隧道病害研究及其防治方法

隧道病害研究及其防治方法

作者：张智远

来源：《科技创新与应用》2014年第10期

摘 要：隧道对于公路和铁路交通来说意义重大，然而据统计在我国有相当多的隧道都存在着渗漏水、衬砌裂损、侵蚀、变形等等病害，这些病害直接影响隧道的质量，给隧道内行车带来了巨大的安全隐患，而且影响隧道的使用耐久性，使得隧道未达到使用年限之前就需要修理和维护，增加了维修费用，因此为提高我国公路和铁路交通运行的安全性，必须要对隧道的病害进行针对性防治。文章分析了隧道病害的类型及产生的原因，并讨论了防治隧道病害的方法。

关键词：隧道病害；成因；渗漏水；防治方法 前言

随着我国经济的飞速发展，无论是公路还是铁路交通都取得了长足的进步，在交通领域隧道是交通设施重要的组成部分，其质量的好坏直接影响隧道行车的安全，据统计在我国有相当多的隧道都存在着渗漏水、衬砌裂损、侵蚀、变形等不同程度的病害，这会导致地下水渗出、钢筋外露锈蚀以及路面翻浆损坏等严重的质量问题，一方面影响隧道的安全性、适用性和耐久性，另一方面也增加了用于维修和日常维护的费用，因此必须要了解隧道病害的形成原因，并有针对性的制定相关措施，防止病害的产生并最大限度减少病害带来的影响。 1 隧道病害的类型及成因 1.1 渗漏水

渗漏水是最常见的隧道病害，也是影响面最广的病害，其与隧道中其他病害均有一定的联系，例如衬砌裂损等会加剧水的渗漏，随着渗漏水的增多使得隧道结构内部钢筋更容易锈蚀，长期的渗水会严重破坏隧道结构的强度，因此随着时间的推移，隧道结构的裂损程度也会越来越大，而裂损程度越大渗漏水的量也越大，这样就形成了恶性循环，一旦达到一定的限值就可能发生隧道结构的失稳，产生衬砌成块脱落等现象，严重的可能发生塌方等事故；除此之外，由于渗漏水的影响，会导致隧道内部的用电设备损坏以及路面积水和冬季结冰等。

产生渗漏水的原因主要有：第一，防水材料性能不好，经过地下水的不断侵蚀，质量不好的防水材料会被渗透，从而渗水；第二，防水施工不到位，表现在对棱角、施工缝、变形缝等细部构造的防水处理不当和施工过程中对防水材料的损坏处理不到位；第三，由于衬砌开裂过程产生的张力破坏防水层；第四，设计不先进，由于我国在隧道设计方面经验的缺乏，在设计中没有充分重视防水的作用，使得隧道的防水功能不过关。 1.2 衬砌裂损

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衬砌是整个隧道工程最重要的结构组成部分，其承担了隧道周围地层的压力，对隧道的正常使用发挥巨大的作用。一旦衬砌有裂损情况，就会导致钢筋外露，发生钢筋锈蚀现象，并且加快了衬砌内部混凝土的碳化过程，大大降低了衬砌的耐久性能，并且衬砌一旦产生裂缝就会有大量的地下水渗出，因此衬砌断裂无论是对于结构的稳定性还是耐久性的危害均较大。 衬砌裂损的原因有以下几个方面：第一，在设计时对衬砌的受力预估不足，导致衬砌的厚度达不到力学性能的要求，第二，衬砌周围的围岩具有一定的膨胀性或周围土质有腐蚀性物质，第三，隧道在使用过程中由于车辆行驶造成的循环荷载导致衬砌的疲劳性损坏，第四，隧道在施工时所选用的原材料质量不过关或施工工艺控制不当造成的衬砌本身强度等级达不到设计要求。 1.3 路面破损

路面的破损包括路面裂缝、起拱、下沉、翻浆等，再加上隧道内光线昏暗，容易造成车辆在行车过程中视线模糊和轮胎打滑、底盘剐蹭等现象，为发生交通事故埋下隐患，也影响了车辆的行驶速度。

产生路面破损的原因主要有：第一，在施工过程中如果对道路的接触基面处理不恰当，很容易造成道床与结底板间出现施工裂缝，在运营过程中由于其它各方面因素的综合影响，极可能造成道床与结构底板之间剥离开来。加之在车辆的循环荷载作用以及地下水的流动会导致道床出现错动而产生横向的断裂，从而造成路面破损，出现翻浆冒泥的现象。第二，由于地下水流动致使道床混凝土中的氢氧化钙等化学物质被带走，降低了混凝土的强度，在长期作用下，致使混凝土出现裂缝，地下水的渗透作用及腐蚀作用严重降低道床混凝土及钢筋的强度，从而更容易导致路面的破损。 2 隧道病害的防治方法 2.1 注浆技术的运用

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。

2.2 结构抽换技术的运用

为限制衬砌裂损程度的进一步扩大，在注浆加固之外，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

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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。 2.3 隧道建设的合理施工

在隧道建设中，从设计、勘察阶段开始直到项目竣工都要对工程质量进行严格控制，在进行勘察时要充分了解施工所在地的地质情况，并进行相关记录，设计人员要充分考虑这些因素，对可能发生的隧道病害进行预判，充分重视隧道工程的防水施工，在施工过程中要采用合理的施工方法，如果在施工过程中发现地质情况有变化应当及时调整设计方案和施工工艺方法，事实证明，合理的施工是防止隧道病害的重要措施，可做到对隧道病害做到“事前控制”，降低病害发生的概率，减少日后的维修和维护，因此经济上最为合理。 3 结束语

隧道对于交通领域而言其重要性不言而喻，因此要对隧道中产生的各种病害要足够的重视，在隧道建设时要科学而合理地施工，以达到预防隧道病害的目的，而对于已经出现的病害，要根据病害的种类和特点采用合理的治理方法，使病害得到抑制和消除，以确保隧道的安全使用和使用寿命，使隧道在道路运输领域发挥出更大的作用。 参考文献

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