高速公路及桥梁隧道病害处治方法

高速公路及桥梁隧道病害处治方法

周慧洁

      新疆源伟建设工程有限公司    新疆乌鲁木齐市    830000

摘要：高速公路隧道工程施工中，面临复杂性、系统性等特点，涉及多个施工环节和专业。施工环节出现细小问题，也会引发严重的质量安全问题。所以在施工时，要求按照工程实际情况，深入分析隧道病害问题，全面提升施工技术的科学性与适用性，不断加强质量管理与控制效果，从而保障隧道工程施工的安全性，最大限度地保障隧道工程的建设效益，维护高速公路运营的安全性。

关键词：高速公路；桥梁隧道病害；处治方法

1 高速公路桥梁隧道病害类型

1.1 路面沉陷

路面沉陷是高速公路病害的典型表现，在施工过程中，路基填筑的土质材料较差，或者路基尚未完善密实就进行下一步施工，这样致使高速公路在后期使用的过程中，受到地下水及车辆荷载的影响，出现不同程度的变形问题，致使路面沉陷。根据相关技术文件要求，假如局部下沉路面的深度超过10mm，就可以判断路面出现了沉陷病害，假如深度超过25mm，就可以判断路面出现了重度沉陷病害。

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。对于紧急停车带以及路肩边缘位置出现的纵向裂缝，会逐渐延边缘向内部扩大，成月牙形，这种裂缝有极高的危害性，容易导致路基出现滑移的情况。对于路面接缝，行车道部位的裂缝，主要是纵向条带状，会逐渐从两端末延伸到路堤边缘。③网裂。这种裂缝也就是网状裂缝，属于交错的疲劳裂缝，是由一个个多边形的小块构成的网络裂缝，其初始形态是沿着行车方向出现的单条或者多条平行的纵向裂缝，然后在纵向两缝之间出现斜向或者横向的连接缝，以此形成网状缝。

1.3 下部结构病害

下部结构中的桥墩主要将上部结构荷载传递到基础，基础再将荷载传到大地，路堤桥台除了将上部结构传递到基础外，还要承受上部结构荷载、衔接桥梁端侧路堤和抵抗台后填土压力等。由于桥梁下部结构不仅要传递荷载，同时还有抵抗荷载，在运营中也会出现相应病害。其中，基础工程主要包括刚性扩大基础和桩基础，刚性扩大基础主要病害类型有：基础下沉、基础滑移、基础倾斜、基础开裂和基础冲刷等；桩基础主要病害形式有：桩基发生挠曲变形、桩身混凝土剥落、桩基钢筋锈蚀、桩基失稳和不均匀下沉等。高速公路桥梁桥墩主要以重力式桥墩和桩柱式桥墩为主。其中，重力式桥墩主要病害类型有：墩身下沉变位、墩身开裂、墩顶混凝土破损、墩身混凝土破损和墩柱钢筋锈蚀等；桩柱式桥墩主要病害有：盖梁开裂、盖梁局部破损露筋、盖梁渗水及钢筋锈蚀、立柱混凝土破损露筋及钢筋锈蚀等。

2 高速公路桥梁隧道病害处治方法

2.1 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。钻孔的直径一般为75~85mm，采用垂直钻孔方式，结合设计标准，在钻孔设备钻至预设深度之后，插入直径为25mm的PVC管材，并且在管材壁上钻取单个小孔，利用泥浆处理空隙，在泥浆凝固之后进行灌浆操作。灌浆的过程中要结合实际情况调制浆液配比，水泥选择使用复合硅酸盐水泥，浆液配置好之后要充分搅拌，进而进行单管灌注。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。

2.2 隧道病害的治理措施

第一，渗漏水防治。在隧道病害成因中，地下水的破坏力非常大，水系活跃度高，因此导致水渗漏的治理难度大。通过治理效果，可以反映出隧道整体质量。在治理隧道水害时，主要采用防堵和排泄措施，比如排水技术、堵水注浆技术。在实际操作中，施工人员要注重地下排水系统的完善，针对地质不佳区域，要通过引排、节流等方式处理，合理设置转移通道，确保隧道远离水系。对于隧道内部的排水系统，要实行贯通处理，将引水管、引水渡槽、泄水管设置在渗漏水的衬砌位置。针对变形缝、施工缝位置，要使用遇水膨胀橡胶、止水带进行封堵。如果隧道水渗漏问题严重，则要使用套拱加固技术。第二，冻害的治理。隧道冻害问题多出现在寒冷地区，低温导致隧道水泥、围岩积水冻结，致使衬砌胀裂、边墙结冰，导致上述现象的原因有季节性冻结圈、低温、设计施工问题等。为了将水引出冻结圈，要注重结构层的加强处理，并做好接缝防水施工，选择具备抗冻性的防水材料，从而起到防治效果。但是上述操作的难度大，可行性不足，所以要采用加热、隔热处理法。选择隔热材料，设置在衬砌表面，保证围岩热量不会溢出隧道衬砌，确保隔热材料大于冰点温度，避免出现冻害问题。对于超低温地区，可采用加设保温材料、更换土壤等方式，降低冻结问题出现的概率。

2.3 常见高速公路隧道检测方法

一部分公路隧道病害是通过外观检测能直接得知，一部分需要借助相关设备进行检测。其中，隧道衬砌渗漏水和表面混凝土破损开裂较常见，可通过肉眼进行检查和维护，二衬厚度不足和局部混凝土强度不够等需采用相关仪器进行检测。如今，在高速公路隧道运营中，隧道无损检测技术应用较普遍，主要包括表观状态检测技术和内部状态检测技术。其中，表观状态检测主要应用于衬砌裂缝的检测，包括图形处理技术、BIM技术和三维激光扫描技术，图像处理技术采用高清相机对隧道衬砌表面进行图像采集，并通过计算机进行图像处理，从而对衬砌表面裂缝进行判断。伴随着3D技术的发展，三维激光扫描技术更直观地观测隧道衬砌表面，测量比较全面且精度较高，目前应用较广泛。内部检测技术主要针对衬砌混凝土内部隐性缺陷的检测，探地雷达技术其实就是根据电磁波传播时间差来检测衬砌混凝土强度和是否有孔洞存在，冲击弹性波技术利用弹性波原理，根据弹性波与衬砌内部砼发生共振作用，可直接反映混凝土抗压力学性能以及是否有缺陷。

3 结束语

桥梁工程和隧道工程作为高速公路建设中的重要组成部分，尤其在后期运营中应引起重视。正如人类本身一样，在高速公路运营中，桥梁与隧道也会出现不同程度的病害，为避免安全事故发生和不必要的经济损失，桥梁与隧道要定期做“健康体检”。针对目前高速公路桥梁和隧道的运营现状，总结了桥梁和隧道工程的主要病害类型和相关维护措施。公路隧道主要以混凝土无损检测和外观检测为主，对公路隧道衬砌渗漏水进行了成因分析。

参考文献：

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