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公路隧道衬砌裂损病害检测与治理对策

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：彭冲

[导读] 摘要：作为公路工程中重要组成部分，隧道施工由于涉及内容较广，很容易受到客观因素影响，埋下一系列安全隐患，威胁到后续的隧道通车安全。

        武汉市市政建设科研有限公司湖北武汉 430000
        摘要：作为公路工程中重要组成部分，隧道施工由于涉及内容较广，很容易受到客观因素影响，埋下一系列安全隐患，威胁到后续的隧道通车安全。公路隧道的衬砌结构会受设计图纸、施工技术、自然环境等因素的影响，从而导致隧道衬砌结构出现裂缝、渗漏等问题，严重影响了公路隧道的工程质量。通过对衬砌裂损病害的检测和治理，提高隧道质量和使用寿命，保护人民群众的生命财产安全。
        关键词：公路隧道；衬砌裂损；病害检测；治理路径
        近几年我国公路隧道出现衬砌裂损病害的现象越来越频繁，主要是因为公路隧道在施工过程中没有进行科学的技术规划，再加上当地长期受到地下水的腐蚀作用，导致隧道衬砌在使用寿命内就出现严重的开裂、剥离等问题，比较常见的发生衬砌裂损病害的部位包括隧道拱顶、拱腰和边墙等部位，不同部位的裂损情况也各不相同，需要采取针对性的检测和防治措施。
        1、公路隧道衬砌裂损病害的原因及分析
        1.1工程图纸设计
        因工程施工时间不同，设计理念与设计方案不符合现代道路隧道的施工质量标准。在初始的施工图纸中发现，缺少对公路隧道的初期支护设计，隧道的支护只有少量的喷锚支护，所以在长期使用中，隧道出现裂缝与掉块等问题。此次隧道工程的矢跨度较小，隧道埋深设计不合理，从而降低了隧道主体的承受能力，是隧道出现裂损病害的主要原因之一。
        1.2施工因素
        根据洞内坍塌部分与隧道较高部分没有填补牢固可以看出，当时公路隧道施工时隧道爆破质量较差，衬砌背后出现了大量孔洞。根据测量结果可以发现，部分地段的厚度没有达到公路隧道的厚度标准，且混凝土施工环节出现了混凝土裂缝等问题，降低了公路隧道的使用寿命。
        1.3自然因素
        对公路隧道周围的地理环境、水文条件、气候条件进行分析，发现公路隧道位于岩石风化度极高地区，气候较为干燥。在工程勘察时，并未考虑气候因素，从而提升围岩级别，导致衬砌结构出现诸多的安全隐患，而且该公路隧道水文条件较为复杂，存在大量地下水，衬砌结构薄弱受到流水的侵蚀，出现裂缝、渗漏等问题。
        2、公路隧道工程中衬砌裂损的病害检测
        公路隧道工程中衬砌裂损病害检测是一项系统工作，其中涉及内容较多，很容易受到客观因素影响，埋下安全隐患，危害到后续的通车安全。就公路隧道工程中衬砌裂损的病害检测工作来看，主要表现在以下几个方面：
        2.1渗漏水病害检测
        在公路隧道运营中，渗漏水是一种较为常见的病害问题，加强对其检测成为一种基础检测工作。同时，在渗漏水病害检测中，工作人员需要严格遵循检测标准和要求，综合衬砌腐蚀和钢轨锈蚀现象进行综合分析，并作为后续治理工作的主要参考依据，确定检测内容和强度。与此同时，渗漏水病害检测中，检测人员需要具备高水平的专业知识储备和丰富工作经验，能够了解到渗漏水病害的主要原因，切实提升病害检测效率，为后续工作开展打下坚实的基础和保障。
        2.2结构性病害检测
        一般情况下，隧道衬砌结构性病害中包括衬砌变形和裂损现象，更多的是集中在隧道衬砌裂缝、勾缝脱落或断面变形问题。这就需要检测人员在实际工作开展中，需要充分结合地质条件进行考量，检测周边地质结构压力情况，包括地形对检测精准度带来影响，确保结构性病害检测工作可以有章可循。
        2.3基底类病害检测
        基底类病害检测在公路隧道工程衬砌裂损病害检测影响较为深远，很容易受到地下水影响，致使衬砌周围出现空洞现象，进而导致衬砌开裂。针对此类问题，需要检测人员充分考虑不同衬砌结构形式带来的影响，综合计算衬砌受力情况，如果受力差异较大可能造成衬砌开裂问题出现。此外，基底类病害检测中，检测人员对施工方法对施工质量带来的影响深层次分析和检测，有助于降低其中的安全隐患，提升检测工作精准度。

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        2.4混凝土病害检测
        混凝土病害检测较之其他方式而言更加特殊，实际检测中，工作人员需要了解到混凝土病害对于公路隧道工程通车安全带来的影响。与此同时，混凝土病害检测中，混凝土配合比、搅拌时间、振捣和水泥含量进行检测，为后续公路隧道衬砌裂损问题治理提供充分的参考依据。
        3、隧道衬砌病害治理
        在进行隧道衬砌病害问题的分析与探测之后，能够将病害的形成做出如下2个方面的分析：（1）衬砌结构已经严重损害，并且处于危险的状态之下，可以立即采取必要的措施进行必要的补强处理；（2）衬砌结构渗漏问题非常严重，需要立即采取必要的防排水处理措施。从实际情况分析，前者主要是从2个部分来实现补强处理，即对背后孔洞进行填充和对衬砌结构进行加强处理；后者也是从2个角度出发，即进行导排与防渗漏处理。
        3.1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。
        3.2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。
        3.3无压排水系统
        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。
        4、结语
        工作人员根据国内外衬砌裂损研究取得的成果，充分吸取衬砌裂损治理经验，通过分析具体的病害原因，提出针对性的治理对策。在施工时要使用适当的材料，提高隧道工程建筑。对已经出现裂损病害的隧道工程，要及时发现问题所在，及时解决裂损。
        参考文献：
        [1]罗剑.公路隧道衬砌裂损病害检测与治理措施[J].工程技术研究.2020(02)
        [2]刘冰.隧道衬砌裂损病害检测与治理探讨[J].建材与装饰.2018(22)
        [3]马庆裕.隧道衬砌裂损整治技术措施浅析[J].山西建筑.2008(20)
        [4]江小强.隧道衬砌裂损原因及处治方法分析[J].中国建材科技.2020(02)
        [5]赵宗林.隧道衬砌裂损病害检测与治理对策[J].黑龙江交通科技.2017(03)