關于隧道工程的相關問題研究

劉戰

【摘要】

本文以隧道工程為研究對象，針對相關問題展開了討論。文章首先介紹了我國隧道工程的發展現狀，在分析了隧道工程中存在病害問題的基礎之上，最后提出了對于我國隧道工程健康研究的意義。本文旨在為隧道工程的相關問題研究提供一些參考和借鑒。

【關鍵詞】隧道；病害；健康

一、我國隧道工程的發展現狀

近年來，世界各國長大隧道的不斷建成，無疑為世界隧道的大發展掀了起一股新的高潮。我國是一個多山的國家，山區面積約占總面積的三分之二，鐵路和公路一直是我國人民出行的主要交通方式。隨著生活節奏的加快和科技的進步，人們對安全、快捷、舒適、方便、經濟的運輸方式的需求日益突出。過去的道路盤山越嶺，既不經濟也不安全，已不能適應時代要求。隧道以其自身具有的改善線路，縮短里程和行車時間、提高運營效益等方面的優勢，在道路建設中的優越性越來越多地為道路建設者和設計者認可且被大量采用。

隨著我國國民經濟實力的不斷增強，特別是西部開發的不斷深入，公路和鐵路建設步入了高潮時期。在最近幾十年間，我國的公路里程將大幅度增加。而在交通大力發展的同時，我國可耕土地與道路建設用地的日益矛盾凸現出來，為了解決這一問題，隧道工程在建設中所占線路長度比例迅速提高，而這在客觀上極大的地促進了隧道工程的發展。

根據有關資料表明，我國大陸已建成鐵路隧道超過七千座。從最近幾年的建設規模和速度來看，鐵路隧道和公路隧道分別約以每年300km和200km或更快的建設速度在增長。目前，我國的隧道建設技術水平也有了很大的提高，隧道對我國的經濟建設與發展也起到了積極的推動作用。從隧道的數量、規模和建設速度來看，我國已成為世界上隧道和地下工程最多，最復雜、也將是今后發展最快的國家。

二、隧道工程中存在的病害問題

隨著我國隧道工程的快速發展，隧道工程病害問題日益凸顯。我國地域自然條件差異較大，隧道穿越的山體工程地質條件、氣候條件、水文地質和設計、施工、運營等條件復雜多變，早期修建的隧道經常出現隧道拱頂開裂、邊墻開裂、拱頂空洞、襯砌損壞、隧道滲漏水、隧道凍害、圍巖大變形、襯砌厚度薄、混凝土強度低、隧道內空氣污染等病害；另外，由于各方面的原因，隧道內部的照明設施不足等引發交通事故，也是可能引發災難性火災事故的隱患所在，甚至部分隧道在投入使用的前期就出現比較嚴重的隧道病害。因此，隧道的健康問題變得日益突出。

我國公路隧道的快速發展也經多年的經驗，但是目前隧道的運營狀況十分堪憂。隧道和其它地下建筑的維護與修繕問題是土木工程的主要任務。雖然我國目前多采用新奧法進行隧道設計與施工，隧道的建設成就世界矚目，但是隧道施工單位的良莠不齊和“重建設、輕維護”的理念，使目前隧道及地下工程健康問題嚴重。另一方面，由于我國隧道建設與維護的經驗相對國外來講，目前尚存在一定的差距，對隧道及地下工程健康的認識存在著嚴重不足。從目前現有的資料來看，滿足結構物功能要求的混凝土的耐久性可能只有60年左右，噴射混凝土就更低了，只能滿足30年不維護的要求。而一般混凝土結構物的使用壽命，都應該在100年以上，對于高速公路和作為運輸動脈的鐵路來講，隧道更應該成為道路的重中之重，成為隧道建設和維護的咽喉工程，延長隧道結構的壽命，將成為今后地下工程工作者的首要任務。

三、對于我國隧道工程健康研究的意義

1、隧道健康的提出

任何結構物都有其壽命，隧道和地下工程也是如此。為了盡可能延長其使用，我們必須要掌握在隧道使用過程中發生或可能發生的各種病害，并推進病害發生的原因，評價結構物的損失程度和研究是否采取相應的措施和對策，以延長其壽命，提高其服務功能。從結構物劣化曲線的意義我們可以清晰地認識到結構物及時維護的重要性和必要性，隧道和地下工程同樣遵循這個規律。

既然隧道和地下工程都需要及時維護，那就存在一個問題——這些工程都是隱蔽工程，怎樣才能知道此類結構物需要維護，到那種程度進行治理可最大程度延長隧道壽命，達到最佳效果。這就需要對此類工程病害的程度進行判定，需要一個判斷依據，使工程技術人員據此可以決定此結構物是否需要及時維護。到目前為止，還沒有一個較為權威的、被大家公認的可以接受的判斷依據。因此，如何對現役營運隧道或新建隧道等地下建筑物進行病害與災害預防和控制就顯得極為重要，成為目前公路與鐵路交通的研究重點和熱點問題。

近年來，有學者對隧道和地下工程的健康診斷做了一些研究。健康診斷，就是指結構在受到自然的(如地震、強風、洪水、地下水壓力與侵蝕等)、人為的破壞之后，后者經過長期使用之后，通過測定其關鍵性的指標，檢查其是否受到損傷。在允許的條件下，結合損傷識別技術，確定損傷的部位，評估損傷的程度，預測剩余的有效壽命。其主要任務就是判斷結構的損傷程度，可以從不同的層面進行理解。隧道健康診斷是指對影響隧道結構物安全性、耐久性的病害進行檢查和調查，并對隧道的病害進行分析，評價隧道的安全狀況，提出整治病害的對策和措施。隧道健康診斷主要包括對隧道病害的檢查、調查、分析和隧道安全性的評價，以及提出隧道病害整治的措施。

2、隧道工程健康診斷研究的價值

目前在公路隧道及地下工程健康方面的研究，主要側重于隧道病害，機理研究較少，處理方法探討較多，研究成果始終停留在較低的科學層面，這可能是目前公路隧道病害日益發育的根本原因。鑒于此，隧道及地下工程健康問題研究應遵循下述原則或思路：

（1）從病害現象上升到公路隧道及地下工程健康理念，公路隧道現行、結構形式、結構材料及隧道危巖構成隧道及地下工程健康的有機系統，采用系統論、多學科耦合方法實施公路隧道及地下工程健康研究。

（2）高度重視公路隧道及地下工程健康診斷機理研究，宏觀和微觀結合，建立健康頻譜，構建公路隧道及地下工程健康智能診斷機理。

（3）隨著我國公路交通事業建設的快速發展，隧道及地下工程健康狀況日益成為公路隧道養護中極其重要的環節，從公路隧道及地下工程健康因子、健康狀況惡化原理、健康診斷及健康控制等方面，推動隧道研究的科學進展，具有緊迫的現實意義。

【參考文獻】

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