高速公路涵洞常见病害维修建议

徐文晓 代跃

河南省交通科学技术研究院有限公司（450000）

高速公路涵洞常见病害维修建议

徐文晓 代跃

河南省交通科学技术研究院有限公司（450000）

高速公路运营期间，涵洞长期受地形、气候、荷载、水流等因素的作用会产生许多病害，对涵洞的正常使用以及高速公路路基稳定产生一定的影响，如果不及时采取相应的措施，就会造成结构的耐久性降低和使用寿命的缩短，通过合理的维修加固措施，可以提高结构耐久性，延长涵洞的使用寿命。

涵洞；病害；维修建议

0 引言

随着国民经济实力的不断增强，交通基础建设得到了飞速发展,尤其是高速公路建设发展迅速。涵洞作为高速公路排水构造物，虽构造简单，规模较小，但在高速公路中的数量和比重很大，是高速公路建设中重要的组成部分之一。高速公路运营过程中，涵洞长期受地形、气候、荷载、水流等因素的作用会产生许多病害，而涵洞的质量直接关系到高速公路路基稳定性，因此分析对涵洞常见病害产生原因及维修方法，对预防涵洞的病害具有一定的现实意义。

涵洞病害成因是多方面的,总的来说包括设计、施工和养护三个阶段，任何一个阶段做的不完善都会导致病害形成。涵洞设计之前的地质勘测不够详细，对涵洞的基础、整体设计埋下了不确定因素，直接对设计造成影响。涵洞设计采用的材料考虑了强度方面要求，忽略了对环境造成的影响和耐久性的要求，设计采用的防水材料不能满足实际使用功能，涵洞设计埋深不合理，没有按照设计文件、施工规范要求施工,混凝土养护不足导致原始缺陷,地基处理不达标，都会产生许多病害。

1 涵洞常见病害类型

1.1 影响结构稳定性病害

涵洞顶部出现纵向、横向裂缝，渗漏水或变形；涵洞两侧出现渗漏水、开裂、变形或倾斜；沉降缝拉开、错位或填料脱落；涵底铺砌沉降或破损；涵洞基础冲刷；涵洞洞口端墙、翼墙开裂或倾斜。

1.2 影响使用功能病害

通道净空不够导致正常通行受阻；涵底铺砌堆积淤泥等杂物，影响正常过水功能；洞口杂物堆积或植被茂盛,影响过水能力；混凝土表面缺陷如麻面、空洞、露筋等；砌体结构表面风化、勾缝脱落[1]。

2 涵洞病害原因及维修

2.1 结构稳定性病害原因及维修

1）裂缝产生原因

3)针对航道通航能力的仿真研究。船舶交通流仿真是以离散事件仿真为基础而逐渐兴起的科学研究方法，当前，MATLAB[6]、ARENA[7]等软件的熟练应用为这一研究提供技术支持。仿真研究的关键在于仿真模型的设计与实现，其中船舶、船舶交通流的生成是要解决的主要问题，当前采用蒙特卡洛方法[6]和元胞自动机方法[8]相结合的方式来解决该问题。仿真方法的目标实现在于仿真结果的输出及结果分析，通常根据仿真输出参数对航道通航能力进行分析与评估。[6-9]

涵洞顶部和两侧表面出现短且细裂缝的主要原因是受温度和混凝土收缩影响，此类表面裂缝对结构整体受力几乎没有负面影响。涵洞顶部和两侧出现长且宽的结构性裂缝的主要原因是混凝土保护层厚度偏小或配筋不够、混凝土龄期未达到要求、沉降缝的设置不太合理、涵洞长期经受超越设计荷载等级的重型载重车辆碾压等原因所致。

对于宽度小于0.15 mm的非结构性裂缝，建议采用表面裂缝封闭法处理；对于数量较多、宽度在0.1～1.5 mm的裂缝,建议采用压力注浆修补处理，涵洞两侧竖向、斜向裂缝压浆应自下而上进行，涵顶纵、横向裂缝压力注浆沿裂缝走向进行。维修裂缝时，应使裂缝口表层工作面平顺、干燥、无油污。

2）渗漏水产生原因及维修

涵洞各节段间产生不均匀沉降，引起结构开裂、错台导致结构开裂、错台导致渗漏水；涵节间沉降缝处填料脱落导致渗水；涵洞顶部与两侧交界处渗水是因为雨水渗入涵周填土,而排水设施不完善，导致涵周填土含水量超标，积水从涵洞渗出。

对涵洞各节段间不均匀沉降、沉降缝处填料脱落出现渗漏水等，建议采用浸透沥青的麻絮填入处理好的缝隙中，然后用水泥砂浆将缝口填满、压实、抹平的方法进行封堵。对涵洞顶部与两侧交界处渗水，建议对涵洞外侧涂防水沥青，同时改善路面及涵周填土排水设施。

3）基础冲刷产生原因及维修

雨水长时间冲刷导致涵洞底板铺砌被冲刷损坏、进出口基础被冲刷掏空。

对基础局部冲刷，建议采用水泥砂浆砌片石填实，修复洞口、洞底铺砌层；当水流流速特别大时,建议设置配套的缓流设施，如消力池；当水流中泥砂较多时，建议在进水口处设置沉砂池，既起到沉砂作用又可以消耗能量减缓水流速度，还要及时清理洞口淤泥，疏通进出口的沟槽，避免堵塞；若设置陡坡涵洞，则不需设置缓坡段。

4）洞口端墙、翼墙开裂或倾斜产生原因及维修

因基础不均匀沉降而发生倾斜时，建议采用扩大基础的方法对基础进行处理，先将原有基础外侧洗刷干净，然后按原基础加宽30 cm，新旧基础必须结合坚固；由于填土夯实不足而发生端墙、翼墙倾斜，建议挖开填土，对端墙、翼墙外倾部分进行修理，并夯实回填土,如果开裂严重，必要时重新砌筑洞口端墙、翼墙[2]。

2.2使用功能病害原因及维修

1）通道净空不够产生原因及维修

设计考虑不完善或施工不规范导致通道净空不够，部分车辆通过时在通道顶部留下明显刮痕。

设计时充分考虑附近的车辆通行需求，设计合理的通道高度，施工时严格按照设计和规范施工，对已形成的通道建议采取限高措施，防止超高、超载车辆经过通道导致通道顶部出现刮痕和车辆受损，确保车辆、行人的通行安全。

2）涵底铺砌堆积淤泥等杂物产生原因及维修

涵底纵坡设计不合理,导致涵洞内排水不畅，使大量泥砂淤积。

建议根据设计涵洞所在区域内排水系统的整体要求，参照规范合理布设涵洞位置及数量，结合河道实际情况，适当增大涵底设计纵坡，降低出水口的高程，确保涵洞具有足够的宣泄能力，满足排水需求；在涵洞进出口设置沉淤井，以防止泥砂淤积。

3）洞口杂物堆积或植被茂盛产生原因及维修

养护过程中未按照相关规范及时清理洞口杂物，造成此类病害出现。

建议养护部门依据规范及涵洞自身实际情况，及时对洞口的杂物及植被进行清理，恢复涵洞正常排水功能，确保涵洞流水通畅。

4）混凝土表面缺陷产生原因及维修

施工过程中采用的模板表面不光滑或者模板表面过于干燥导致混凝土产生麻面现象；设计时钢筋密集，浇注混凝土时振捣不密实、漏浆等，都会导致混凝土产生空洞现象；混凝土保护层厚度偏薄引起钢筋锈蚀露筋病害。

建议先将混凝土表面松散部分清除，直到露出完好的混凝土，然后对钢筋采取除锈措施，最后采用高强度等级的混凝土或水泥砂浆进行修补。此维修过程中要保证新补的混凝土密实、表面平整，与原混凝土结构牢固结合。

5）砌体结构表面风化、勾缝脱落产生原因及维修

常年经受温度、湿度等环境交替变化，砌体结构受热、受力不均匀容易导致砌体结构表面风化,部分，勾缝易脱落。

对砌体结构进行压注水泥砂浆加固；对砌体表面风化现象，建议采用水泥砂浆抹面，抹浆前先将砌体结构表面松动剥落的部分清除，然后将其表面润湿、洗刷干净，抹面厚度约2 cm，要保证表面平整、干净；对砌体结构勾缝脱落部分，建议将损坏的灰缝凿除，清除砌缝中的杂物，然后用水泥砂浆重新勾缝。对勾缝脱落严重的建议局部拆除重新砌筑。

3 结论

涵洞作为高速公路重要组成部分之一，在长期使用过程中会产生一些常见病害，为使涵洞能够正常发挥其作用，增加其使用寿命，建议在设计、施工和养护各个环节中，按照相应规范设计、施工和养护，积极采取有效措施预防、处理病害，共同努力保证涵洞安全，提高涵洞工程质量，确保高速公路路基稳定。

[1]JTG/T D 65—04—2007,公路涵洞设计细则[S].交通部部颁标准.

[2]JTG D60—2004,公路桥涵设计通用规范[S].交通部部颁标准.