公路隧道病害成因分析及治理研究

2020-11-27保善银

商品与质量 2020年15期

保善银

重庆中环建设有限公司重庆 401120

公路隧道路段施工结束之后，在实际应用期间受到多种因素影响，会发生各种隧道病害的风险，不利于公路上各类车辆的安全运行，所以需要施工单位在公路隧道施工过程中，对往常会出现的病害问题有着较为全面的认知与理解，进而利用有效的病害干预措施做好隧道病害防治工作，促使高速公路在后续的运营中有着非常好的应用质量与安全性，各类由于隧道病害问题导致的道路交通事故风险也因此大大降低。

1 隧道病害因素

1.1 自然因素

隧道受环境湿度、环境温度及混凝土水化热的影响非常大。隧道受环境温度下降的速度和收缩变形的影响，冬季由于温度过低，引起混凝土收缩变形程度最大，综合其他因子，导致中长隧道或者短隧道很容易出现衬砌开裂。由于隧道区域有断裂层的出现，受围岩压力、地下水和温度等多方面原因的影响，隧道受压不均匀易导致隧道裂缝、仰拱隆起等病害的出现。衬砌结构与岩土体之间有空洞存在，当地下水流经该区域时，随着地下水量的积累，空洞内部会对二衬结构产生水压力，最终可能造成衬砌结构产生裂缝破坏，导致隧道发生渗漏水现象[1]。

1.2 施工因素

（1）仰拱结构回填混凝土防腐蚀微膨胀效果达不到设计要求等级，混凝土在水浸和水腐双重作用下，使腐蚀水沿混凝土内部毛细水型式延伸至其内部，进一步腐蚀混凝土内部结构，致使隧道底部结构强度减弱，隧道底部承载能力下降，混凝土结构的腐蚀膨胀、细集料损失软化，将导致隧道路面出现局部开裂、隆起、沉陷等病害。

（2）衬砌厚度不足。隧道中二次衬砌厚度不足对隧道的安全稳定具有非常大的影响，其厚度不足区域由于受力作用易出现掉块、开裂、渗水等病害。二次衬砌结构裂缝对渗水具有一定的加速作用，地下水通过衬砌裂缝易渗透到衬砌结构内部，衬砌的开裂与渗水具有相互促进效果。

（3）衬砌背后空洞。整理隧道检测资料时发现，隧道衬砌结构开裂、渗水的主要诱因是隧道二次衬砌与初支间脱空及初支与围岩间不密实。由于衬砌背后有空洞，隧道结构的受力状态发生了改变，其变化打破隧道衬砌承受限度时，二次衬砌结构拱腰上部区域易发生裂缝破坏。当衬砌背后空洞汇集足够数量的地下水时，地下水会沿着空洞表面缝隙渗入二衬结构，引起钢筋结构腐蚀破坏。

2 公路隧道病害成因分析及治理

2.1 嵌缝补强

公路隧道在应用过程中，若衬砌出现少量裂缝，并且裂缝不深、宽度较小，这不会对衬砌结构完整性造成不良影响，同时，隧道裂缝也可处于一个相对稳定的状态，此时，在处理上可以选择高强度砂浆完成对衬砌裂缝的补强。在具体处理时，应当沿着裂缝的具体延伸范围，通过处理形成楔形槽，槽宽不得小于5cm，深度要与裂缝深度相接近，并且要将槽做成外窄内宽形式，利用清水完成相应的清洗后，通过高强度水泥浆、环氧树脂砂浆嵌补，使公路隧道的性能能够得以恢复[2]。

2.2 注浆加固

施工人员在具体应用注浆加固技术时，需要做好如下工作，从而保证灌注浆的注浆堵水效果：

（1）施工人员需要应用钻孔设备在确定的位置进行钻孔，不能出现钻头偏移钻孔点的情况，而且钻孔后施工人员需要及时按钻孔深度对孔内残余土体进行清理，以免出现注浆操作时管道通畅性不佳的问题，使得灌注浆材料可以完全渗入到隧道溶洞、裂缝等处。

（2）进行灌注孔孔洞设计施工时，要求施工人员参考注浆区域的岩石体条件及渗水、涌水的方向，最终选出最佳的注浆孔进行渗水封堵及隔离处理。

2.3 锚喷加固

针对裂缝相对较多的公路隧道来说，如果裂缝较浅，发展缓慢，在实际处理过程中，可以通过喷射混凝土方式对出现的裂缝进行补强处理。利用喷射的混凝土，可以使结构中出现的裂缝紧密结合，避免出现松动问题。同时，受隧道喷射过程中压力作用的影响，下嵌裂缝内深度较大，这也就会使裂缝发生粘结闭合，从而使衬砌的承载力可以得到进一步提高，达到补强裂缝的目的。

2.4 内表面补强

如果隧道二衬由于材料质量差引发出各种问题，通过对比狭窄范围内衬砌出现掉块现象，但是，并未发生漏水，此时，可以利用玻璃纤维、碳纤维等不同类型的板材，将其适当地粘贴到衬砌表面内，实现对衬砌变形和开裂开口的合理控制，有效避免公路隧道出现剥离、剥落、掉块等各种不良现象。补强隧道纤维板自身重量较小、施工方便，并且不易生锈，因此得到了广泛应用。但是，需要注意的是，该材料的受压能力相对较弱，在应用时，要充分考虑该项内容[3]。

2.5 锚杆加固与碳纤维粘贴防治

在锚杆加固技术方面，施工人员主要是利用锚杆对隧道病害施工区域进行整体加固，使隧道围岩、衬砌结构可以完整地结合在一起，确保隧道整体结构的承载能力显著提升，防止发生衬砌结构变形情况。在碳纤维粘贴技术应用时，施工单位可以选择具有重量轻、耐腐蚀及强度强的碳纤维材料，将其粘贴在衬砌层上，待衬砌层上生成复合材料CFRP后，便可以充分发挥出粘贴材料的特性，提升衬砌层极限承载能力及耐腐蚀性，防止隧道出现相关病害。