摘要：在我国社会经济快速发展的今天，公路隧道在人们的日常生活中发挥着非常重要作用，是现代公路运输的基础之一。设计原因、施工原因以及自然环境等都会影响公路隧道的衬砌结构，进而导致隧道衬砌结构出现裂缝、渗漏等问题，这将会严重缩短公路隧道的使用时间。文中主要分析了公路隧道衬砌裂缝出现的原因，并介绍了衬砌裂缝检测方法以及相应的治理对策，以供同行参考。
关键词：公路隧道；衬砌裂缝；检测方法；治理对策
1.工程概况
文中以某公路隧道工程为例展开研究，该工程隧道全长630米，隧道埋深在1.5米-42.5米之间，高8.8米，侧墙高4.9米，整个隧道采用的是直墙变截面，矢跨比为0.25，拱圈内径为6.9米，该隧道的洞身使用的支护方式是喷锚以及钢筋网片支护。
2.公路隧道衬砌裂缝检测
2.1检测方法
隧道工程中检测衬砌裂缝病害使用的方法是简单测量以及观察相组合的方法。分析裂缝状态时，必须在计算机上以三维图形再现裂缝的具体状态，以便根据裂缝的形状分析裂缝原因，本次检测主要包含以下几方面的内容：隧道裂缝的轴向以及横剖面位置；裂缝的长度、宽度、高度；裂缝是否存在渗水、漏水现象；裂缝平面分布情况。针对裂缝较多且情况相对较为严重的区域，应针对这些裂缝拍摄清晰度比较高的照片，并将这些照片放在计算机上进一步分析。通常有许多方法可以检测衬砌的裂缝，常用的检测方法包括:超声波测量法、钻孔测量法、标尺测量法等。针对某些具有高延展性的裂缝，应使用以下检测方法：a.金属板侧标检测方法。要使用此方法进行检测，首先必须在裂缝两侧相对整体的部位埋设两个标准钉，以固定金属板，避免测量过程中金属板偏移，测量期间，可根据金属板上的刻度判断裂缝的宽度。b.灰块测标观测法。通常情况下，多数公路隧道工程建设都会使用该方法检测隧道衬砌裂缝，首先使用水泥砂浆制作圆形灰块，水泥砂浆应以1：3的比例混合，做成的圆形灰块的直径为10cm，厚度1cm,同时还需在每一个圆形灰块上标注制造日期，当隧道裂缝变宽时，灰块也会随之开裂。
2.2检测结果
检测过程中我们发现，该公路隧道衬砌的具体情况如下：a.检测发现该隧道衬砌的侧墙上有纵向以及斜向裂缝，而且这些裂缝呈网状形态，其中最长的裂缝开裂长度为7米，最短裂缝的长度大概在1米左右。b.检测衬砌拱璧过程中发现，这一部位的裂缝多数为纵向裂缝，只有极少部位有斜向以及环向裂缝，裂缝显示出强烈的分离性，一些裂缝较多的地段甚至出现了较深的类似于网络形状的裂缝。总的来讲，隧道顶部的裂缝比隧道侧墙上的裂缝多得多，这些裂缝的宽度大概在1毫米至8毫米，长度大约为1米至14米。
3.公路隧道衬砌裂缝产生原因
3.1设计原因
由于该工程是早期建设的工程项目，且在那个时期设计理念相对较为落后，设计过程中，根本没有考虑初期支护，只是在个别部位使用了喷锚支护以及钢筋网片支护，随着使用时间的延长，隧道的顶部渐渐出现了裂缝，裂缝较为严重的区域甚至已出现掉块问题，而且在当时工程建设过程中没有设置防水衬板，选择混凝土的过程中也并未考虑抗渗问题，随着使用时间的延长，隧道的主体结构也已出现较为严重的裂缝，而这一部分裂缝在地下水的影响下进一步变大，以至于最后隧道无法承受较大外力。另外，该隧道的埋深设计也不科学，埋设深度较低，周围岩石在垂直方向上要承受较大外力。同时，因为该隧道的矢跨较小，主体结构难以承受较大压力，这是造成该隧道衬砌裂缝的主要原因。
3.2施工原因
由于该隧道内部坍塌部位以及隧道较高部位在后期维修过程中并没有填补牢固，这就说明在当时施工期间隧道爆破的质量很差，进而导致衬砌背后出现了比较多的孔洞以及裂缝。检测过程中我们发现，某些地段衬砌的厚度并没有达到工程施工要求的厚度，甚至施工期间混凝土就已经出现了裂缝，进而缩短了公路隧道的使用时间。
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3.3自然因素
从地貌学的角度来看，该隧道工程所在区域周围岩石风化较为严重，因而，这一地段就会出现较多裂缝，但在工程勘察期间没有考虑这一因素，这在很大程度上将会影响衬砌结构，进而导致安全隐患。根据项目所在区域的岩石类型分析，该区域的岩石属于砂质泥岩，此类岩石质地较软，而在该公路隧道四周存在大量的地下水，若地下水长期浸泡这些岩石，就会降低岩石的强度。相对而言，较弱的部位不宜长时间承受外部压力。另外，该区域周围岩石普遍向南倾斜，当地下水由高处流向低处时，南侧地下水的储量肯定会比北侧的高，在隧道中，南侧也会存在较为严重的渗漏问题，这将大大降低了隧道的整体质量。
4.公路隧道衬砌裂缝治理对策
4.1科学建造排水系统
由于该公路隧道已使用了很长时间，因而存在着非常严重的渗水、漏水问题，通常在施工接缝等部位会出现较为严重的渗漏问题，一些渗水严重部位，通常会聚积了大量的水，这将严重影响隧道衬砌的质量，因此，必须采取相应的治理对策，那么就需要科学建造排水系统，结合该公路隧道的实际情况，最合适的方法是建造YAS排水半管，形成一个无压排水系统，这样隧道的地下水就不会流进隧道内部，而是会直接停留在隧道左右两侧的边沟内，最终通过管道排出隧道，在建造排水系统期间，则需要利用钻孔来集水，在隧道内部的墙底部以及拱脚部位应设置方向向上的斜钻孔，这些钻孔的半径大概在50毫米左右，在渗水较为严重区域，必须在钻孔中设置塑料花管，以达到统一排水得目的。敷设排水半管期间，应根据设计要求将半管敷设在较为合理的部位，然后用水泥钉将这些半管固定牢固，安装好排水半管之后，需在这些排水半管表面涂抹一层厚度大概为2厘米的环氧砂浆，以防止混凝土喷射损坏这些排水半管，所安装的无压排水系统主要由纵向排水管、环形半管、斜向半管以及边沟组成，同时，需将排水孔以及注浆孔用半管封闭严实，然后将其与排水系统连接在一起。
4.2采取必要的补强措施
施工期间，必须对衬砌结构进行补强，以提高衬砌的承载力，降低裂缝等病害的发生频率。今天，常用的补强方式包括衬砌后背补强以及衬砌自身补强，而该隧道衬砌补强主要使用的是衬砌后背补强，这主要是对衬砌后背现有的孔洞以及缝隙进行补强，这就需要在这些孔洞以及缝隙内注浆，以提升衬砌结构的承载力以及防水性能。施工期间，需结合工程实际情况，科学、合理的布设注浆孔，注浆孔的布设分为以下三步进行：所钻的孔的深度大概在0.6米左右，每一钻孔之间相隔3米，与此同时，还需要布设排气孔。注浆液适宜选用水泥混合液，此混合液的主要成分包括水、粉煤灰以及水泥等，注浆过程中应根据该隧道工程的施工需求，科学配料，重点须注意的是注浆前期首先应试浆，以确保其抗压强度满足工程施工要求，若抗压强度达标，则可以开始注浆。
结束语
总而言之，公路隧道的运行质量会直接影响我国社会经济的发展速度，甚至会威胁人们的生命以及财产安全。目前，由于我国的公路隧道运行时间较长，往往会出现各种不同的病害，在这些病害中最常见病害就是公路隧道衬砌裂缝，那么，若想要提升公路隧道的运行质量，有必要科学检测该病害，并针对该病害采取对应的治理对策，从源头上减少或避免各种隧道安全事故，为我国社会经济的发展以及人们的生命、财产安全提供可靠保障。
参考文献
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论文作者:王安涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/27
标签：隧道论文; 裂缝论文; 公路论文; 病害论文; 部位论文; 岩石论文; 钻孔论文; 《基层建设》2019年第20期论文;