研究高速公路隧道病害处治技术论文_姚振东

研究高速公路隧道病害处治技术论文_姚振东

山西诚达公路勘察设计有限公司 山西太原 030006

摘要:随着我国高速公路基础设施建设规模的不断扩大、复杂多变的地质条件、施工环境、施工管理和过程处理不当等原因直接影响着高速公路隧道的施工质量。高速公路的隧道在经过一定时间的使用后,受到诸多因素的影响,例如,人员原因、天气原因、工程设计原因、地质原因等,很容易产生不同的病害现象,在一定的程度上影响了高速公路隧道的正常使用,严重时还会对过往车辆安全造成一定的威胁。针对高速公路隧道的病害进行分析,应用一定的处治技术更好的保证高速公路的使用寿命。

关键词:高速公路隧道;隧道病害;处理技术

引言

由于隧道整个施工过程处于地下,水文和地质条件变化较大,再加上前期的地质状况调查工作未落实到位,极易导致公路隧道结构的病害多样化、复杂化。因高速公路隧道结构病害的发生,导致已建成通车的公路隧道大面积维修处理,严重的个别隧道出现道路暂时中断,对人们正常的行车造成严重影响及不必要的经济损失,因此,对高速公路隧道结构的安全性及其病害的研究,并探寻有效的整治措施意义重大,以改善高速公路隧道现状,进而为人们的安全出行提供强有力保障。

1高速公路的功能

随着我国社会的进步,交通运输行业的发展,高速公路的建设对我国的经济发展起着重要的作用。高速公路的修建更加的健全了我国的交通系统网络,同时越来越多高速公路的投入修建也促进了我国建筑行业的发展,保证了不同行业的发展需求。在进行运输上,高速公路有着很大的优势,高速公路上车行驶的速度都比较快,通行效率比较高,出现交通事故的几率也比较少,所以高速公路在社会上所体现的作用和功能是其他的形式所不能进行比拟的。所以在高速公路修建的工程上政府部门和社会各界都在进行着重点的关注。

2高速公路隧道病害类型分析

2.1衬砌裂缝

高速公路隧道的衬砌出现裂缝主要有衬砌的变形、衬砌的开裂、仰拱破坏等形式。根据不同的衬砌的裂缝的走向不同,可以将这些裂缝分为:斜向裂缝、纵向裂缝、环形裂缝等。其中在高速公路隧道的边墙和顶部出现斜向裂缝和纵向裂缝,对高速公路隧道整体的结构稳定性破坏最大,严重会导致高速公路隧道顶部坍塌。

2.2冻害

高速公路隧道的地下水会沿着高速公路隧道的衬砌裂缝向内部渗透,如果是在低温的情况下,渗水点水流的出口位置就会结冰,尤其是在连接缝的位置,结冰的水流面积会很大,产生一定的挂冰,从而对过往的车辆造成一定的影响。另外如果排水的装置受到天气因素的影响被埋在了冻结圈里面,排水就会受到影响,从而出现了高速公路隧道冻害现象。

2.3公路隧道渗漏水

高速公路隧道渗漏水主要是因为隧道的建设破坏了原本山体水系统的平衡系统,隧道则成为了在山体地下水集聚地方进行穿过的通道。在高速公路隧道工程施工前对周围的水文地质勘测不够仔细,对高速公路隧道衬砌周围的地下水水位、分布、运动及水量等都没有进行严格的勘察;有的时候还没有对高速公路隧道所使用的防水材料进行抗渗、抗腐蚀的具体研究报告就直接投入使用。

3高速公路隧道病害处治技术

3.1注浆加固堵水治理技术

在围岩加固处理中,注浆是常见的一种方法,也是隧道病害的重要治理技术,以通过加固地层的方式使围岩承载力有效提高,并通过填充衬砌背后空洞的方式,确保衬砌结构的受力均匀性,对于避免衬砌结构继续变形或产生更严重的损坏有着极大作用。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与此同时,通过注浆加固的方式,可以使岩体的裂缝、空隙等被浆液填充满,从而使地层透水性降低,最终提高衬砌混凝土结构周边围岩的自承能力,自然形成受力环,减小临时支护和衬砌被动受力,同时阻隔地下水,有效保证衬砌结构安全和施工寿命,对于避免渗漏水现象频繁发生有着重要影响。目前,在高速公路隧道病害治理中,采用较多的浆液有:化学浆液;水泥水玻璃双组份浆液;普通硅酸盐水泥单液浆等。

3.2衬砌裂损治理

如果高速公路隧道衬砌裂损出现的是小裂缝,并且没有渗水的现象,可以使用水泥浆进行一定的嵌补,或者先进行一定的凿槽后再用1∶1水泥砂浆或者环氧树脂砂浆进行一定的涂抹。为了避免砂浆在经过凝固后出现收缩的现象,可以在进行制备砂浆的时候加入10%~17%的微膨胀剂。如果高速公路隧道衬砌裂损情况严重,部分的高速公路隧道已经失去了顶部的承载能力,一般上建议进行拆除重建。利用一定的施工设备悬吊已经破损的高速公路隧道衬砌,然后使用静态破碎的施工技术,对隧道这部分的混凝土进行拆除,拆除的同时要对隧道进行一定的支撑处理,避免施工时候出现坍塌,最后进行新混凝土重砌,要注意的是使用的混凝粘度要高于原混凝土,更好的使新混凝土和旧混凝土粘连在一起。如果衬砌裂损开裂情况严重,但是高速公路隧道的拱圈没有很大程度的变形,可以应用素喷或者网喷混凝土来进行整治。对路基进行一定的稳定处理。高速公路路基传力结构同时也是受力结构,如果路基稳定性能出现了问题,就会直接的影响到高速公路隧道仰拱所具有的稳定性。如果高速公路隧道建设工程的建设地理位置岩层是易风化性质,那么路基就很容易被损坏,从而产生翻浆冒泥的病害现象,一般情况下应用加深侧沟或者建设深侧沟的方式来进行整治。

3.3刻槽埋管引排技术

衬砌混凝土表面有大面积渗、漏水时,可在出水点位置采用钻孔埋管把水引出,然后在衬砌面刻槽埋管沿衬砌内轮廓集中回流引排到侧水沟,要求刻槽深度大于半管2~3cm,宽度大于半管1~2cm,用U型卡固定好半管,最后在用防水堵漏材料封闭排水半管,防水堵漏要高出衬砌面0.5cm左右,若渗漏水在施工缝处,可根据水量和压力情况,采用刻槽埋管或埋设注浆止水条/钢板腻子止水带。

3.4锚杆支护技术

锚杆是岩体加固的杆件体系结构。通过锚杆杆体的纵向拉力作用,克服岩土体抗拉能力远远低于抗压能力的缺点。锚杆具有支护作用、悬吊作用、锚固作用、组合梁作用及均匀压缩拱作用,在隧道结构中本身就有着大量的运用,在隧道产生病害的部位加设锚杆,可以起到锚杆上述的作用,有效地提高围岩的整体承载能力,将已产生裂缝的衬砌混凝土与已加固的围岩结合在一起,阻止衬砌结构的进一步破坏。

3.5套衬技术:

病害治理中,如衬砌产生的裂缝不密集,尚不足以危及隧道结构安全,经加固后仍有较强的承载能力,而且存在净空断面缩小的余地,在安设锚杆、注浆加固的基础上,可以考虑施作套衬。套衬就是在既有衬砌内表面再灌注一定厚度的混凝土,与既有衬砌共同承担围岩压力。套衬可以有效地阻止既有衬砌进一步裂损变形,同时可起到防水的作用。

结语

总而言之,高速公路隧道施工与我国交通事业及人民生命财产安全是紧密相关的,这就要求先关政府部门应对高速公路隧道的施工予以重视,不断深入不良地质和隧道病害的研究,并对高速公路隧道整治技术进行改进,以提高隧道的施工质量,进而保证高速公路隧道能够安全、有效的投入到使用中,促进我国社会与交通事业的快速发展。

参考文献

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论文作者:姚振东

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期

论文发表时间:2018/2/26

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