浅析公路隧道病害及其防治对策

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摘要：公路隧道中经常出现渗漏水、隧道冻害、衬砌裂损等质量病害，威胁到了隧道工程的结构安全，对正常施工和运营都造成不利影响。文章简要分析了公路隧道常见的质量病害，并探讨了其防治对策。

关键词： 隧道病害；渗漏水；隧道冻害；近年来，我国的公路隧道建设事业取得了长足的进步，但由于我国地域辽阔，各地自然条件差异很大，地质及水文条件复杂多变，一些设计理论和方法还不十分成熟，再加上施工和运营管理不善，导致公路隧道病害问题变得日益突出，大大弱化了公路隧道的使用功能，影响了正常行车，甚至危及到行车和养护人员的安全。因此，探讨公路隧道的病害及其防治对策意义重大。

一、公路隧道渗漏水及防治对策

1.公路隧道渗漏水的形成原因

（1）隧道防水层失效。公路隧道复合衬砌中铺设的防水夹层是防渗漏的第一道防线，它是通过防水材料在结构的迎水面形成一个防水隔层。此防水层失效原因有：一是原材料防水性能达不到要求；二是结构变形过大或裂缝过宽，导致防水膜断裂；三是防水层的完整性有缺损，其搭接部位施工不过关，致使地下水通过此处渗入结构内部。

（2）隧道接缝防水失效。隧道施工常因施工需要和隧道变形需要而设置伸缩缝、沉降缝、施工缝，这些接缝处的渗漏最为常见。尤其是变形缝处的渗漏，较难根治。主要是因为弹性密封膏普遍不易做好，并且变形缝的搭接处也不易形成一个封闭的防水圈。

（3）衬砌混凝土结构自防水失效。衬砌混凝土结构自防水措施尽管采用了防水混凝土，但由于施工和养护不当，也可能导致衬砌混凝土结构自防水失效。

2.公路隧道渗漏的防治对策

（1）提高防水夹层的防水性能。公路隧道复合衬砌中铺设的防水夹层首先应选择性能优良的防水层材料，要求其具有足够的拉伸强度和应力应变性能，以及耐腐蚀和耐老化性能要好。对防水板的施工宜采用无钉铺设及双缝热焊工艺，以提高防水板的完整性。

（2）增强隧道接缝防水。为防止弹性密封膏过早膨胀而失去止水功能，可对弹性密封膏作缓膨胀处理，加入缓膨胀成分，降低其膨胀速率，提高弹性密封膏与混凝土基面之间的密实性。此外，还应对止水带接茬处进行打磨整形并可靠胶合，并尽量将接茬处设置在隧道下排水坡度较大处，以便水流顺畅。

（3）合理选择渗漏的治理方法。对于隧道已经出现的渗漏问题，应采取“堵排结合，多道设防，综合治理”的原则，因地制宜，如在施工缝和渗漏水量较小的大面积渗漏部位，可采取“以堵为主，堵排结合”的措施，而变形缝和渗漏水量较大的集中漏水部位，则应采取“以排为主，堵排结合”的措施。

二、公路隧道冻害及防治对策

1.公路隧道冻害成因

公路隧道围岩结构中存在渗漏水时，由于冬季低温水会结成冰，使结构产生冻胀变形，此变形即使在夏季也不能完全恢复，如此反复结冰和融化，使得残余变形累积而成为大的变形，最终导致裂缝等质量病害的产生。

2.公路隧道冻害防治对策

（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。

三、公路隧道衬砌裂损及防治对策

隧道衬砌裂损是隧道病害的主要形式，其降低了衬砌结构的安全可靠性，缩短了隧道的使用寿命，甚至危及行车安全。

1.隧道衬砌裂损成因研究

（1）设计方面的原因。大多数隧道工程地质和水文地质条件复杂多变，许多隧道只进行了较少的地质钻孔，并且深度也有限，难以确保地质资料的完整准确，从而导致围岩级别划分不准、衬砌类型选择不当，如对膨胀性围岩地段未采取曲墙加仰拱衬砌，断层破碎带、褶皱区等局部围岩未采取相应加强措施，偏压地段未采用偏压衬砌等等，导致衬砌结构与围岩实际荷载不适应而引发裂损。

（2）施工方面的原因。施工方法不对，质量管理不善，导致施工质量低下，如施工测量放线发生差错、欠挖、坍方等造成局部衬砌厚度偏薄，有的施工时拱架支撑变形导致拱部衬砌产生不均匀下沉，拱顶出现早期裂缝，过早拆除模板支撑，使衬砌承受荷载过大而出现裂损。

2.隧道衬砌裂损的防治对策

（1）预防措施。采用地质雷达探测、开挖面超前钻探方法等加强地质勘探工作，正确选择施工方法和衬砌断面；改善混凝土的性能，提高其防腐和抗裂性能，采用先进的施工技术设备，大力推广光面爆破，锚喷支护，减少施工对围岩的扰动，提高衬砌的密实度和整体性，增强永久性衬砌的抗裂、抗渗性能。加强施工质量管理，减少人为因素导致的衬砌裂损。

（2）整治措施。对于出现的隧道衬砌裂损，应加强观测，掌握裂缝变形情况和地质资料，并对渗漏水、腐蚀等病害，一并综合进行整治。对于小裂缝，又无渗水时，可用水泥浆嵌补，即在裂损处凿槽并填充环氧树脂砂浆或水泥砂浆；开裂严重，但拱圈基本无较大变形时，可进行素喷或网喷混凝土；裂损严重，拱圈有多道裂缝，并且对承载能力有较大影响的，应进行拆除重建，并进行锚网喷或喷射早强钢纤维混凝土。

四、结束语

总之，针对公路隧道的质量病害，我们应遵循“预防为主、防治结合、对症下药”的原则，从勘察、设计和施工阶段把好隧道的质量关，从源头上提高隧道抵抗各种病害的能力，以防质量问题的进一步扩大和引起其他次生质量病害。

参考文献：

陈亚林.隧道塌方原因与处理[J].西部探矿工程.2006(10).

作者简介：赵泽(1971-10)，男(汉)，辽宁人，工程师，本科，研究方向：隧道施工。衬砌裂损