试析高速公路隧道病害成因及治理技术

阳志平

(四川公路桥梁建设集团有限公司养护分公司， 成都 610000)

前言：随着社会的发展进步，高速公路逐渐朝着大规模的方向不断发展，其不仅提高了交通运输效率，还带动了高速公路周边城市的发展建设。虽然当前高速公路的修建成本较高 、耗时较长、用地较多，但是仍旧是交通运输行业大力发展的主要对象。然而，因高速公路隧道经常引发一些灾害，像水灾、衬砌受损侵蚀等，对高速公路的整体运行质量带来很大影响，因此一定要从各方面逐渐提升高速公路隧道的抗病能力，并做好相关的病害治理。

1 高速公路隧道病害形态

高速公路在运营过程中，随着地质结构的改变、运营条件的变化和时间的推进，会对隧道结构产生不同程度的破坏、侵蚀，行成不同形态的病害。常见的隧道病害有：衬砌结构渗漏水，衬砌结构裂缝和错台以至于衬砌砼脱落、坍塌，电缆沟变形，路面抗滑性能衰减、路面冒水、路面沉降、路面板块裂缝、断裂错台等等。

2 高速公路隧道病害成因

2.1 衬砌腐蚀与裂损

隧道衬砌是承载隧道周遭土层压力，防止围岩形变坍塌的重要主体结构。隧道腐蚀与裂损会给地下水渗漏埋下一定的隐患，同时还会对隧道结构稳定造成一定的破坏，从而降低衬砌结构原有的安全可靠性，若衬砌结构腐蚀严重或出现一定程度的裂损，就会严重危及隧道的正常使用，进而对实际行车安全带来很大威胁。

引发衬砌结构腐蚀与裂损的主要原是：地质方面，比如，围岩膨胀或存在一定的腐蚀作用的介质，地层沿着隧道进行纵向分布，松动、形变压力的作用；设计方面，衬砌厚度不合适；经营方面，车辆循环荷载对隧道产生的影响。另外在施工当中，混凝土质量不佳，衬砌厚度施工不到位，拆模较早致使混凝土没有达到实际强度就进行受力从而引发相应的衬砌结构裂损。

2.2 衬砌后面松动与空洞

在高速公路隧道施工中，因施工方法、工艺、质量、混凝土等多方的原因，都可以引发相应的衬砌后面松动与空洞问题。比如，施工当中设计厚度、衬砌厚度和实际的厚度存在较大差异，施工塌方处理不到位等。通常来讲这些都可以引起相应的衬砌空洞问题。对一些隧道现场运用雷达进行探测可以发现，隧道衬砌拱腰、拱顶以及边墙等地方有0.1～0.5的可能性存在不同情况的空洞现象。若衬砌后面出现一定的松动或空洞情况，围岩的应力情况就会发生改变，从而致使衬砌出现一定的裂缝；与此同时松动或空洞现象也很容易形成一定的积水，从而为地下水流开辟了一条新的路径，水流入到衬砌当中，进而对衬砌内的钢筋等材料造成一定的侵蚀。此外，衬砌后面的松动与空洞现象还会使隧道与围岩分离，进而不能全面发挥围岩的实际抗力效用，那么在垂直方向荷载的作用下，两边的墙会逐渐向外扩张，致使拱顶压力剧增并出现相应的裂缝，围岩失去了原有的支护作用进而也出现了变形、松弛的现象，最终会失稳脱落，更严重的可能发生突发性的崩塌事故，对高速公路车辆运行带来不利影响。

2.3 路面破损

隧道渗漏水问题以及基地病害等容易引发相应的路面开裂，致使路面的几何形态发生变化，制约车辆正常行驶，最终可能引发相应的安全事故。

引发路面损害的主要因素有：一，施工原因，施工阶段若没有做好道路接触基面处理，很容易致使道床和结构底板出现裂缝，在实际运营阶段因其他不同因素的影响，很可能致使结构底板与道床分开。再加上车辆的往复荷载作用和地下水的频繁流动会导致道床产生一定横向裂缝，从而使得路面受损，出现路面翻浆冒泡的情况。二，水文地质，随着地下水的不断流动，道床混凝土当中的部分氢氧化钙物质会随着水流被带走，从而使混凝土的强度下降；长期以往会使混凝土结构出现一定的裂缝，加上地下水的腐蚀与渗透作用会导致道床混凝土与钢筋强度严重下降，因而更容易出现路面受损的情况。

3 高速公路隧道病害治理技术

3.1 加强运营过程中隧道结构监测

高速公路隧道在施工过程中，设有专门的隧道检测流程，一旦通车运营，检测难度恨大，几乎没有进行后期监测。然而因为地震活动、地下水系形成通道改变原来水系系统，以至于软化边墙、基岩，造成承载力不够，都可能会造成结构变化。在两年的质保期内，也是隧道可能形成病害的关键时间阶段，应该对隧道进行继续跟踪监测，数据监测隧道净空、路面高程、电缆沟高程、路面宽度等，人工巡查渗漏水情况、二衬结构变形或开裂变化情况、电缆沟变形情况、路面等，并做好记录，分析各种数据及变化，掌握隧道基本情况，一旦有对隧道形成恶性变化，尽早处治。

3.2 锚杆支护技术

一般情况下，锚杆主要有以下几点作用：组合梁、悬吊、紧固、均匀压缩。因而，在治理高速公路隧道病害期间，要合理应用锚杆支护技术，以便进一步提升围岩整体承载力，保证加固的围岩、裂缝衬砌混凝土可以紧密结合，防止隧道衬砌结构进一步恶化。

3.3 套衬技术

对隧道内衬砌结构兴形变进行调查发现，产生的裂缝并不均匀，分布也相对松散，进而不会对隧道整体结构带来实质性危害，且在采取相应的措施治理后，隧道实际承载力仍可恢复，但是会出现一些净空断面缩小的状况。因此，要结合隧道内部衬砌结构的实际情况，应用套衬技术进行治理，如此才能以设置锚杆、注浆加固为基础，在整体上提升隧道内部衬砌结构的安全稳定性。在具体操作中，套衬主要是指在原来的衬砌结构表层灌注混凝土，实际灌注厚度要结合施工情况来确定，使其可以和原来的衬砌结构一同承担围岩压力，避免衬砌结构再次受损，同时还能达到一定的防水效果。

3.4 结构抽换技术

在高速公路隧道中，衬砌结构的分布较为复杂，且密度较大，有时可能存在严重的错台现象，从而使得衬砌结构各项使用功能失去作用。因此，在高速隧道病害治理中，要合理使用结构抽换技术，做好钢架支撑的摆设，围岩的加固注浆，如此才能有效的避免衬砌结构继续形变、损坏。此外，还要做好渗漏水的引排工作，结合不同裂缝的实际情况采取最佳的排水方法进行处理，能够有效减少隧道渗漏水现象的发生。

3.5.综合处置

软岩隧道的通病是路面开裂错台，电缆沟倾斜，二衬开裂。通过钻心取样探测仰拱及路面结构层的情况，对于仰拱有问题、基岩软化严重的病害情况，要进行综合处治。二衬边墙角锁角锚管--开挖仰拱空间--绑扎仰拱钢筋及安装止水带--浇筑仰拱二次衬砌--仰拱填充-路面结构铺筑，仰拱破坏情况不很严重，可以采取路面梅花形布设钢管桩。锁角锚管是重要的处治环节，尽可能在电缆沟沟底位置设置20度和40度两种不同斜度的锁角锚管，与原来围岩和基岩形成整体结构，达到最佳约束力。

结语：综上所述，在高速公路隧道施工阶段，隧道工程会受到施工技术、地质条件、施工设计等多方因素的影响，因而可能会出现相应的病害情况，所以在实际高速公路隧道施工中，必须要对隧道安全运行予以高度重视，同时采取合理有效的施工技术科学的开展隧道施工，尽可能的减少实际病害的发生。