公路隧道病害检测与处治方法研究

公路隧道病害检测与处治方法研究

陈国亮

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摘要：随着社会经济的快速发展，我国交通建设脚步越来越快，与之相应而生的是隧道数量的不断增加。隧道大多建在地质条件复杂的山区，长期无人对其进行维护。且经过多年运营，必然会出现影响隧道正常运营的病害。如衬砌出现裂缝，并且裂缝没有得到相应处理并任其发展，随之而来的还有渗漏水，围岩变形等更为严重的隧道病害。处理隧道现有病害，保障隧道正常运营已经成为越来越多学者关心的课题。

关键词：公路隧道；病害检测；处治方法；研究

引言

公路桥梁隧道作为我国基础设施建设的重要内容，也是区域经济发展的重要支撑，尤其是一些偏远山区，在客观自然因素的影响下，桥梁、隧道成为交通建设的首要内容，然而，在实际建设和运营的过程中，受到地形、地质及运输压力等因素的影响，公路桥梁隧道会出现各种病害，如渗水、变形等，安全隐患较大，一旦出现问题将会对人民的生命财产安全和国民经济发展造成严重的损失。对此，对公路桥梁隧道病害进行明确，采取针对性的防治方法十分有必要，对提升桥梁隧道的使用寿命和使用安全具有重要意义。

1公路桥梁隧道病害类型

1.1桥面系病害

桥面系与桥头两端道路密切联系，桥头两端路基出现相应缺陷也会导致桥面系病害，两端路基病害主要有:路基整体性下沉、因台背填土施工不规范导致桥头跳车、路基两侧边坡塌陷下沉和挡土墙病害等。桥面道路主要病害有:路面裂缝、路面下沉和变形等。然而，在桥面系施工中，伸缩缝经常不被引起重视，导致其在运营中出现相关的质量缺陷，具体病害有:止水带堵塞、破损，伸缩缝周围混凝土破损，伸缩缝型钢裂变和型钢挤坏等。

1.2裂缝

裂缝这种病害在高速公路路面中是较为常见的，看似小小的裂缝却会对高速公路路面造成严重的损伤，甚至会影响正常行车和交通安全，一般裂缝包括3种类型，分别是：①横向裂缝。这种裂缝产生的位置并没有一定的规律性，也不会集中在一个位置出现，裂缝宽窄不一，通常裂缝会与路面中线近于垂直关系，而且周围会出现少量的支缝。假如未及时处理这种横向裂缝，其将会沿着路基延伸，产生更大的裂缝；②纵向裂缝。这种裂缝产生的位置主要是路面接缝、路肩边缘、紧急停车带，裂缝的宽度、大小不同，朝向与行车方向呈垂直关系。

1.3路面坑槽

在温度和交通荷载的不断影响下，高速公路的沥青和骨料之间的黏附力逐渐下降，进而产生空隙，路面积水会进入到沥青表面，停滞在沥青和骨料之间，然后在交通荷载的作用下形成水动力，在水动力的作用下会迫使沥青膜与骨料逐渐脱离，最终形成坑槽。

2公路桥梁隧道病害主要原因

2.1外观检测结果

1）衬砌开裂。隧道衬砌开裂使运营存在较大安全隐患，四角山裂缝在洞门、衬砌处均较发育且分布较为密集，斜向、环向裂缝交错分布，裂缝长度多大于2m，宽度多小于0.3mm，其中衬砌裂缝局部较大，尤其在边墙位置。2）边墙渗漏水。隧道渗漏水病害会对隧道安全性产生十分严重的影响。四角山隧道内衬砌存在多处渗漏水病害，且伴随有白色晶体析出。

2.2地质雷达检测结果

地质雷达测线共为五处布置，分别是隧道左侧拱腰、左侧边墙、拱顶、右侧边墙、右侧拱腰。其中在拱顶二衬脱落区段即K0+300～K0+350段，在拱顶测线两边均增设2条测线，对该区域重点探测。测线布置断面简图如图5所示。检测中采用剖面法连续扫描方式，同时采用测量轮触发方式测距并记录里程。电磁波在衬砌混凝土中的传播速度标定试验在明洞上进行，标定电磁波波速为0.12m/ns。

2.3路面沉陷

路面沉陷出现的原因主要包括3个方面。第一，基层不平稳。通常沥青面层厚度会受到基层表面平整度的影响，假如沥青层的厚度不同，在行车之后会出现沉降情况。第二，载量超限。高速公路行车的载量超限也是导致路面沉降的主要问题，根据相关研究，假如在一辆载重10t的车辆上增加5t，其对路面结构造成的破坏就会扩大6倍。第三，路基刚度不够。路基刚度会影响路基承受荷载时抵抗变形的能力，假如刚度不够，那么在交通荷载作用下就容易出现沉降情况。

2.4坑槽

坑槽病害出现的原因主要包括以下几个方面。第一，车辆在行驶过程中存在漏油问题，这些滴落的汽油会侵蚀路面，进而出现坑槽。第二，高速公路缺乏日常养护，在出现脱皮、网裂等病害时未及时处理。第三，沥青膜缺乏覆盖，在后期雨水、车辆荷载的作用下，混合料的性能逐渐下降，出现裂缝，进而扩大为坑槽。

3隧道病害处治

3.1衬砌结构加固整治方案

对不同的加固技术的优缺点进行了分析。经过对比，推荐采用（裂缝灌注+贴碳纤维）钢带补强加固方案。针对隧道二衬厚度不足和出现裂缝的段落，首先对出现裂缝或渗漏水的地段进行处治，对裂缝采取碳纤维布和灌注裂缝胶的形式修补，原施工中出现塌方的地段加入自进式锚杆稳固围岩，病害处治完毕后对二次衬砌表面架设环向和纵向钢带，钢带厚度为5mm，采用粘钢胶和膨胀螺栓固定钢带，确保钢带和二衬共同受力。

3.2干裂缝处治

四角山隧道两侧边墙、拱腰有新出现的斜向及环向裂缝，会对隧道结构受力及耐久性产生不利影响，必须对其存在的裂缝病害进行处治。1）采取表面封闭法对宽度＜0.2mm的裂缝进行治理，值得注意的是，在使用表面封闭法时，应用钢丝刷先将裂缝周边的粉尘、砂浆清楚干净，使得衬砌混凝土暴露。然后用高压风机吹散后在表面涂刷改性环氧砂浆。它能将裂缝封闭，从而防止裂缝进一步发育。2）采用低压注浆法对宽度＞0.2mm的裂缝进行治理，低压注浆法是通过将改性环氧树脂灌注入裂缝中，从而达到遏制其进一步发育的目的。

3.3渗水病害处治

隧道渗水病害的处治可以采取以下几种方法。①注浆封堵法：一是结合渗水位置和面积，利用电钻在渗水缝位置设置注浆孔；二是利用快硬防水砂浆对注浆管进行固定；三是注浆；四是在注浆完成几天之后切除注浆管的外露部分，并利用防水砂浆进行抹平。②剔槽疏导法：此方法针对渗水量较大的渗水点，在渗水位置打孔放水，然后在打孔位置竖直凿出一条梯形槽，槽底与渗水裂缝衔接，并在槽中固定PVC排水管，将渗水引到隧道中央管道中。③增加横向排水管。假如隧道内排水管无法满足排水需求，就可以增加横向排水管，与隧道内排水系统形成闭合回路。

3.4路面沉陷病害处治

针对高速公路路面沉陷病害，在处治过程中，首先要到现场确定沉陷长度和面积，然后进行水准测量，在大概确定的长度基础上向两端延长20~30m，保证处治长度的准确性，进而在路面标记检测点，一般在沉陷深处设置一个代表性的检测点，反应其下沉深度，进而对其进行开挖和填充，进而采用灌浆法将路面高程恢复到原设计高度。具体操作需要先钻孔，找准钻孔位置，在明确的灌浆区域中结合间隔距离设置梅花形钻孔位置，在路面中间可以设置两排空隙，沿着路面边缘地区设置单排空隙。另外，还可以采用换土复填法，完全清理原本路基沉陷的填土，进而填充符合标准的新填土，一般是砂砾土和亚黏土，进而采取自上而下的施工方法，进行压紧密实。

结语

综上所述，公路桥梁隧道在施工建设和运营使用过程中会出现不同类型的病害，在处治之前需要明确病害类型，结合病害特征选择合适的处治方法，这样才能从根本上解决病害，确保其结构稳定性和运行安全性。

参考文献

［1］　《中国公路学报》编辑部.中国隧道工程学术研究综述·2015［J］.中国公路学报，2015，28（5）：1－65.

［2］　王梦恕，谭忠盛.中国隧道及地下工程修建技术［J］.中国工程科学，2010，12（12）：4－10.

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