王彪

山西路杰工程咨詢有限公司 山西太原 030006

隨著高速公路通行里程的不斷增加，高速公路建設(shè)逐步從城市向山區(qū)推進，由于山區(qū)山體較多，連綿復(fù)雜，在山區(qū)高速公路建設(shè)過程中，勢必會涉及到穿越隧道結(jié)構(gòu)，既有公路在實現(xiàn)通行并開通運營一段時間以后，在車輛通行工況和外部惡劣環(huán)境的耦合影響下，隧道襯砌容易出現(xiàn)不同程度的隧道襯砌滲透病害，嚴重影響公路隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)的正常通行，給道路結(jié)構(gòu)埋下巨大安全隱患。文章以省內(nèi)公路隧道結(jié)構(gòu)為研究對象，詳細分析了隧道結(jié)構(gòu)襯砌滲透病害情況，根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)的滲透病害類型明確目前隧道襯砌結(jié)構(gòu)的病害情況，并對不同病害類型的影響因素和具體成因進行了詳細分析，擬為后續(xù)的公路隧道滲透病害處治提供參照。

1 公路隧道滲透病害常見類型

1.1 公路隧道襯砌開裂病害分析

在公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)中，既有服役隧道結(jié)構(gòu)在長期運營條件下容易出現(xiàn)襯砌結(jié)構(gòu)開裂病害，通過工程養(yǎng)護現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，公路隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲透病害的位置會對應(yīng)出現(xiàn)相應(yīng)的隧道襯砌開裂病害，通過分析大量的工程資料可知，隧道襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)部的開裂常見于隧道拱腰部，隧道襯砌結(jié)構(gòu)的開裂形式及走向一般可以分為縱向開裂和斜向交叉開裂兩種，一旦襯砌結(jié)構(gòu)局部出現(xiàn)病害開裂，勢必會在短期內(nèi)快速發(fā)展、延伸，通過工程調(diào)查發(fā)現(xiàn)，最大隧道襯砌結(jié)構(gòu)裂縫寬度高達0．8-1．0mm范圍內(nèi)，嚴重影響襯砌結(jié)構(gòu)的整體性和荷載穩(wěn)定性，通過分析現(xiàn)場勘察結(jié)果可知，隧道襯砌全段內(nèi)的開裂病害常見于隧道襯砌結(jié)構(gòu)腰部，在長期滲透水分病害的影響下，導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)的整體性受到嚴重影響，襯砌的支護能力明顯下降，部分滲透水透過襯砌結(jié)構(gòu)進入隧道實體結(jié)構(gòu)內(nèi)部，使內(nèi)部鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受到嚴重的銹蝕破壞，嚴重威脅隧道結(jié)構(gòu)的安全運營能力[1]。

1.2 公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)水分滲漏病害分析

通過工程現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)，隧道襯砌結(jié)構(gòu)不同位置的水分滲透病害情況較為普遍，且不同位置的滲透病害嚴重影響了隧道襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以省內(nèi)某山區(qū)隧道襯砌結(jié)構(gòu)調(diào)查為例，該隧道襯砌結(jié)構(gòu)襯砌腰部及以下存在嚴重的滲透水情況，導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)和內(nèi)部隧道實體結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土剝蝕情況嚴重，襯砌滲透病害具體表現(xiàn)為全線范圍內(nèi)不同高度的滲透病害，由于水分滲透程度無法控制，導(dǎo)致隧道內(nèi)路面不同位置出現(xiàn)明顯的不均勻沉降病害，嚴重影響隧道襯砌和路面結(jié)構(gòu)的荷載穩(wěn)定性，部分滲透水分較大的區(qū)域，水分沿隧道襯砌結(jié)構(gòu)橫向外溢，最終集聚在隧道內(nèi)路面上，導(dǎo)致隧道內(nèi)部積水情況明顯，嚴重影響隧道內(nèi)的正常通行要求。

2 公路隧道滲透病害影響因素分析

2.1 公路隧道襯砌開裂對水分滲透的影響分析

在山區(qū)高速公路隧道運營實踐中，由于施工難度較高，為了保證隧道選線的合理性和經(jīng)濟性，一般會伴隨大量的填挖方施工和圍巖開挖等施工作業(yè)，由于外部施工荷載的影響，導(dǎo)致隧道圍巖結(jié)構(gòu)和等級逐步下降，對應(yīng)隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)部的土體基礎(chǔ)不穩(wěn)定，局部位置存在嚴重的不均勻沉降問題，且在隧道開挖范圍內(nèi)存在明顯的應(yīng)力擾動區(qū)，在施工荷載的影響下容易出現(xiàn)明顯的應(yīng)力不穩(wěn)定問題[2]。尤其是省內(nèi)部分隧道結(jié)構(gòu)穿越采空區(qū)和不良地質(zhì)區(qū)域，在施工過程中，為了保證隧道內(nèi)的密封性，會人為改變隧道結(jié)構(gòu)的走向，進而影響地下水的走向，在施工過程中導(dǎo)致隧道圍巖內(nèi)部的節(jié)理發(fā)育明顯，局部的隧道襯砌結(jié)構(gòu)透水性明顯增強。在節(jié)理水壓力影響下，導(dǎo)致隧道襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)部水壓力明顯增加，一旦水壓力超過襯砌結(jié)構(gòu)的抗拉應(yīng)力，將誘導(dǎo)襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯的荷載開裂，嚴重影響隧道襯砌結(jié)構(gòu)的荷載穩(wěn)定性，此外，一旦隧道襯砌出現(xiàn)荷載開裂，如果不能及時加固處治，將誘發(fā)襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)二次開裂，隧道襯砌開裂持續(xù)增加，造成嚴重的隧道襯砌開裂病害。在具體施工過程中，襯砌混凝土及襯砌混凝土噴射施工質(zhì)量控制不當，沒有認識到隧道襯砌結(jié)構(gòu)在隧道防水方面的重要性，部分隧道襯砌雖然使用了防水等級更高的防滲透混凝土結(jié)構(gòu)，但是，在后期運營過程中缺乏必要的養(yǎng)護和保養(yǎng)，施工總體質(zhì)量把控不到位。

2.2 冬夏季凍融循環(huán)對水分滲透的影響分析

對于公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)而言，冬夏季的凍融循環(huán)誘發(fā)的公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)水分滲透病害的影響也不容忽視，尤其在省內(nèi)山區(qū)公路運營隧道中，這種情況更為普遍和常見，在公路隧道襯砌凍融病害分析過程中發(fā)現(xiàn)，在春夏季，由于溫度上升明顯導(dǎo)致隧道襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了明顯的水分融化和滲透現(xiàn)象，隧道截面圍巖溫度值明顯高于冬季溫度，在高溫條件下，隧道襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯的凍融循環(huán)，進而引發(fā)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的凍融病害。具體表現(xiàn)在以下幾方面，第一，在冬夏季凍融循環(huán)過程中，隧道襯砌結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)明顯的破損病害，在襯砌養(yǎng)護過程中，襯砌的滲透性明顯下降，受到凍害影響，導(dǎo)致隧道襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯的滲透病害；此外，在季節(jié)交替過程中，由于凍融因素影響，導(dǎo)致隧道襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分排出不利，在滲透水滲出后，一旦進入冬季，在嚴寒環(huán)境下，滲透水容易出現(xiàn)凍脹病害，內(nèi)部滲透水分受到襯砌結(jié)構(gòu)凍脹阻擋，導(dǎo)致繼續(xù)外滲難度增加，在這一環(huán)節(jié)中，由于內(nèi)部水分無法及時排出，導(dǎo)致隧道襯砌結(jié)構(gòu)水壓力增加明顯，進而誘發(fā)隧道襯砌凍脹開裂病害，且不同開裂相互交叉影響，對襯砌結(jié)構(gòu)的完整性造成惡劣影響[3]。

3 結(jié)語

通過以上文章分析可知，公路隧道襯砌滲透水病害對隧道結(jié)構(gòu)的正常運營影響重大，必須采取相應(yīng)的措施和方式對隧道襯砌滲透病害進行處理，保證隧道襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、密封性和安全性，以最大程度提高公路隧道的長期、可持續(xù)運營能力，為公路交通運輸發(fā)展提供安全、優(yōu)質(zhì)保障。