时间：2013-11-29 分类：交通运输
摘要：随着我国国民经济的快速稳定发展，对交通运输的需求量和等级要求越来越高，高等级公路的建设蓬勃发展，修建的隧道数量越来越多。但是由于设计、施工、地质等各方面的原因，导致一些隧道产生结构变形、开裂、错台、渗漏水等病害，大大降低了线路的级别，并威胁到安全运营，情况严重的使隧道失去使用价值，给国民经济带来巨大损失。因此加强对高速公路隧道病害处治技术的研究具有重大的意义。本文首先分析了高速公路隧道病害的类型及成因，然后详细探讨了隧道病害的处治技术。
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一、高速公路隧道病害的类型及成因分析
(一)隧道病害的主要类型
据有关资料统计，目前高速公路隧道病害主要表现在:
严重渗漏水、结构衬砌的腐蚀裂损、仰拱或铺底的变形损坏导致路面的破坏。几乎所有的隧道病害都与渗漏水有着直接或间接的关系，隧道结构的缺陷给隧道渗漏水提供了通道，隧道渗漏水的长期作用又会加剧隧道侵蚀破坏，特别是在围岩有地下水并具有侵蚀性的情况下，对衬砌和隧道设备的腐蚀更加严重。
在运营期间，地下水常通过混凝土衬砌变形缝、施工缝、裂缝甚至混凝土孔隙等通道渗漏进隧道中，造成洞内通信、供电、照明等设备处于潮湿环境而发生锈蚀、霉烂、变质、失效，若使路面积水，就会改变路面反光条件，引起眩光，造成车辆打滑，危及行车安全。
(二)隧道病害的成因
1、隧道渗漏水的成因
(1)隧道开挖对地下水的影响
①隧道开挖引起围岩应力的释放和重分布，改变围岩的力学特性和水的泾流路线，使周围的水向隧道内汇集和积聚，隧道处于地下水的包围中，给隧道渗漏水创造了条件。
②隧道周围地下水渗流场的改变，进一步引起应力场的不断调整，可能引起的局部应力集中、地层不均匀沉降或滑移面活动都将对隧道结构造成破坏，使得衬砌结构出现裂缝等，形成渗漏水通道，使隧道产生渗漏水。
③隧道开挖可能引起的古滑坡复活或新滑坡、或矿产采空区失稳、或大的塌方、或大量失水后的地面沉陷以及地震或人为诱发地震等都会破坏隧道衬砌结构，引起隧道渗漏水病害。
(2)混凝土施工中产生的渗漏水通道
①混凝土浇筑时水灰比过大，形成开放性毛细泌水管路。
②混凝土拌合物和易性不佳、混凝土质地不够均匀、水泥浆未能与骨料表面很好粘结、未能很好灌满捣实产生疏松层或留下各种形状的缝隙与孔洞，形成透水缝隙。
③衬砌混凝土材料中有杂物，腐烂后形成缝隙或孔洞。特别是在两环混凝土接缝部位，由于挡头板未拆除干净，腐烂后形成缝隙而漏水。
④\"三缝\"处理不当，产生的漏水缝隙。
⑤防水板安装不规范，未处理好防水板的接缝和破损部位，导致渗水，排水管路堵塞，等等。
2、隧道衬砌结构破损成因分析
隧道衬砌结构破损是指隧道衬砌开裂变形、片块剥离以及大块坍落。其原因概括起来有地质原因(如软弱围岩、地层偏压及山体滑坡等)、设计不完善、施工原因和其他人为因素(如在隧道附近取土、采矿等)。其中反映在施工方面的问题比较普遍,如强度不足、厚度不够、模板变形、拆模过早及浇筑时机不合适等。但地质原因在衬砌结构破损成因方面起主要作用，尤其是地基不均匀沉陷和山体滑移错动。
二、高速公路隧道病害的处治技术
(一)隧道渗漏水的处治技术
1、点、线状渗水的治理
对于点、线及裂纹渗漏水，一般采用凿槽引水与封闭堵漏方式。
(1)凿槽引排法
该方法是沿渗漏水缝隙或施工缝漏水处凿出U形或V形沟槽，深10～15cm;将凿好的沟槽冲洗干净，用5～10cm的半圆或圆形管紧贴槽底进行排水，排水管应避免断面过小或因水流中细小颗粒沉淀物将排水管堵塞;用堵漏材料将半圆或圆管压紧固定，最后用快凝水泥砂浆封堵，并涂一层聚氨脂或其他堵漏防水涂膜。凿槽应避免采用过密、过深的纵向水平暗槽，以免对衬砌结构产生削弱影响。在复合式衬砌段不宜穿透防水层。对于施工缝还可先埋设Ф6～Ф8注浆管，按自下而上的顺序注入水溶性聚氨酯或超细水泥浆，以充填细小裂缝。注浆后仍有渗漏可通过凿槽进行引排。
(2)封闭堵漏法
封闭法包括灌浆堵漏法与封闭堵漏法，适用于隧道渗漏水量有限且水流分散处，或衬砌混凝土密实性较差或网状深层裂缝产生的散渗，不利于引排的拱部施工缝、衬砌裂缝及个别出水点、面。采用封闭法，要达到完全止水是有一定难度的，往往是止住该处的漏水，但水会转向从附近的薄弱处漏出，还是需要配合排水管引排等综合整治措施。
2、面状漏水
针对面状漏水，衬砌上部(墙顶以上)应以封堵为主，使地下水向下部集中。而在衬砌下部(墙顶以下)，应以引排为主，局部伴有泥砂者以堵为主，要\"防、排、截、堵\"，相辅相成，使面漏变线漏，线漏变点漏，最后将点漏地下水封堵或由暗管引入排水沟。主要措施有：压浆、增加防水层、降低水位排水、增加排水管沟等。#p#分页标题#e#
(1)压浆
对于产生大面积渗漏水地段，其衬砌多存在较大的缺陷，如衬砌厚度不足、衬砌裂缝多、衬砌混凝土不密实、蜂窝麻面现象严重等，采取的措施应是治水与结构补强同时进行。即先对衬砌结构及围岩体进行注浆，减小衬砌后贮水空间与进入隧道内的地下水，使衬砌与围岩密贴，改善衬砌结构的受力条件。对围岩注浆是治理衬砌渗漏的根本措施之一。在注浆前应对注浆范围内的各种裂缝进行处理，防止漏浆。
①围岩内钻孔注浆
钻孔注浆适用于大面积渗漏水处，目前多采用Ф42或Ф50小导管注浆。导管可分为长导管与短导管。长导管长度为3～6m，兼有加固围岩作用，管壁上梅花形布置注浆孔。注浆孔视浆液扩散程度，孔距宜控制在0.5～3m之间。短导管一般深入围岩20cm，浅孔密布。注浆压力一般不超过0.5MPa。注浆材料可采用单一水泥浆、水泥、水玻璃双液浆或水泥砂浆。其注浆顺序是由无水向有水处依次压注，同时遵循由下而上的原则。在注浆过程中，应注意对既有衬砌的临时加固与变形观测，避免在注浆压力作用下加剧衬砌的裂损。
②衬砌内埋管注浆法
对于少量裂隙或施工缝处的漏水点，在衬砌混凝土内凿U形槽，找准漏水点，凿洞埋入注浆管，孔深为衬砌厚度的2/3。为防止跑浆，注浆管周围用塑胶泥牢固封严。但不能堵住注浆孔眼，待胶泥凝固后方可注浆。也可采取直接沿缝钻孔注浆，或在缝的两侧钻斜孔注浆。注浆材料多为水溶性聚氨脂浆液，注浆压力为0.5～0.6MPa。注浆压力达到设计终压后稳定10min，注浆孔不进浆或少进浆即可结束注浆。如果注浆时浆液串流太远，应间歇注浆。
(2)增加防水层
防水层目前主要有两种类型，一种是采用套拱加固衬砌新增完善的防、排水方案，一种是直接在衬砌表面增加防水涂层。当原衬砌外有一定的净空空间，且有结构补强需要，可增加套拱，在原衬砌层外与套拱之间新作防水卷材与环向、纵向排水系统，这样可取得良好的整治效果。
(3)引排地下水
既有隧道排水沟的排水能力不能满足地下水流量要求，边墙渗漏严重，路面翻浆冒水，地下水位比底板、仰拱的基面高或有可能引起土砂流失时，可采取加大、加深排水沟的措施，降低地下水位，排除基底地下水，满足排水要求。
(二)隧道冻害的处理
1、提高衬砌混凝土的抗渗抗冻能力
在混凝土拌合物中加入适量引气剂，在混凝土内部产生大量密闭、稳定和均匀的微小气泡，分散了毛细管渗水通道，从而提高了混凝土的抗渗能力，减少内部水分并降低冻害发生几率;微小气泡还可提高混凝土抵抗变形的能力。在隧道地下水丰富区段采用局部注浆的方法，使浆液材料凝固后充满围岩的节理，防止水在裂隙中的流通。此外，还应保证混凝土的施工质量，尽量避免意外中断混凝土的浇注，以防局部漏浆现象。
2、采取保温或供热技术
对于寒区隧道可在衬砌表面或背后设置保温层的做法，或者在低温时向隧道供热来避免衬砌背后排水通道的封冻，保证隧道的正常排水。
由于隧道的冻害多是由隧道渗漏而引发的次生问题，所以加强隧道的冻害防治，首先应采取措施做好渗漏的防治工作，保证隧道不渗不漏。
(三)衬砌裂损的防治
整治衬砌裂损病害，首先要消灭已有的衬砌裂损对结构及运营的一切危害，并防止裂损扩大。其次是采取以稳固围岩为主，稳固岩体与加固衬砌相结合的综合治理措施。稳固围岩的工程措施有：治水稳固岩体、锚杆加固岩体、注浆加固岩体、支挡加固岩体、衬砌背后空洞压浆、回填和换填等。衬砌更换与加固的方法有：压浆加固、嵌补加固、锚喷加固、套拱加固、更换衬砌等。
结语
高速公路隧道病害产生的主要原因有地质方面的、施工方面的、设计方面的和人为因素等，要认真地系统地分析，综合运用各种技术，由专业队伍来进行，治理的时机最好选择在通车前进行，要坚持\"一次根治、不留后患\"的治理原则，保证隧道的工程质量。
参考文献：
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[2]陈礼伟.浅析隧道病害调查方法与处理技术[J].现代隧道技术，2004.4.
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