隧道病害成因及防治措施

吴有无

(贵州顺康路桥咨询有限公司)

1 隧道常见病害种类和成因

1.1 水害

(1)地下水渗透

地下水的渗透是导致许多隧道出现水害的重要原因，而造成地下水渗透的原因主要有三个:一是在开挖隧道时由于释放了围岩应力，改变了围岩应力的分布状况，并引起岩石中的水的径流路线发生变化，导致隧道四周的水都往隧道方向汇聚，就如同“海底隧道”一般被水所包围，因而容易出现地下水的渗漏;二是在原因一的基础上，因为地下水径流路径发生了改变，进一步推动了围岩应力的变化和调整，围岩应力过于集中或过于分散就会造成地层的不均匀沉降和滑移，从而破坏隧道结构，导致隧衬砌结构开裂，使地下水“有缝可进”;第三是开挖隧道而引起的山体滑坡，导致隧道衬砌结构被破坏，或者是隧道经过矿区采空区、地下水大量流失的地区等，这些地区容易出现塌方和沉降，这都会破坏隧道的衬砌结构，使隧道出现裂缝，让地下水“有机可渗”。

(2)隧道施工遗留的渗水通道

在隧道施工过程中，由于操作不规范、监督管理不善等原因，导致隧道在建成之后遗留了许多的渗水通道，这是隧道水害的另一成因。例如在浇筑混凝土时没有控制好比例，水灰比过大，导致混凝土结构中存在许多开放性毛细密水水管路;使用了和易性不良的混凝土拌和物，由于振捣不够密实而造成混凝土结构上出现缝隙、小孔和生疏松层;衬砌混凝土材料不够干净，混油杂物，杂物在腐烂之后形成缝隙;道路隧道施工中的“三缝”没有处理好;隧道防水板接缝部位以及破损部位没有处理好，没有按规范进行安装，等。这些都是施工过程中人为导致的透水渗水病害。

(3)隧道的设计和规划不合理

在进行隧道的规划和设计时，需要事先对工程区地质状况和水文状况进行工程勘测，如果对隧道周围的地下水水源、水位、水量、径流路径这些情况都没有勘测清楚，或者数据不够准确，那就会影响隧道的排水防水设计，导致隧道运营后水害频发。

(4)隧道防水材料质量不过关

在采购建材等材料时，为了降低成本或者因一己私利而选购一些不合格、质量不过关的防水材料，由于抗渗抗腐蚀能力不足而导致隧道水害的发生，这也是比较常见的隧道水害成因。

1.2 衬砌破裂病害

导致隧道衬砌破裂的因素有很多，例如松动压力、形变压力、热胀冷缩作用、物质腐蚀、围岩应力不均、以及上面提到过的人为施工因素等，由于这些原因而导致的隧道衬砌破裂成为破裂病害，这是隧道最基本的病害形式，包括水害也是在衬砌破裂的基础上形成的。隧道衬砌破裂会影响隧道整体结构的稳定，使衬砌结构的承载力降低，净空变小，裂缝渗水，腐蚀洞内设施，造成道床翻浆和路面破坏，隧道供部衬砌结构碎块掉落，还会危害过往行人和车辆的安全，影响隧道的安全运营。从以往的情况来看，造成隧道衬砌破裂主要原因还是施工设计和规划阶段工作没做好，设计不合理、选择了不合适的衬砌类型，导致衬砌结构无法适应围岩的实际荷载，再加上施工方法不规范和管理力度不够等，使隧道的工程质量大打折扣。

1.3 衬砌腐蚀病害

一些隧道所在地区的腐蚀性介质较多，而含有腐蚀性的水沿着衬砌的裂缝、各种小孔渗透到衬砌结构的内侧，导致衬砌混凝土、砌石等结构发生物理侵蚀和化学侵蚀，形成了衬砌的腐蚀病害。造成衬隧道砌腐蚀的因素主要有三个:一是腐蚀性介质含量过高;二是被腐蚀物质抗腐蚀能力较差;三是地下和水地表水的活动为腐蚀提供了途径。衬砌腐蚀会降低隧道衬砌的强度以及承载力，使混凝土结构松动，腐蚀性水渗透到钢拱架还会导致钢拱架的腐蚀，使隧道整体稳定性和安全性降低，对行车安全造成威胁，也使隧道的使用寿命大大缩短。

2 隧道常见病害的防治措施

2.1 隧道水害防治

要防治隧道的水害，主要从防水、排水、堵水以及截水这四个方面入手，建立一个全方位的隧道防治水害体系，因地制宜采取防治措施，综合治理水害问题。就普遍的水害问题来说，我们一般可以采取以下的处置方法:做好地下水和地表水的截水措施，对于地质不利于截水施工的地区可以采取引排的方式，改变水的径流方向，使之远离隧道，同时往衬砌的背后围岩、内部、以及隧道基地注浆，对于出现渗水漏水的部位设置引水管、饮水渡槽等排水措施，并及时封堵衬砌的变形裂缝和施工缝，对于出现水害比较严重的隧道还应该进行套拱加固。

2.2 衬砌破裂防治

隧道衬砌破裂病害的防治首先要从施工方面入手，做好隧道的设计和施工规划，做好工程质量的监督管理，防患于未然。对于在隧道投入运营之后出现衬砌破裂，要及时消除其危害，并防止破裂的进一步扩大，同时对围岩和衬砌结构进行加固加稳。在治理衬砌破裂的措施中比较常用的围岩加固方法有治水稳固、注浆加固、衬砌背后空洞注浆等，对于衬砌的加固方法则有衬砌更换、压浆加固、嵌补加固以及套拱加固等。

2.3 衬砌腐蚀防治

对于衬砌腐蚀的防治主要从导致衬砌腐蚀的三要素着手，做好施工前的勘察，分析腐蚀性介质的成分，采取针对性的防腐蚀措施，通过提高衬砌的密实度，提高混凝土结构和衬砌结构的抗腐蚀性，加强衬砌的外层排水防水措施，采用化学活性低的天然石料来作为衬砌的材料，以及注射防腐蚀将夜等，这些都可以有效提高衬砌的抗腐蚀性。

［1］陈力华.连拱隧道中隔墙偏移检测技术及应用［J］.公路交通技术，2012，(3).

［2］李阳.浅析铁路隧道渗漏水的原因与防治措施［J］.黑龙江科技信息，2012，(19).