隧道病害成因及防治措施

吳有無

(貴州順康路橋咨詢有限公司)

1 隧道常見病害種類和成因

1.1 水害

(1)地下水滲透

地下水的滲透是導致許多隧道出現水害的重要原因，而造成地下水滲透的原因主要有三個:一是在開挖隧道時由于釋放了圍巖應力，改變了圍巖應力的分布狀況，并引起巖石中的水的徑流路線發生變化，導致隧道四周的水都往隧道方向匯聚，就如同“海底隧道”一般被水所包圍，因而容易出現地下水的滲漏;二是在原因一的基礎上，因為地下水徑流路徑發生了改變，進一步推動了圍巖應力的變化和調整，圍巖應力過于集中或過于分散就會造成地層的不均勻沉降和滑移，從而破壞隧道結構，導致隧襯砌結構開裂，使地下水“有縫可進”;第三是開挖隧道而引起的山體滑坡，導致隧道襯砌結構被破壞，或者是隧道經過礦區采空區、地下水大量流失的地區等，這些地區容易出現塌方和沉降，這都會破壞隧道的襯砌結構，使隧道出現裂縫，讓地下水“有機可滲”。

(2)隧道施工遺留的滲水通道

在隧道施工過程中，由于操作不規范、監督管理不善等原因，導致隧道在建成之后遺留了許多的滲水通道，這是隧道水害的另一成因。例如在澆筑混凝土時沒有控制好比例，水灰比過大，導致混凝土結構中存在許多開放性毛細密水水管路;使用了和易性不良的混凝土拌和物，由于振搗不夠密實而造成混凝土結構上出現縫隙、小孔和生疏松層;襯砌混凝土材料不夠干凈，混油雜物，雜物在腐爛之后形成縫隙;道路隧道施工中的“三縫”沒有處理好;隧道防水板接縫部位以及破損部位沒有處理好，沒有按規范進行安裝，等。這些都是施工過程中人為導致的透水滲水病害。

(3)隧道的設計和規劃不合理

在進行隧道的規劃和設計時，需要事先對工程區地質狀況和水文狀況進行工程勘測，如果對隧道周圍的地下水水源、水位、水量、徑流路徑這些情況都沒有勘測清楚，或者數據不夠準確，那就會影響隧道的排水防水設計，導致隧道運營后水害頻發。

(4)隧道防水材料質量不過關

在采購建材等材料時，為了降低成本或者因一己私利而選購一些不合格、質量不過關的防水材料，由于抗滲抗腐蝕能力不足而導致隧道水害的發生，這也是比較常見的隧道水害成因。

1.2 襯砌破裂病害

導致隧道襯砌破裂的因素有很多，例如松動壓力、形變壓力、熱脹冷縮作用、物質腐蝕、圍巖應力不均、以及上面提到過的人為施工因素等，由于這些原因而導致的隧道襯砌破裂成為破裂病害，這是隧道最基本的病害形式，包括水害也是在襯砌破裂的基礎上形成的。隧道襯砌破裂會影響隧道整體結構的穩定，使襯砌結構的承載力降低，凈空變小，裂縫滲水，腐蝕洞內設施，造成道床翻漿和路面破壞，隧道供部襯砌結構碎塊掉落，還會危害過往行人和車輛的安全，影響隧道的安全運營。從以往的情況來看，造成隧道襯砌破裂主要原因還是施工設計和規劃階段工作沒做好，設計不合理、選擇了不合適的襯砌類型，導致襯砌結構無法適應圍巖的實際荷載，再加上施工方法不規范和管理力度不夠等，使隧道的工程質量大打折扣。

1.3 襯砌腐蝕病害

一些隧道所在地區的腐蝕性介質較多，而含有腐蝕性的水沿著襯砌的裂縫、各種小孔滲透到襯砌結構的內側，導致襯砌混凝土、砌石等結構發生物理侵蝕和化學侵蝕，形成了襯砌的腐蝕病害。造成襯隧道砌腐蝕的因素主要有三個:一是腐蝕性介質含量過高;二是被腐蝕物質抗腐蝕能力較差;三是地下和水地表水的活動為腐蝕提供了途徑。襯砌腐蝕會降低隧道襯砌的強度以及承載力，使混凝土結構松動，腐蝕性水滲透到鋼拱架還會導致鋼拱架的腐蝕，使隧道整體穩定性和安全性降低，對行車安全造成威脅，也使隧道的使用壽命大大縮短。

2 隧道常見病害的防治措施

2.1 隧道水害防治

要防治隧道的水害，主要從防水、排水、堵水以及截水這四個方面入手，建立一個全方位的隧道防治水害體系，因地制宜采取防治措施，綜合治理水害問題。就普遍的水害問題來說，我們一般可以采取以下的處置方法:做好地下水和地表水的截水措施，對于地質不利于截水施工的地區可以采取引排的方式，改變水的徑流方向，使之遠離隧道，同時往襯砌的背后圍巖、內部、以及隧道基地注漿，對于出現滲水漏水的部位設置引水管、飲水渡槽等排水措施，并及時封堵襯砌的變形裂縫和施工縫，對于出現水害比較嚴重的隧道還應該進行套拱加固。

2.2 襯砌破裂防治

隧道襯砌破裂病害的防治首先要從施工方面入手，做好隧道的設計和施工規劃，做好工程質量的監督管理，防患于未然。對于在隧道投入運營之后出現襯砌破裂，要及時消除其危害，并防止破裂的進一步擴大，同時對圍巖和襯砌結構進行加固加穩。在治理襯砌破裂的措施中比較常用的圍巖加固方法有治水穩固、注漿加固、襯砌背后空洞注漿等，對于襯砌的加固方法則有襯砌更換、壓漿加固、嵌補加固以及套拱加固等。

2.3 襯砌腐蝕防治

對于襯砌腐蝕的防治主要從導致襯砌腐蝕的三要素著手，做好施工前的勘察，分析腐蝕性介質的成分，采取針對性的防腐蝕措施，通過提高襯砌的密實度，提高混凝土結構和襯砌結構的抗腐蝕性，加強襯砌的外層排水防水措施，采用化學活性低的天然石料來作為襯砌的材料，以及注射防腐蝕將夜等，這些都可以有效提高襯砌的抗腐蝕性。

［1］陳力華.連拱隧道中隔墻偏移檢測技術及應用［J］.公路交通技術，2012，(3).

［2］李陽.淺析鐵路隧道滲漏水的原因與防治措施［J］.黑龍江科技信息，2012，(19).