中铁十二局集团第四工程有限公司 陕西西安 710021
摘要：公路隧道是公路线上的关键部位，隧道施工及运营过程中产生的病害不仅会破坏隧道本身的结构及其使用功能，影响车辆通行，而且还会造成一定的经济损失和不良的社会影响。公路隧道中经常出现渗水漏水、衬砌腐蚀、裂损等质量病害，影响整个隧道的结构安全，对后续施工及通车运营埋下隐患。本文主要分析了公路隧道中几种常见质量病害形成的原因，并探讨一些防治措施。
关键词：公路隧道；病害；形成原因；防治措施
1 概述
近年来，我国山区公路建设事业发展较快，导致公路隧道如雨后春笋，遍地开花。受自然条件及地质水文条件影响，各地区隧道设计并不十分完善，加上施工过程控制不严，后期运营管理不善，导致公路隧道病害问题频出，隧道安全质量事故频发。因此，探讨公路隧道的病害及其防治措施意义重大。
2 公路隧道病害及其防治措施
2.1 公路隧道水害及防治措施
隧道一般都处于山体或地下岩土层当中，当隧道穿过富含水地层及浅埋地段时，易受到地下水或地表水的渗透而产生渗漏水现象，对隧道结构及附属设施构成威胁。渗漏水易软化岩层，引发围岩变形，侵蚀混凝土，造成衬砌腐化，加快洞内附属设施的损坏，甚至还可能引发基底沉降、断裂等问题。
2.1.1 水害的形成原因
⑴隧道衬砌的防排水设施不全。因设计遗漏或施工不当造成隧道衬砌防水、排水设施不完善，洞内水系不畅通，隧道及岩层水无法正常排出。
⑵隧道防水层施工质量不佳，未达到预期的防水效果。一是施工中所使用材料的防水性能达不到要求；二是防水层铺设时搭接不完整或局部有缺损，导致地下水渗入。
⑶隧道混凝土的施工缝、伸缩缝、沉降缝等未做好防水处理，导致渗水漏水现象，难以治理。
⑷衬砌混凝土施工质量差，蜂窝、孔隙、裂缝较多，导致衬砌混凝土结构自防水能力差。
2.1.2 水害的防治措施
⑴补充完善设计，正确合理施工，因势利导，保证排水系统畅通，给地下水以排出的通道，将水迅速地排到洞外。
⑵全力保证隧道防水层的功能。一是要选择合格的防水材料，各项指标必须满足设计及规范要求，且应具有良好的耐腐蚀和耐老化性能。严格防水层的施工工艺和施工质量，充分保证防水层的完整性。
⑶做好隧道混凝土接缝防水。严格按照设计及规范要求对隧道混凝土接缝进行防渗水处理，严格止水带、止水条施工工艺，保证排水通畅。
⑷提高衬砌混凝土自身的防水能力。选择科学合理的混凝土配合比，配制防水、抗渗混凝土。保证混凝土标号和抗渗等级的匹配，以及外加剂与混凝土配合比的适应性；施工时要注意控制混凝土的配合比、入模温度等，并重视和加强混凝土的养护工作，避免和减少温度裂缝的发生。
⑸选择合理的治水方法。对于公路隧道已经出现的渗漏问题，原则上应采取以拍为主，排堵截并用，综合治水。但对于渗漏水量较小的大面积渗漏部位，宜采用以堵为主，堵排结合。对于渗漏水量较大且相对集中部位，宜采取以排为主，堵排结合。
2.2 公路隧道衬砌腐蚀病害及其防治措施
隧道衬砌腐蚀病害包括物理侵蚀和化学腐蚀，一般情况下二者同时存在。隧道围岩在冻融交错、干湿交替中易产生裂损；在腐蚀性盐类的侵蚀作用下，易造成混凝土结构腐蚀，从而导致隧道衬砌结构破坏。
2.2.1 腐蚀形成的原因
隧道围岩中的裂隙水或浅埋地段的地表水很容易沿衬砌混凝上的毛细孔、施工缝渗漏到衬砌混凝土内侧，通常会带有一些侵蚀性物质，容易对衬砌混凝土产生物理或化学侵蚀。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
⑴隧道衬砌物理性侵蚀：在寒冷和严寒地区，混凝土容易被环境水渗透，受到反复的冻融交替产生冻胀性破坏；同样，在干湿交替的条件下，各种盐类结晶性胀裂损坏会造成混凝土疏松剥落。
⑵隧道衬砌化学性腐蚀：环境水中含有大量的硫酸根离子、镁离子、碳酸根离子，在化学作用下容易形成硫酸盐、镁盐和钙盐等。硫铝酸盐结晶会产生巨大的内应力，迫害混凝土；镁盐及碳酸盐经化学反应会减弱混凝土强度，易遭水冲刷，使衬砌疏松剥落，导致混凝土结构遭受侵害。
2.2.2 隧道衬砌腐蚀病害防治措施
要防治衬砌混凝土的腐蚀病害，必须调查清楚环境水中所含侵蚀物质的来源和成分，并检测其对衬砌侵蚀程度，根据不同情况采取综合防治。
⑴完善隧道防排水的设计和施工，并严格控制其施工质量，减少或避免出现渗漏水现象。在各种腐蚀较为严重地段，除采取仿排水外。，同时采用抗侵蚀材料作为衬砌，使防水、防蚀设施与衬砌结构合为一体，增强抗腐蚀能力。
⑵提高衬砌混凝土自身抗渗和防侵蚀能力。采用抗渗及防腐蚀混凝土，严格控制水灰比、水泥用量和各种外加剂用量，或采用各种耐腐蚀性材料敷设在衬砌混凝土表面，作为防蚀层，
⑶ 不同环境水含有不同的侵蚀性介质，要根据侵蚀类型合理选用相应的抗侵蚀性材料，抗渗性水泥宜采用低碱高抗硫酸盐水泥、双快水泥等较为合适。
⑷在隧道的施工缝、伸缩缝、沉降缝等都设置止水带，从而达到防蚀的目的。
2.3 公路隧道衬砌裂损及其防治措施
隧道衬砌裂损是隧道最常见的病害形式，裂损不仅会破坏衬砌结构安全，减少其使用年限，甚至危及后期行车安全。衬砌裂损包括衬砌裂缝、变形、破损和衬砌背后空洞等几种形式。
2.3.1 隧道衬砌裂损病害原因分析
⑴从设计方面分析。由于隧道工程地质和水文条件复杂多变，隧道地质勘测数据较少，钻孔深度有限，无法保证勘测资料的准确性，导致在设计时对围岩级别、衬砌类型等做出不合实际的设计，容易造成围岩实际荷载与衬砌结构类型不适应而引发衬砌裂损现象。
⑵从施工方面分析。施工时，受技术条件限制，方法不当，管理不善，造成工程质量低下。如先拱后墙法施工时，拱架支撑变形下沉，造成拱部衬砌产生不均匀沉降，拱腰和拱顶产生早起裂缝。由于施工测量放线时发生差错、欠挖、坍方等原因，且在施工中未能妥善处理，造成局部衬砌厚度偏薄。过早拆除模板支撑，使衬砌承受超容许的荷载，已发生裂损。施工过程中，混凝土材料、施工配合比控制不严，水灰比过大，混凝土振捣不佳，拱部浇筑间歇时间过长形成水平施工缝，造成衬砌质量不佳，承载能力降低。
2.3.2 隧道衬砌裂损的防治措施
⑴设计时，针对地质水文条件复杂的地段，尽量多进行地质钻探，取得更为详细的地质资料，保证能够较为准确的判断出围岩级别、形状、结构等，以便于设计时正确的选择衬砌形式及衬砌厚度，确保衬砌具有足够的承载能力。
⑵施工时，采用地质雷达探测、超前地质预报等加强地质勘探工作，一旦发现地质情况与原设计不符时，应及时变更设计，使衬砌满足实际需求。隧道欠挖必须控制在容许范围内。
⑶混凝土衬砌施工质量必须满足设计及规范要求。首先钢筋保护层厚度猫族要求，钢筋使用前应作除锈、清污处理；其次混凝土强度必须符合设计要求，宜采用较大的骨灰比，降低水灰比，合理选择外加剂。
⑷确定分段浇筑长度及浇筑速度，避免形成过多的施工缝；混凝土拆模时，内外温差不宜过大；拆模后，要加强养护；衬砌混凝土施工时要严格按要求正确设置沉降缝、伸缩缝。
3 结论
总之，公路隧道质量病害的问题日益显著，造成的负面效应也日渐增多，为减少或杜绝次类事件的屡屡发生，我们必须从源头上抓起，以设计和施工为主线，完善隧道功能设计，狠抓施工质量控制，从根本上提高隧道抵抗各种病害的能力。如正在过程中发现质量问题，要及早解决，防止质量问题扩大化，避免引起其他次生质量病害。
参考文献：
[1]高欢庆.公路隧道病害问题防治措施探析.科技创新导报，2010.
[2]安红润，姬文瑞.浅析公路隧道常见病害及治理措施.引文版：工程技术.2015.
[3]赵泽.浅析公路隧道病害及其防治对策.城市建设刊.2011.
[4]张强.公路隧道常见病害及防治措施研究.山西交通科技.2016.
论文作者:高明
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第35期
论文发表时间:2017/3/28
标签：隧道论文; 病害论文; 混凝土论文; 公路论文; 防治措施论文; 围岩论文; 防水层论文; 《北方建筑》2016年12月第35期论文;