公路隧道病害检测与整治对策

石江维

摘要：隧道经过长期的运营会产生很多的问题，需要结合实际情况采取必要的衬砌损害检测，并结合病害问题进行必要的治理，以提升隧道工程运行水平，保障交通运行安全性，促进我国交通事业的发展和进步。

关键词：公路隧道；衬砌裂损；病害检测；治理对策

引言

公路隧道工程关系到我国社会经济的发展，与人们的日常出行密切相关，目前我国的公路隧道长时间运行就会出现衬砌裂损病害，要对病害选择合适的方法进行检测并有针对性的治理，解决公路隧道衬砌渗水、排水问题，保证隧道衬砌结构的稳定性，从根本上消除公路隧道因病害造成的安全隐患，保障公路隧道的通车运行顺畅、安全。

1公路隧道工程概述

建成于90年代处于泥质页岩地层的某软岩公路隧道，进口桩口与出口桩口分别为K154+843.09、K154+920.09，长宽高分别为77m、8.5m、6.2m。隧道采用先拱后墙的矿山法施工，围岩衬砌结构为单心圆拱直边墙，厚40cm、高2.35m，单心圆拱半径4.46m。在施工期间，公路隧道进口段上方的水渠多次发生塌方。隧道使用到现在衬砌表面已多处裂缝出现漏水，影响隧道洞内的行车。当冬天温度较低时，渗漏的水会在地面结冰，并在隧道内顶部形成挂冰，影响隧道内部行车安全。因为渗水使得隧道衬砌加速风化溶蚀，降低了承载力，影响了隧道结构的稳定性。

2隧道裂缝因素分析

2.1设计因素

（1）由于地质比较复杂，地质勘察工作比较粗糙，隧道围岩的级别划分存在差异，直接导致隧道围岩级别和设计方案不匹配。（2）不良地质区域的专项设计方案有不足之处，该情况也是导致隧道衬砌结构裂缝的一项重要原因。（3）设计理念相对传统，依然采用“先拱后墙”的施工方式，该方式易使隧道衬砌背后存在空洞，进一步导致隧道衬砌受力条件发生改变，导致隧道衬砌开裂。

2.2施工因素

（1）根据《公路隧道施工技术规范》要求，二次衬砌拆模时间应该符合要求：不承受围岩压力和外部荷载的拱、墙混凝土强度应大于5MPa；承受围岩压力和外部荷载的拱、墙混凝土强度应满足设计要求。通常施工单位现场操作时未按照规范要求进行施工，提前将二衬模板拆除，混凝土养护时间不足，混凝土无法达到规范或设计要求的强度，二次衬砌无法承受自重或外部荷载产生裂缝。（2）二次衬砌施作时机不对，过早浇筑施作二次衬砌，致使二次衬砌结构耐久性不足引起后期使用期间开裂，是由于隧道围岩自稳性较差，隧道开挖后未达到自问条件施作二次衬砌。第二个原因是由于隧道掌子面开挖距离二次衬砌间距不足，工序之间施工空间欠缺，掌子面跑破开挖震动对二次衬砌结构造成影响，此情况也会引起二次衬砌结构开裂。（3）小净距隧道二次衬砌时机未按照相关规范执行施工作业，左右洞掌子面开挖应相距2倍开挖洞径的距离，同时后行洞仰拱开挖面超过先行洞二次衬砌浇筑距离；后行洞仰拱开挖面落后于先行洞二次衬砌，当后行洞开挖作业形成临空面后，根据相关分析可知，小净距隧道左右洞距离较近，整个地层变形偏向于后行洞方向，当整个地层变形较大时，先行洞二次衬砌结构将无法承受地层变形而产生开裂破坏。

3公路隧道衬砌裂损病害检测

3.1隧道衬砌漏水

每当遇到雨雪天气，公路隧道内的渗水情况严重，天晴后渗漏情况好转直至停止漏水，这说明地表降水是隧道地下水的主要来源。地下水的另一来源是公路隧道进口处顶部的水渠，水渠的壁面是混凝土也会发生渗水。先拱后墙的矿山隧道施工法，会使衬砌有拱墙接缝等比较多的接缝，接缝的防水没有复合衬砌的效果好，也会发生渗水。而在施工时拱腰和拱顶会有空穴，之前因水渠发生塌方事故时难以将空洞填充密实，以及在隧道施工落地时也会使衬砌背后产生空隙，这些空穴、空洞以及空隙使得隧道地下水汇集在一起并形成流动通道，这也是公路隧道漏水的一大主因。另外，如果衬砌的厚度严重不符合要求，也会使衬砌出现纵斜缝，这样隧道内就会直接渗漏进衬砌后的地下水并成线下滴，在寒冷的冬天就会形成挂冰。

3.2公路隧道衬砌裂损病害的检测结果

现在各大科研院所和高校大多采用雷达技术探测公路隧道衬砌的施工质量，雷达法在确定缺陷的形状大小和深度方面比较精确，能够大范围进行检测，而且装备比较轻。探地雷达就是把高频电磁脉冲波射向地层，在传射过程中电磁波会碰到电磁性不同的介质界面，一些电磁波能量会转化为反射波折返，另一些电磁波能量能够穿透介质界面继续向前传播，当再次碰到介质界面时，又会转化成反射波返回，通过分析接收到的反射波和它所携带的信息就可以获得有关的物理信息，影响雷达法检测病害效果的关键因素就是接收的反射波强度和质量。除了采用雷达法外，测量该隧道的衬砌裂损的病害状况，还要辅用钻孔取样、测量和观察裂缝的方法。

4隧道衬砌病害治理

4.1空洞注浆

按照地质雷达的探测结果，隧道衬砌结构部分的背后存在着比较严重的空洞与空隙问题。因为这些问题的存在，导致备承载增加，导致围岩结构存在严重的软化。根据需要，在该位置上采用注浆的施工方式以提升其结构的承载性能，可以大大提升堵水效果，满足工程的正常运行。在规定的位置上布置注浆孔结构，使用钻机进行钻进施工，然后应用设备进行注浆施工，但需要在注浆孔的中间位置上设置排气孔结构，使得整个注浆施工结构性能达到标准的要求。根据工程的需要进行浆液的配制，并且要准备足够的浆液，以保证注浆施工可以连续进行。经过多方面的考虑，本次隧道项目应用单液注浆施工方式，具体配合比例为：水泥∶粉煤灰=8∶2，同时还需要加入一定量的膨胀剂。混合料制作结束之后，应该进行试浆处理，保证混合率达到0.85，且抗压强度在25MPa以上。应用物探法来确定空洞与空隙的相关信息，根据物探结果，确定渗透系数为1.20～1.25，确定1.20的损失系数，注浆量体积需要按190.51m3控制。

4.2衬砌结构补强

从相关的研究可以发现，衬砌结构补强层厚度已经达到35cm，此时就能够满足交通运行安全性的要求。拱部浇筑施工环节难度比较高，且极易存在空洞的问题，质量问题比较严重。在混凝土喷射施工环节，应该彻底解决该问题；边墙施工首先进行振捣，然后进行浇筑。因此，在拱部的混凝土喷射施工及边墙浇筑环节，在确保质量达标的情况下可以减少成本、降低难度。为了提升拱部结构的稳定性，应该根据新增加边墙的受力条件，可以通过锚杆来进行拱脚的加固处理。一侧拱脚应该设置2根锚杆，一般需要按照0.5m、2.5m的间距进行布置。为了保证衬砌结构与补强结构紧密连接，不仅要进行凿毛处理，还应该按照要求进行钻孔施工，然后插入钢筋，最后应用水泥砂浆进行填充施工。连接钢筋的结构上需要设置钢筋网，然后通过焊接连接，混凝土喷射施工环节，防止发生严重的振动问题。如果衬砌结构损坏严重，此时需要设置2层钢筋网结构，并且确定喷射厚度为15cm，分成3层进行施工。

4.3无压排水系统

该隧道项目运行时间比较长，存在的裂缝也比较严重，这就需要结合实际情况来设置无压排水系统，它可以有效预防地下水进入到隧道结构中，也可以在衬砌与补强层的中间位置上布置边沟，最后保证积水从隧道及时排出。对于面积比较大的渗透部分，可以合理地设置水孔，合理地设置花管，从而可以实现集中排水。

结束语

已经建设完成的隧道经过长期的运营使用，衬砌结构存在着比较严重的损害，导致出现渗漏与裂缝等方面的问题，交通运行安全性无法保证。因此，在隧道日常运营管理中，应充分、了解衬砌结构病害问题，选择合适的病害处理措施，保证交通运行的安全性。

参考文献

[1]王丽萍.公路隧道衬砌裂损病害检测与治理对策[J].交通世界,2017(16):104-105.

[2]左飞.公路隧道衬砌裂损病害检测及治理路径[J].中国标准化,2017(8):239.

[3]赖金星,谢永利,赵严峰.公路隧道衬砌裂损病害检测与治理对策[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2007(1):37-41.