高速公路涵洞常見(jiàn)病害維修建議

徐文曉 代躍

河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司（450000）

高速公路涵洞常見(jiàn)病害維修建議

徐文曉 代躍

河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司（450000）

高速公路運(yùn)營(yíng)期間，涵洞長(zhǎng)期受地形、氣候、荷載、水流等因素的作用會(huì)產(chǎn)生許多病害，對(duì)涵洞的正常使用以及高速公路路基穩(wěn)定產(chǎn)生一定的影響，如果不及時(shí)采取相應(yīng)的措施，就會(huì)造成結(jié)構(gòu)的耐久性降低和使用壽命的縮短，通過(guò)合理的維修加固措施，可以提高結(jié)構(gòu)耐久性，延長(zhǎng)涵洞的使用壽命。

涵洞；病害；維修建議

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增強(qiáng)，交通基礎(chǔ)建設(shè)得到了飛速發(fā)展,尤其是高速公路建設(shè)發(fā)展迅速。涵洞作為高速公路排水構(gòu)造物，雖構(gòu)造簡(jiǎn)單，規(guī)模較小，但在高速公路中的數(shù)量和比重很大，是高速公路建設(shè)中重要的組成部分之一。高速公路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，涵洞長(zhǎng)期受地形、氣候、荷載、水流等因素的作用會(huì)產(chǎn)生許多病害，而涵洞的質(zhì)量直接關(guān)系到高速公路路基穩(wěn)定性，因此分析對(duì)涵洞常見(jiàn)病害產(chǎn)生原因及維修方法，對(duì)預(yù)防涵洞的病害具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

涵洞病害成因是多方面的,總的來(lái)說(shuō)包括設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)三個(gè)階段，任何一個(gè)階段做的不完善都會(huì)導(dǎo)致病害形成。涵洞設(shè)計(jì)之前的地質(zhì)勘測(cè)不夠詳細(xì)，對(duì)涵洞的基礎(chǔ)、整體設(shè)計(jì)埋下了不確定因素，直接對(duì)設(shè)計(jì)造成影響。涵洞設(shè)計(jì)采用的材料考慮了強(qiáng)度方面要求，忽略了對(duì)環(huán)境造成的影響和耐久性的要求，設(shè)計(jì)采用的防水材料不能滿足實(shí)際使用功能，涵洞設(shè)計(jì)埋深不合理，沒(méi)有按照設(shè)計(jì)文件、施工規(guī)范要求施工,混凝土養(yǎng)護(hù)不足導(dǎo)致原始缺陷,地基處理不達(dá)標(biāo)，都會(huì)產(chǎn)生許多病害。

1 涵洞常見(jiàn)病害類型

1.1 影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性病害

涵洞頂部出現(xiàn)縱向、橫向裂縫，滲漏水或變形；涵洞兩側(cè)出現(xiàn)滲漏水、開(kāi)裂、變形或傾斜；沉降縫拉開(kāi)、錯(cuò)位或填料脫落；涵底鋪砌沉降或破損；涵洞基礎(chǔ)沖刷；涵洞洞口端墻、翼墻開(kāi)裂或傾斜。

1.2 影響使用功能病害

通道凈空不夠?qū)е抡Ｍㄐ惺茏瑁缓卒伷龆逊e淤泥等雜物，影響正常過(guò)水功能；洞口雜物堆積或植被茂盛,影響過(guò)水能力；混凝土表面缺陷如麻面、空洞、露筋等；砌體結(jié)構(gòu)表面風(fēng)化、勾縫脫落[1]。

2 涵洞病害原因及維修

2.1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性病害原因及維修

1）裂縫產(chǎn)生原因

3)針對(duì)航道通航能力的仿真研究。船舶交通流仿真是以離散事件仿真為基礎(chǔ)而逐漸興起的科學(xué)研究方法，當(dāng)前，MATLAB[6]、ARENA[7]等軟件的熟練應(yīng)用為這一研究提供技術(shù)支持。仿真研究的關(guān)鍵在于仿真模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，其中船舶、船舶交通流的生成是要解決的主要問(wèn)題，當(dāng)前采用蒙特卡洛方法[6]和元胞自動(dòng)機(jī)方法[8]相結(jié)合的方式來(lái)解決該問(wèn)題。仿真方法的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)在于仿真結(jié)果的輸出及結(jié)果分析，通常根據(jù)仿真輸出參數(shù)對(duì)航道通航能力進(jìn)行分析與評(píng)估。[6-9]

涵洞頂部和兩側(cè)表面出現(xiàn)短且細(xì)裂縫的主要原因是受溫度和混凝土收縮影響，此類表面裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)整體受力幾乎沒(méi)有負(fù)面影響。涵洞頂部和兩側(cè)出現(xiàn)長(zhǎng)且寬的結(jié)構(gòu)性裂縫的主要原因是混凝土保護(hù)層厚度偏小或配筋不夠、混凝土齡期未達(dá)到要求、沉降縫的設(shè)置不太合理、涵洞長(zhǎng)期經(jīng)受超越設(shè)計(jì)荷載等級(jí)的重型載重車輛碾壓等原因所致。

對(duì)于寬度小于0.15 mm的非結(jié)構(gòu)性裂縫，建議采用表面裂縫封閉法處理；對(duì)于數(shù)量較多、寬度在0.1～1.5 mm的裂縫,建議采用壓力注漿修補(bǔ)處理，涵洞兩側(cè)豎向、斜向裂縫壓漿應(yīng)自下而上進(jìn)行，涵頂縱、橫向裂縫壓力注漿沿裂縫走向進(jìn)行。維修裂縫時(shí)，應(yīng)使裂縫口表層工作面平順、干燥、無(wú)油污。

2）滲漏水產(chǎn)生原因及維修

涵洞各節(jié)段間產(chǎn)生不均勻沉降，引起結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、錯(cuò)臺(tái)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、錯(cuò)臺(tái)導(dǎo)致滲漏水；涵節(jié)間沉降縫處填料脫落導(dǎo)致滲水；涵洞頂部與兩側(cè)交界處滲水是因?yàn)橛晁疂B入涵周填土,而排水設(shè)施不完善，導(dǎo)致涵周填土含水量超標(biāo)，積水從涵洞滲出。

對(duì)涵洞各節(jié)段間不均勻沉降、沉降縫處填料脫落出現(xiàn)滲漏水等，建議采用浸透瀝青的麻絮填入處理好的縫隙中，然后用水泥砂漿將縫口填滿、壓實(shí)、抹平的方法進(jìn)行封堵。對(duì)涵洞頂部與兩側(cè)交界處滲水，建議對(duì)涵洞外側(cè)涂防水瀝青，同時(shí)改善路面及涵周填土排水設(shè)施。

3）基礎(chǔ)沖刷產(chǎn)生原因及維修

雨水長(zhǎng)時(shí)間沖刷導(dǎo)致涵洞底板鋪砌被沖刷損壞、進(jìn)出口基礎(chǔ)被沖刷掏空。

對(duì)基礎(chǔ)局部沖刷，建議采用水泥砂漿砌片石填實(shí)，修復(fù)洞口、洞底鋪砌層；當(dāng)水流流速特別大時(shí),建議設(shè)置配套的緩流設(shè)施，如消力池；當(dāng)水流中泥砂較多時(shí)，建議在進(jìn)水口處設(shè)置沉砂池，既起到沉砂作用又可以消耗能量減緩水流速度，還要及時(shí)清理洞口淤泥，疏通進(jìn)出口的溝槽，避免堵塞；若設(shè)置陡坡涵洞，則不需設(shè)置緩坡段。

4）洞口端墻、翼墻開(kāi)裂或傾斜產(chǎn)生原因及維修

因基礎(chǔ)不均勻沉降而發(fā)生傾斜時(shí)，建議采用擴(kuò)大基礎(chǔ)的方法對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行處理，先將原有基礎(chǔ)外側(cè)洗刷干凈，然后按原基礎(chǔ)加寬30 cm，新舊基礎(chǔ)必須結(jié)合堅(jiān)固；由于填土夯實(shí)不足而發(fā)生端墻、翼墻傾斜，建議挖開(kāi)填土，對(duì)端墻、翼墻外傾部分進(jìn)行修理，并夯實(shí)回填土,如果開(kāi)裂嚴(yán)重，必要時(shí)重新砌筑洞口端墻、翼墻[2]。

2.2使用功能病害原因及維修

1）通道凈空不夠產(chǎn)生原因及維修

設(shè)計(jì)考慮不完善或施工不規(guī)范導(dǎo)致通道凈空不夠，部分車輛通過(guò)時(shí)在通道頂部留下明顯刮痕。

設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮附近的車輛通行需求，設(shè)計(jì)合理的通道高度，施工時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和規(guī)范施工，對(duì)已形成的通道建議采取限高措施，防止超高、超載車輛經(jīng)過(guò)通道導(dǎo)致通道頂部出現(xiàn)刮痕和車輛受損，確保車輛、行人的通行安全。

2）涵底鋪砌堆積淤泥等雜物產(chǎn)生原因及維修

涵底縱坡設(shè)計(jì)不合理,導(dǎo)致涵洞內(nèi)排水不暢，使大量泥砂淤積。

建議根據(jù)設(shè)計(jì)涵洞所在區(qū)域內(nèi)排水系統(tǒng)的整體要求，參照規(guī)范合理布設(shè)涵洞位置及數(shù)量，結(jié)合河道實(shí)際情況，適當(dāng)增大涵底設(shè)計(jì)縱坡，降低出水口的高程，確保涵洞具有足夠的宣泄能力，滿足排水需求；在涵洞進(jìn)出口設(shè)置沉淤井，以防止泥砂淤積。

3）洞口雜物堆積或植被茂盛產(chǎn)生原因及維修

養(yǎng)護(hù)過(guò)程中未按照相關(guān)規(guī)范及時(shí)清理洞口雜物，造成此類病害出現(xiàn)。

建議養(yǎng)護(hù)部門依據(jù)規(guī)范及涵洞自身實(shí)際情況，及時(shí)對(duì)洞口的雜物及植被進(jìn)行清理，恢復(fù)涵洞正常排水功能，確保涵洞流水通暢。

4）混凝土表面缺陷產(chǎn)生原因及維修

施工過(guò)程中采用的模板表面不光滑或者模板表面過(guò)于干燥導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生麻面現(xiàn)象；設(shè)計(jì)時(shí)鋼筋密集，澆注混凝土?xí)r振搗不密實(shí)、漏漿等，都會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生空洞現(xiàn)象；混凝土保護(hù)層厚度偏薄引起鋼筋銹蝕露筋病害。

建議先將混凝土表面松散部分清除，直到露出完好的混凝土，然后對(duì)鋼筋采取除銹措施，最后采用高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土或水泥砂漿進(jìn)行修補(bǔ)。此維修過(guò)程中要保證新補(bǔ)的混凝土密實(shí)、表面平整，與原混凝土結(jié)構(gòu)牢固結(jié)合。

5）砌體結(jié)構(gòu)表面風(fēng)化、勾縫脫落產(chǎn)生原因及維修

常年經(jīng)受溫度、濕度等環(huán)境交替變化，砌體結(jié)構(gòu)受熱、受力不均勻容易導(dǎo)致砌體結(jié)構(gòu)表面風(fēng)化,部分，勾縫易脫落。

對(duì)砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓注水泥砂漿加固；對(duì)砌體表面風(fēng)化現(xiàn)象，建議采用水泥砂漿抹面，抹漿前先將砌體結(jié)構(gòu)表面松動(dòng)剝落的部分清除，然后將其表面潤(rùn)濕、洗刷干凈，抹面厚度約2 cm，要保證表面平整、干凈；對(duì)砌體結(jié)構(gòu)勾縫脫落部分，建議將損壞的灰縫鑿除，清除砌縫中的雜物，然后用水泥砂漿重新勾縫。對(duì)勾縫脫落嚴(yán)重的建議局部拆除重新砌筑。

3 結(jié)論

涵洞作為高速公路重要組成部分之一，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些常見(jiàn)病害，為使涵洞能夠正常發(fā)揮其作用，增加其使用壽命，建議在設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)中，按照相應(yīng)規(guī)范設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)，積極采取有效措施預(yù)防、處理病害，共同努力保證涵洞安全，提高涵洞工程質(zhì)量，確保高速公路路基穩(wěn)定。

[1]JTG/T D 65—04—2007,公路涵洞設(shè)計(jì)細(xì)則[S].交通部部頒標(biāo)準(zhǔn).

[2]JTG D60—2004,公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S].交通部部頒標(biāo)準(zhǔn).