关于隧道变形缝病害的成因及整治

丁华

摘 要：隧道变形缝的使用是为了防止隧道在外界因素作用下发生变形而设计的，属于隧道结构的重要组成部分之一。本文重点介绍了隧道变形缝病害和漏水的处理方法，提出相关手段解决问题，对隧道变形缝病害的防治具有一定的意义，以期为相关专业人员提供参考。

关键词：隧道变形缝病害;成因;整治措施

中图分类号：U457.2 文献标识码：A

0 引言

当隧道工程施工投入使用后，受多种因素影响，各类隧道病害问题时有发生，这不但会导致隧道工程的使用年限大打折扣，还会威胁人们的人身安全。在隧道工程施工期间及运行期间，技术人员应充分掌握各类病害问题原因，采取针对性的措施对其加以防治，提高隧道工程施工质量，确保其运行安全，避免由于隧道病害因素导致的交通事故问题发生。

1 隧道变形缝设计构造及检查方式

1.1 设计构造原理

隧道变形缝是为了防止隧道结构在外界因素作用下可能产生变形和被破坏的现象而设计的，通常布置在软硬地层边缘、明暗隧道边缘、活动断层段。根据地质构造、溶洞充填段、采区等不同影响因素，按作用可分为伸缩缝、沉降缝和抗震缝。一般来说隧道变形缝的结构为：宽度通常为2 cm～3 cm，缝内填充相应材料，变形缝接合处涂装胶漆后应安装后粘结式水体，膨胀橡胶水体应加入衬垫的中间以达到防水功能，外侧必须通过镀锌钢接线盒排水，表面必须用多硫化物密封剂密封。如图1为变形缝构造图示。

1.2 日常检查方式

变形缝作为隧道的重要结构的一部分，同时也是隧道使用过程中易受外界因素影响的薄弱环节，因此应加强日常检查，确保其安全。坚持“预防为主，防控相结合”的原则，既要提高公众对其重要性的认识，又要改进方法，通过定期检查、重点检查、目视检查等方式，加强对其检查，及时掌握其状况。

1.2.1 周期性检查与重点检相结合

由于山区地区铁路隧道多，变形缝数量也较多，所以更应采取定期检查和重点检查相结合的方法，按照《桥梁隧道养护管理条例》规定的设备检验周期来进行。另一方面结合地质条件、施工单位技术水平和病害分布情况，找到重点检查点，对病害流行、集中的重点部位一一编制记录，正确计算检查周期，制定预防和防治方案。

1.2.2 目视检查与敲击检查相结合

变形缝的开裂、周围混凝土的松动、坠落等病害在一定程度上容易被忽视，而且隧道拱顶的检查难度很大，因此应适当采用目视和敲击检查等方法来进行日常检查，另外可使用隧道平台控制车或“简易脚手架”进行攀爬检查。隧道拱形变形缝表面密封胶的失效和脱落以及变形缝周围混凝土的松动和坠落、因漏水造成的堵塞等问题也必须及时解决才能有效消除安全隐患。

2 主要病害及成因

隧道变形缝结构具有抗水性好、变形适应性强、密封可靠等特点，但由于施工技术的限制和施工过程中不可控因素，容易产生裂缝和渗漏，主要原因就是在建造变形缝的过程中，其容易在浇筑混凝土的振动力作用下发生弯曲变形，缝填料的密封性差，缝填料与混凝土界面的密封有一定的缺陷，变形范围外的偏差不能完全填充密封。

2.1 隧道变形缝裂损

变形缝常存在变形缝宽度不规则、密封胶鼓包、厚度不足、胶体不连续、与混凝土粘结松散、表面开裂等缺陷，进一步发展会导致开裂损坏、密封胶和镀锌钢板外露，甚至出现两边混凝土衬垫或密封胶和镀锌钢板接水箱掉落等问题，直接影响隧道内行车安全，主要原因是施工质量控制不到位，密封胶密封手段不到位等造成的，隧道变形缝施工时未按要求施工，加上雨水等不利因素的影响下，隧道变形缝就容易发生变形、错位，导致变形缝出现裂缝和损坏。

2.2 隧道变形缝渗漏水

变形缝处由于各种原因往往会发生漏水现象，长期漏水会腐蚀破坏变形缝两侧的混凝土，影响隧道的结构耐久性，造成变形缝漏水的主要原因有：一是施工时未按设计要求安装水体，就造成水体错位的问题，不能及时排出外面的水=雨水等，结构内部也会出现漏水现象;其次，后浇混凝土的连接部分不严格，外面的水容易通过止水带出现漏水现象;第三，当混凝土受到后方振动时，安装的水体变形缝内部失去排水作用，导致变形缝漏水;第四，涂层结构受热胀冷缩影响，固定在变形缝内的水体不能对膨胀变化做出反应，膨胀和收缩造成水体松动和渗漏;第五，在地基不均匀沉降和变形侧的影响下，变形缝被破坏而发生渗漏水。

3 整治措施

3.1 变形缝裂损整治

（1）切割连接墙壁的固定装置。用切割机或手持式研磨机将变形缝外层处理成内宽4 cm外宽2 cm的楔形，深度小于5 cm，拆开镀锌钢板接水箱，清除涂层表面的任何紧固件、灰尘和其他杂质，确保边角三边干燥平整。再用刷子将密封剂涂抹在角落的所有三个侧面，密封剂干燥成膜后，用聚硫密封胶填充接缝，施工時应采取模板支撑等措施，防止填充物脱落、开裂等。

（2）聚硫密封胶嵌缝。聚硫密封胶是以液态聚硫橡胶为主要原料，与粘合剂树脂、固化剂、促进剂、增强剂等组成。聚硫密封胶由A组和B组两部分组成，A组为白色基材，B组为黑色固化剂，使用时按10：1比例称重混合，在密封胶处用工具搅拌均匀至无色差（使用比例因气候、环境而异，在寒冷的冬季，可适当增加密封胶B组分的用量，以加速密封胶的固化）。插入时，将聚硫密封胶放入注胶器中，插入变形缝的一角，注胶时，将喷枪的喷嘴沿匀速方向移动。注意插入件是否足够，防止气泡或孔中混入空气。另一侧压实并用刮刀去除多余的涂胶，确保聚硫密封胶表面光滑。

3.2 变形缝渗漏水整治

根据渗漏范围和渗漏水量，变形缝密封的渗漏整治方法可分为局部渗漏补救和滴灌两种方法，处理方法必须充分考虑变形缝必须满足隧道不均匀沉降、热胀冷缩的要求。

3.2.1 局部渗漏水整治

低水压渗漏水地区处理的主要重点是局部渗漏整治，方法是凿出渗漏变形缝，开凿深度至少7 cm，将速凝锚固剂插入变形缝并填塞聚硫垫片。在压实现有变形缝时，应将变形缝外层7 cm深度作为拐角处理，内宽5 cm，外宽2 cm～3 cm，压实后清理变形处接头用高压清洗机或压缩机排出多余空气，然后将速凝锚固剂嵌入变形缝中，该材料具有固化快、强度高的特点，锚固剂干燥后，外部必须填充多硫化物密封剂，在漏水情况比较严重的地方分步进行堵漏，锚固剂必须填充并压实。

3.2.2 滴喷水整治

（1）引流。变形缝滴漏现象处理前，为减少滴漏，降低水压，便于进一步处理，可从变形缝漏水水平高度两侧进行钻孔排水。在两侧钻孔瀑布点变形缝处，应将波纹管插入孔内，管孔中心与钻孔位置对齐，外接PVC管，将水引入孔内来达到引流效果，引流方案主要适用于渗漏点的病害处理。

（2）减压。隧道变形缝漏水通常集中在山区隧道内，因此应该及时清理疏通隧道外截水沟、边沟、悬空沟，以及隧道内两侧和中心沟渠，保持排水系统畅通;检查岩溶隧道顶部，发现沉陷坑、水洼等应该采取堵、绕、排水等工程措施，防止地表水下渗;隧道周边山区积水地表处理困难，可在隧道拱脚处钻排水孔，埋设盲管，并采用排水减压处理。

（3）封堵。如果应变接头的渗水量明显减少，排水减压后水压下降，可直接按3.2.1措施堵住接头，变形接头处的水没有减少很多或水压仍然存在高位引流减压后，可采用浇注法处理，停止或减少渗水现象后，必须采取3.2.1中的措施进行堵塞处理。

（4）灌浆。采用水溶性聚氨酯漿液斜向灌注入变形缝，以达到对隧道变形缝渗水漏水现象的整治和预防，灌浆主要工艺如下：

①钻孔。用电锤在变形缝两侧打斜孔排出水分，钻头直径应为14 mm或10 mm，钻孔角度≤45°，钻头深度应大于2/3结构的厚度，钻孔应穿过裂缝，而不是穿过路面结构。

②埋嘴。在钻孔中安装注浆嘴（也称为止水头），注浆喷嘴装有膨胀橡胶，并使用专用六角扳手拧紧，以确保注浆喷嘴与钻孔之间没有间隙或漏水现象的发生。

③灌浆。根据隧道的环境条件，在富水岩溶地段，应选用亲水性好、附着力强、抗渗性好的水溶性聚氨酯浆液作为隧道成型的浇注材料。浇注水溶性聚氨酯浆液应用高压浇注机进入出铁口来进行灌注，垂直浇注是从下往上进行，从一端开始水平浇注，从一个孔到另一个孔连铸，浇注压力控制在0.2 MPa～0.4 MPa，开始浇注相邻孔时，保持压力3 min～5 min后停止浇注，用相邻孔浇注代替。

④拆嘴。在灌浆工艺进行完成之后则可以拆除灌浆嘴，以保证后续施工的进行和隧道变形缝的病害检查。

4 结束语

变形缝是隧道重要的组成结构，应该及时发现各种病害和问题并及时预防和整治，确保隧道使用状况完好，确保行车运行安全，改进变形缝工程的施工工艺，防止因施工缺陷造成一系列安全隐患。

参考文献：

[1]常文清.公路隧道病害综合检测及成因分析[J].住宅与房地产，2019（25）：186-187.

[2]孟宪会.高速公路隧道病害统计及成因分析[J].中外企业家，2018（31）：101.

[3]贾进.某高速公路隧道病害检测及成因分析[J].工程技术研究，2018（11）：198-199.