隧道病害及其防治措施分析

2020-09-24林国军

运输经理世界 2020年13期

文/林国军

1 前言

近年来，我国经济的增长促进了交通运输业的发展进步，国家对于交通建设工程也越来越重视。但是，目前在隧道工程建设中依然存在着一些问题，阻碍了工程的实施，交通建设工作中很多地方有待改进。在隧道工程实施过程中，通常会遇到隧道衬砌混凝土渗水、漏水、裂缝等一系列病害，不仅影响了工程进展周期，在一定程度上也影响了整个工程的综合质量[1]。因此，在隧道工程建设时，工作人员应该根据实际的情况，对施工技术进行拓展创新，采取合理措施有效控制隧道病害的蔓延，进而推动整个交通运输业的发展。

2 隧道病害的种类及形成的原因

隧道工程建设是一项系统的工作，造成隧道工程出现安全问题的因素并非是单一存在的，而是由多种复杂的原因共同导致的。在实际工程建设中，几个问题交错发生，不仅影响了隧道工程的进展与质量安全，也阻碍了人们的正常出行。因地形与地质环境不尽相同，隧道病害的种类也各种各样。本文将介绍一些常见的隧道病害，并初步探索其产生的原因。

2.1 隧道的衬砌破坏产生裂缝

较为常见的一种隧道病害为混凝土的隧道衬砌发生破裂、渗水等现象。隧道的衬砌发生断裂，其中裂缝分为非受力和受力裂缝两种，衬砌裂缝使得结构的承压能力减弱，进而可能会影响到隧道整体的结构安全，增加隧道的危险系数[2]。另外，隧道衬砌一旦破裂会使其净空变小，导致外来的水源从裂缝中进入，腐蚀并导致其内部结构松动，可能会危害行人与车辆的安全，阻碍交通正常运行。

实际上，导致隧道衬砌出现破裂的因素多种多样，可能是因为外界的压力过大，也可能是源于外部的环境地貌或者是人为导致的病害。外界环境对隧道工程产生的影响可以通过先进的科学技术对其加以改善。但是，从以往的隧道工程建设来看，造成隧道衬砌出现裂痕的主要因素与施工方式有很大的关系。在一些隧道工程施工过程中，施工单位未能对隧道设计以及施工过程进行合理规划，进而导致了在实践过程中出现突发状况；另外，在隧道工程建设中，选取的衬砌结构无法与施工的外部环境相匹配，使得其承受能力减弱，进而降低了隧道的安全系数；员工职业素质较低，管理部门监察力度不到位，也会在一定程度上阻碍隧道工程建设进展。

2.2 隧道出现漏水、渗水的现象

由于不同地区之间存在着环境差异，在一些地区的隧道工程建设中常会出现隧道内部漏水、渗水等水害现象，这极大地增加隧道内部的湿度，导致内部设施受到腐蚀，影响其正常的工作运转效率；更严重的，还会造成隧道变形产生裂痕等问题。隧道的水害问题具有一定的发展周期，会导致周围土质的变形甚至造成隧道坍塌，为未来的使用埋下了一个安全隐患。

产生水害的因素有很多，地下水的渗入是一个重要因素。由于施工过程中缺乏合理的开挖手法以及施工规划，无意间改变了地下水的流径，使得隧道周围承受的压力增大，很容易造成地下水渗入。另外，一些贯通矿区或者地下水较多的隧道，在施工过程中稍微不注意便会引起塌方危险，导致地形破坏，进而影响隧道的内部结构，造成隧道衬砌出现裂缝，地下水渗入。

在隧道施工过程中，一些施工单位为了降低投资成本，会选择将不符合规定的防水材料应用到隧道建设中，进而导致隧道抵抗外来因素干扰的能力较弱，出现渗水、漏水的现象。治理隧道渗漏水应遵循“堵排结合、以排为主、综合治理”这一指导原则。此外，对于周围环境的勘测不准确，也会导致隧道的给排水等工程出现纰漏，进而致使隧道出现一系列的质量问题。另外，还由于缺乏相应的监督管理，使得施工过程中出现了一系列不符合规定的操作。

2.3 隧道内部遭到腐蚀的问题

隧道衬砌遭到腐蚀也是一个常见的隧道病害。一些隧道处于腐蚀性较高的地区，这些杂质通过裂缝、小孔等渗入隧道内部，对其进行腐蚀，影响了隧道的结构，也对内部的机械设施造成了负担，一定程度上降低了隧道的寿命[3]。隧道的衬砌遭到腐蚀之后会降低衬砌的承载能力，使得隧道中的混凝土结构发生形变。隧道内部造成腐蚀的原因一般是隧道的衬砌发生破裂。一些地域本身具有较高的腐蚀性，隧道衬砌无法长期抵抗其入侵，发生腐蚀现象。

2.4 气候原因而产生病害的现象

隧道建设一般都是穿山越岭，受到不同地形的影响，气候温差相对较大，使得周围的岩土层产生涨缩变化。一些隧道因为长期的使用而产生了一定的裂痕，而地下水会随之进入隧道内部，在温度降低之后，渗入的地下水会出现挂冰的现象；随着挂冰面积的不断增大，在一定程度上给隧道带来承载压力。

隧道建设中经常出现的排水系统会随着天气的变化而产生变化。在冬季时，由于环境较为寒冷，排水系统会因为冰冻而不能正常工作，进而导致大量的积水无法正常排出，遗留在隧道中，造成路面结冰的现象；同时，车辆在行驶过程中容易出现安全事故，造成不可挽回的后果。因此，在排水系统设计时应选用保温材质，充分保障排水系统的使用。此外，由于外界环境的变化，隧道内部的混凝土结构也会在热胀冷缩的过程中遭到破坏，使得承重结构受到影响。

2.5 欠挖原因而产生病害的现象

欠挖是隧道工程施工中的一项质量通病，欠挖即为隧道开挖轮廓线小于隧道设计轮廓线。引发欠挖的原因有很多方面：测量放样不准确；岩石爆破没有达到要求标准；工程施工出现掉块、塌落等现象；地质环境差等原因。

3 加强隧道病害防治的有效措施

3.1 提高员工的责任意识，完善工程规划

为了有效防治隧道的病害，有关部门应该综合实际情况，精确勘测施工地形地貌，设计出较为完整的项目流程。在隧道的水害防治工作中，要重点注意防水、截水以及排水等工作细节，建立全面的防治体系科学控制病害[4]。隧道排水是隧道正常运营的重要保障之一，设计时把好隧道防排水质量的第一道关。针对不同地区的地质问题，采取相应的防止地下水入侵的方式，比如：通过改变地下水的流经路线或者采取地下水堵截等方式。另外，还需要加强员工的职业素养，提升其专业能力；制定相对完善的员工制度，约束员工的行为规范，使得隧道工程可以按时保量完工。企业可以定期地对专业人员进行培训，提高其自身的应变能力。专业人员可以根据储备的相关知识，精确勘察隧道周围的情况，得出科学合理的施工规划。

在防治隧道衬砌破裂时，由于造成衬砌损害的原因较为复杂，就目前我国隧道工程建设水平来看，尚未有一个明确的治理方案，因此我们只能尽量降低该病害发生的概率。相关工作人员要对隧道衬砌进行定期检查，在发现问题之后及时采取补救措施。对于受损严重的衬砌，可以通过加固或者更换的方式进行防治，进而增加隧道的使用寿命。

3.2 加大监管力度，严格审查材料

在施工的过程中要加大监管的力度，降低施工时突发情况的概率，推进隧道建设工程进程。首先，监管部门要严格监督隧道的前期设计工作，保证隧道的设计符合周围环境的基本状况。对地质、地貌进行科学的侦测之后，结合施工的情况做出合理的项目规划；其次，在施工过程中要做好监察工作，对于材料的购买和使用的整个过程，都要派专门的工作人员进行实时监督；最后，在材料的选购过程要结合市场进行综合分析，在保证材料质量的同时，尽量降低投资成本。

相关的地质勘测人员应科学分析隧道周围的土质，根据实际情况采用相对较为合理的材料；针对特定的腐蚀性进行处理，降低隧道病害威胁。在监测施工过程中如果发生衬砌破裂等情况，监管部门要及时地进行上报，以便及时采取补救措施，同时相关工作人员还要加强稳固隧道内部，尽量降低资金损失。

3.3 降低冻害的有效措施

隧道产生冻害的一个主要因素是外部环境的干扰。因此，在这项防治工作中，我们一定要提升混凝土的抗冻能力，以减少这种现象发生。在隧道建设的过程中，混凝土中存在大量稳定的微小气泡可以在一定程度上减少渗水的通道，因此工作人员要充分搅拌用到的混凝土。另外，为了增加混凝土内部微小气泡，可以适当在里面添加一些引气剂。此外，在稳定隧道内部结构的同时，还可以加强其抗冻能力，减少混凝土内的积水。这样在天气发生变化时，就可以降低温度对混凝土的影响。

为了增加隧道的寿命，在选址时尽量避免一些含水量较为丰富的地区，以此有效避免隧道产生冻害现象。在建设隧道内部结构时，相关工作人员可以在较为脆弱的部分尽量添加一些保温材料，降低融塌的可能性；对于排水系统，要委派专业人员进行定期的检修，降低排水系统被冰冻的可能性，使得隧道内部的积水可以及时排出隧道。