浅析公路隧道病害成因分析及治理

文/中铁十六局集团第三工程有限公司 余敏

公路隧道病害的种类比较多，影响因素也比较复杂，例如地质方面的因素，施工方面的因素等都可能造成公路隧道病害的发生，所以做好公路隧道病害的有效治理工作，必须详细剖析公路隧道病害的成因。本文结合浙江省某公路隧道病害的调查研究，详细地分析公路隧道病害的类型及成因，以及如何有效做好公路隧道的病害处理工作。

公路隧道病害的主要类型及成因

衬砌裂缝

裂缝现象能够就隧道衬砌结构的受力情况直接反映出来，所以在研究公路隧道病害时需要做好裂缝的研究工作。按照裂缝的发展方向，主要将裂缝分为3种形式，纵向裂缝、斜向裂缝及环向裂缝。纵向裂缝的长度最大，对公路隧道衬砌结构的稳定性影响也最大，一般纵向裂缝在隧道的弓腰位置最容易发生，因此，隧道的弓腰位置是需要重点防止裂缝产生的部位。衬砌裂缝的原因结合受力情况分为结构非受力裂缝和受力裂缝,结构非受力裂缝是由于混凝土结构发生收缩或者是施工本身的质量因素引起的，经过大量的研究表明，隧道混凝土的衬砌裂缝主要是由于混凝土发生干缩，温度突然上升或下降引起。除了由于混凝土自身收缩或者自身的施工质量等因素导致衬砌裂缝的产生之外，外力也会导致衬砌裂缝的产生，这里的外力主要指的是地震力、地层压力及岩石的膨胀力等。导致衬砌受力裂损比较普遍的因素是当岩体被挖开之后，其原始的稳定程度被破坏，岩体的整体受到外力的影响而发生向洞内方向的移动，或者是局部不稳定岩块向着洞内方向塌落，无论是哪一种情况，在隧道开挖之后都会发生不同程度的变形，所以对已经完成关注的衬砌结构如果有不平衡荷载产生，就会发生不同程度的变形或者裂缝，例如剪切裂缝、扭弯裂缝等。还有一些是单独出现的裂缝，有的则是几种类型的裂缝同时出现，结合具体的裂缝方向及形状等，可以分析地层压力具体的分布情况及大小。

渗漏水

渗漏水也是公路隧道常见的病害，一般建设年限比较久的隧道发生的病害大部分都是渗漏水病害。分析公路隧道的渗漏水病害，结合渗漏水的具体情况，可以将渗漏水分为浸润、渗水、滴水、漏水、射水和涌水等，一般渗漏水情况发生的部位主要在纵缝、环缝、注浆孔等位置。分析公路隧道渗漏水病害的产生因素，主要是由于公路隧道在修建过程中，将原始的围岩体水系平衡打破，公路隧道成为了所穿过山体附近地下水集中的通道，如果隧道围岩与含水地层连通，而隧道衬砌的防水及排水工作做得不到位，必然导致隧道渗水情况的发生。

衬砌变形

判断我国公路隧道衬砌变形的情况，主要以净空位移测量的变形速度为基准。公路隧道衬砌变形主要包括断面变形、错台错缝、边墙下沉等，变形是由于受到外力变化因素导致。受到外力的影响，衬砌的拱轴形状发生变化，称之为断面变形，断面变形主要以横向变形为主。由于剪切作用导致错台错缝，一般在隧道的起拱线或施工裂缝位置有凸出错台或者凹进错台，主要原因是隧道的起拱线或者施工缝位置比较薄弱。边墙下沉是一个非常复杂的物理力学过程，与隧道围岩的性质，应力状态及维护方式等都有直接关系。当边墙发生下沉的时候，常常会伴随着隧道底板的变形。隧道底板隆起会导致隧道底上抬或者整体结构发生下沉，导致公路隧道发生变形或破坏，甚至造成隧道稳定性严重下降，严重威胁运输安全。

其他病害

除了上述病害之外，还有一些病害影响着公路隧道的质量。例如冻害、震害等，冻害一般发生在温度比较低的地区，例如东北地区，如果有冻胀性土存在，就会产生衬砌裂缝。公路隧道的震害大部分发生在地震多发地区，结合具体的震级情况，隧道病害的程度也大不相同，隧道震害的主要特征是衬砌裂缝明显，发生明显的渗漏水现象，情况严重则会产生隧道衬砌结构塌方，影响隧道的正常使用。

如何有效地治理公路隧道病害

关于衬砌裂缝的治理

公路隧道工程往往将裂缝发生情况作为评价裂损程度的依据，裂缝发生的因素也非常复杂，一般是多方面的因素共同影响的结果，所以需要具体问题具体分析，明确裂缝类型，针对性地采取应对措施。如果裂缝属于非受力裂缝，治理的时候可以采用骑缝注浆法、直接涂抹法等，对受力裂缝需要在合理评估的前提下做好安全性评估工作，采取有效的应对措施进行治理。常用的治理方法有锚固柱浆法，挂网喷浆法等。当衬砌裂缝较为严重的时候必须将原有的结构拆除并重新设计，才能将裂缝问题彻底根治。

关于渗漏水的治理

渗漏水病害作为公路隧道常见的病害之一，治理方法也是多种多样，想要达到良好的治理效果，需要做好科学设计、科学选材、严格控制。结合长期治理渗漏水的经验，需要遵循排堵结合、多道设防、综合治理的原则，结合渗漏水病害的具体情况采取针对性的治理措施。例如横向裂缝或者不均匀受力产生的纵向裂缝，由于密封措施做得不到位产生的线状渗漏水等，不同成因采取不同的处理方法，选择合理的防水材料是关键。

关于其他病害的治理

针对其他病害的治理，以治理冻害为例，导致冻害发生的因素主要是积水和围岩岩性问题，所以需要采取综合措施进行治理，条件允许的情况下可以促进土壤的改造，或采取保温措施，防止坍塌现象的发生。如何有效地防止隧道震害的影响，最根本的措施是促进衬砌结构设计抗震等级的提升，以及柔性的提升，如果隧道工程已经建设完毕，需要采取有效的加固措施，增强隧道衬砌结构的稳定性，达到良好的抗震效果。

结语

综上所述，公路隧道工程与我国交通事业的发展有着直接关系，保障公路隧道的质量是保障交通运输事业长足稳定发展的关键，通过大量的实践经验表明，受到多方面因素的影响，公路隧道常常发生各种病害，所以有必要详细分析公路隧道病害的种类及产生因素，在此基础上，结合具体的病害程度及病害类型，选择有效的治理方法，将病害造成的不良影响降到最低，保障公路隧道的通行顺畅安全。