一级建造师公路隧道病害及其防治

　　承德市某二级公路隧道于1999年竣工，全长361m。隧道内净空宽12m，高6.4m，结构采用复合式衬砌。隧道围岩为晶体玻质凝灰岩,岩体节理较发育,出口段风化严重。隧道内有断层通过，断层通过带和两端洞口衬砌加强段均采用厚50 cm 的模筑混凝土，其它段衬砌厚为90cm。隧道采用直墙围拱结构，墙体为现浇砼，边墙高2.65m ，断层通过段墙宽70cm，其它区段墙宽60cm。
工程建成运行至今，发现隧道衬砌局部出现裂缝,并伴有渗水现象,对隧道结构有重大影响的变形一处，隧道底鼓，边墙的变形，以及隧道衬砌的脱空现象严重。现对隧道病害及其防治简述如下：
　　一、病害的分类及成因
　　(一)病害的分类
　　公路隧道衬砌结构的病害一般分为表面病害和非表面病害两种。所谓表面病害即指肉眼可见的隧道病害，包括隧道衬砌开裂、严重错台及渗漏水等，非表面病害一般包括衬砌厚度不够，强度未达到设计标准及衬砌背后空洞等。该隧道存在主要病害有：1、表面病害：发现2条明显的混凝土裂缝，长度分别为5.2m、70m，宽度为0.33mm ；同时发现有49条衬砌施工缝渗水现象，渗水段施工缝累计长度为308.3m ，同时对隧道结构还存在重大影响的变形为一处隧道底鼓和一处边墙向内变形。2、非表面病害，隧道衬砌的脱空现象严重。(1)拱顶脱空现象比较普遍，累计脱空长度为221m 占整条线的61.1％，脱空厚度范围为3-10cm 。(2)左拱肩累计脱空长度为41m ，占整条线的11.3％，脱空厚度范围为7-8m。(3)右拱肩累计脱空长度为30m ，占整条线的8.7％，脱空厚度范围为3-12cm。
　　(二)病害成因分析
　　1.表面病害
　　⑴衬砌开裂。主要成因有未能预料的外力作用造成开裂，施%考/试大/工方法不适当造成开衬砌开裂，混凝土收缩开裂。
　　⑵衬砌混凝土渗水。主要成因有喷射混凝土厚度不够，防水板破损，衬砌混凝土密度不够，排水盲沟(管)堵塞或失效。
　　⑶衬砌变形。主要成因有地质原因(如软弱围岩、地层偏压及山体滑坡等)，设计不完善，施工原因，其他人为的原因(如在隧道附近取土采矿等)。
　　2.非表面病害
　　⑴衬砌混凝土厚度不够。成因主要有久挖，超挖末按规范要求回填。
　　⑵衬砌混凝土强度不足。成因主要有砂石料不合格，粗细骨料级配不合理，未严格按照混凝土配合比施工；施工中试件取样不规范。
　　⑶衬砌背后严重空洞。成因主要有超挖回填或未回填；坍方过大造成空洞；混凝土捣固不密；水灰比过大，混凝土干缩；两侧墙结构发生相对位移以至拱顶下沉。
　　二、隧道病害的治理对策
　　1.干裂缝治理方案
　　对没有渗漏水的环向干裂缝，一般采用注浆工艺进行治理。方法如下：用丙酮或无水酒精清除裂缝表面油污，沿裂缝表面每隔20—50cm 粘贴一个注浆嘴，然后进行封缝，封缝材料与贴注浆嘴可采用环氧胶，用丙酮进行试压，压力为0.3-0.5 MPa，如没有问题，就可进行注浆，注浆材料采用环氧树脂浆液。
　　2.渗漏水治理方案
　　隧道裂缝是产生渗漏水的根源，对隧道裂缝的治理应将裂缝与渗漏水的治理相合。治理原则为：排堵结合，对于隧道拱顶纵向裂缝渗水、漏水以堵为主，对于边墙集中涌水、施工缝渗漏水则以排为主。采取注浆封堵，渗漏水集中后凿槽加设塑料半圆管用防水砂浆抹平，将水引入水沟排出。
　　3.衬砌混凝土背后空洞治理方案
　　对于衬砌背后较大的空洞，建议采用混凝土输送泵，在衬砌混凝土上开口以泵送混凝土进行回填，然后再由洞内进行注浆加固。对因混凝土捣固质量差引起的衬砌混凝土密实度不好及局部背后存在小的空洞，只需从洞内进行注浆填充和加固即可。
　　注浆参数：孔深以穿透二次衬砌厚度为准，孔径50mm ；注浆压力0.75MPa；保压≥10min。
　　4.底鼓治理方案
　　对于隧道路面底鼓的治理采用结构抽换技术，结构抽换是指拆除隧道底鼓部位混凝土，拆除后对未拆除部位进行斜向注浆加固，然后施作仰拱钢筋混凝土，仰拱部位回填，重新施作新的混凝土路面。
　　5.墙变形治理方案
　　对边墙变形部位采用套衬补强技术。套衬补强是指在原衬砌混凝土表面再灌注一定厚度的混凝土，一方面抑制原混凝土裂缝的发展，另一方面与原衬砌混凝土共同作用成为新的承载结构。其技术要点：套衬混凝土的厚度不低于20cm ，使用钢筋混凝土，要保证隧道净空断面要求，套衬混凝土要与原混凝土衬砌结合成一个整体。
　　6.断层带加固方案
　　断层带采用注浆加固增设仰拱方案，注%考/试大/浆作为加固围岩的一种手段，在隧道病害治理中所起的作用主要表现在加固地层以提高围岩的承载力和充填衬砌背后空洞使衬砌均匀受力，从而达到阻止衬砌结构继续变形或破坏。浆液能充填岩体裂(孔)隙(洞)，降低地层透水系数，同时能够修补衬砌混凝土结构裂缝，达到加固和阻水的双重目的；通常采用的浆液有普通硅酸盐水泥(或特殊)单液浆，水泥、水玻璃双组份浆液及化学浆液等。
　　三、结语
　　总之，公路隧道病害的原因十分复杂，多种因素交织一起，必须及时针对病害产生的原因，综合运用各种技术，采取合理的措施，本着“一次根治，不留后患”的治理原则进行整治。
　　参考文献：
　　浙江省交通设计院，公路隧道设计规范，北京：人民交通出版社，1990年。考试大