝土支撑以扩大基础。若是隧道底部周围岩体被侵蚀软弱下沉，或者对隧道底部填充过多以至于隧道底部岩土上鼓时，可以加设仰供，以保证隧道工作整体质量的安全。

4 结语

随着科学技术的不断进步，我国工程质量也得到进一步的提高，减少施工安全事故和工程使用安全事故。隧道工程作为有效提升出行效率的交通基础设施，不仅建设国民出行路程距离，同时有效提高出行效率的质量，但是隧道工程的安全问题也不容小觑，在相关部门的综合规划下，有关隧道养护单位需要合理的科学的制定隧道病害检测周期性方案，对检测出来的大大小小的问题需要实时解决，从而大大保障人们群众日常出行的安全，保障公共交通基础设施可稳定性、可靠性、安全性，促进我国社会经济和平发展，为我国隧道工程行业做出贡献。

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The highway tunnel lining inspection and maintenance reinforcement effect analysis

Wang Jun

(ShanxiPingyuHighwayLimitedLiabilityCompany,Jinzhong031800,China)

This paper introduced the importance of lining in tunnel engineering, analyzed the common diseases of tunnel, elaborated the tunnel lining inspection and maintenance reinforcement method, and discussed its maintenance reinforcement effect, so as to improve the safety quality level of tunnel engineering.

tunnel, lining, disease, maintenance reinforcement

1009-6825(2017)21-0164-02

2017-05-16

王 军(1978- )，男，工程师

U457

A