探討高速公路隧道病害處治技術

■趙慶湖 ■中鐵二十二局集團第三工程有限公司，福建 廈門 361000

高速公路隧道在長時間使用過程中，受到人為因素、設計因素、施工因素、地質因素等條件的影響，易發生各種病害問題，嚴重影響高速公路隧道的正常通行，甚至會危機人們的生命安全。針對高速公路隧道的不同病害，仔細分析病害成因，有針對性的采取有效防治措施，保障高速公路隧道的通行質量，延長使用壽命，推動我國高速公路隧道的可持續發展。但是無論是多么科學的理論，如果不付諸于實際行動也只能是紙上談兵，希望更多的隧道施工人員和設計人員能夠轉變觀念，提高認識，積極主動的參與到隧道病害防治技術的討論中來。

1 高速公路的作用

隨著經濟的發展，高速公路越來越受歡迎，對我國的經濟發展起著越來越重的作用，加速了現代化進程。高速公路建設健全了我國交通網絡的布局，完善了各行各業發展的需求，推動了高速公路周邊城市的經濟繁榮和發展。而且在運輸速度方面，高速公路有著明顯的優勢，例如:改造后的中國京滬高速公路比原有公路節約旅程時間約80%。據不完全統計，我國高速公路里程只占所有公路總里程的2%，但其所產生的效益卻是公路總效益的30%左右。修筑高速公路雖然花費高，用地多，且人力物力都是很大的付出，但行車速度之高，通行能力之大，交通事故率之小，是其他交通方式所不能比擬的，并且投資費用很快就可以得到回償，所以，高速公路越來越被政府重視，成為大力發展的對象。

2 高速公路隧道病害類型和成因分析

2.1 襯砌侵蝕

我國很多地區的高速公路隧道地基土壤中都含有大量的腐蝕性介質，襯砌背后存在大量的腐蝕性地下水，這些地下水會沿著隧道襯砌的孔洞、毛細孔、變形縫以及工作縫逐漸滲流到襯砌結構的內側，對襯砌混凝土灰縫和砌石發生化學性或者物理性質的侵蝕作用，導致高速公路隧道襯砌侵蝕。

2.2 襯砌裂損

高速公路隧道的襯砌裂損主要包括仰拱破碎、拱腳下沉、襯砌空洞、襯砌腐蝕破壞、襯砌開裂以及襯砌變形等形式。根據高速公路隧道襯砌開裂的走向，可以分為斜向裂縫、環向裂縫和縱向裂縫，隧道邊墻和拱部的斜向裂縫和縱向裂縫嚴重損害高速公路隧道的整體結構，造成高速公路隧道掉塊、結構變形甚至發生塌落，導致隧道襯砌結構的承載能力下降。

2.3 凍害

高速公路隧道滲漏的地下水沿著襯砌結構裂縫逐漸滲漏，在低溫環境中，滲水點的出口位置形成掛冰，隧道邊墻形成冰柱，特別是在施工縫位置，會出現很多的滲水點，發生明顯的結冰現象，如果不及時清理，掛冰體積會越來越大，嚴重危機行車安全。另外，高速公路隧道中的水溝也經常因為結冰堵塞，導致排水設施難以正常運行，水溝槽和水溝管被凍裂。路隧道凍融交替是由于自然環境氣溫的變化，在高速公路隧道的規劃設計過程中，如果沒有充分考慮到凍脹性土的特性，高速公路隧道的排水設施如果被埋在凍結圈中，在寒冷的冬季，這些排水設施很容易發生冰塞，從而導致高速公路隧道凍害。

2.4 水害

(1)涌水和漏水。高速公路隧道涌水和漏水會嚴重損害機電系統設備，銹蝕照明設備，影響高速公路隧道的正常通行，降低機電設備的使用壽命。同時滲漏水還導致混凝土襯砌發生剝落和風化，從而損壞襯砌結構，并且軟化圍巖，導致圍巖發生變形。還有一些高速公路隧道的地下水中含有很多腐蝕物質，會侵蝕路面，造成路基混凝土堿化。

(2)襯砌積水。高速公路隧道中地下水和地表水逐漸向隧道滲流匯集，隨著水壓力的增大，經常出現拱腳下沉和襯砌破裂，隧道圍巖結構泥化或者軟化，并且在寒冷地區容易形成圍巖凍脹和冰脹，隨著時間的推移，隧道襯砌附件的地表水離析土層，造成襯砌空洞。高速公路隧道水害最根本的原因在于高速公路隧道施工過程中破壞了山體內部水系統的平衡狀態，使高速公路隧道成為地下水集聚的區域。一些施工單位在施工之前，沒有根據高速公路隧道的設計要求，全面了解施工現場的水文地質情況，對襯砌周圍地下水的水質、流向和水量勘察不夠細致。并且，在高速公路隧道施工過程中，監理不到位，一些施工單位使用了質量不合格的防水材料。

3 高速公路隧道病害處治技術

3.1 隧道滲漏水整治方法

地下水在高速公路隧道病害成因中，是最活躍、最具破壞力的因素，隧道滲漏水病害治理難度最大，其治理效果能夠綜合反映隧道整治質量。隧道治水的具體措施就是防、排、堵、截等相結合。主要采用堵水注漿技術、滲透水引排技術等。

3.2 隧道襯砌結構破損整治研究

整治襯砌裂損病害，以保障為前提，優化為目的。首先應該穩固襯砌結構進一步破損。可通過注漿、增加支擋、錨干等方法對襯砌加固并在此基礎上結合病害特征，制定相應完善的整治方案。如果襯砌破損裂縫交錯分布，密度較大，并且出現結構物剝落，使原襯砌失去使用功能，則應該考慮拆除并新建襯砌。結語:隨著我國交通基礎設施的建設，高速高速公路網逐步向越來越多的山區鋪設，隨之高速高速公路隧道的建設量也越來越多。同時，對隧道病害系統完善的整治需求日益突出。

3.3 注漿技術

通過向圍巖和襯砌之間注入水泥或其他材料制備的漿液，填充到襯砌背后的孔洞中，并充分滲入混凝土結構的產生的裂縫中，使之在漿液固化后被封堵起來，可有效阻隔地下水滲漏，同時通過注漿的方法來加固圍巖，可使圍巖與襯砌形成一個統一的整體，有效提高圍巖和襯砌的承載力，防止結構的變形以及裂縫的擴大。另外，在路面施工時在路面以下注入防水漿液，使之滲入到地層中，可大大降低地層的透水系數，防止由于地下水滲透導致的路面的下沉和翻漿。

3.4 結構抽換技術

為限制襯砌裂損程度的進一步擴大，在注漿加固基礎上，還要對隧道的自然邊坡進行改造，以通過改變隧道和病害處的空間關系的方式來阻止病害的遷延，實際工作中，可采用對隧道進行支撐的方式來抵抗結構的繼續形變，常用的支撐為鋼架支撐;另外，可采用將已裂損結構拆除重砌的方式，利用設備懸吊已裂損的部分襯砌，然后用靜態破碎技術拆除這部分混凝土，并對原有結構進行支撐，防止其失穩，而后利用強度高一個等級的混凝土重新補砌，使新舊混凝土完美結合在一起。

4 結束語

高速公路隧道病害是高速公路病害的主要表現，病害對隧道結構的穩定性以及整體安全性造成影響，隧道病害處治是一種技術難度大、風險高的特殊工作，處治絕不允許失敗和再次處治。利用有效的方式進行隧道病害檢測，在檢測與分析的基礎上，根據病害的嚴重程度、病害類別等，綜合比較各種處治方案后確定安全、合理的設計方案。

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