高速公路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施

高速公路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施

宋斌

中铁十二局集团第一工程有限公司陕西西安710038

摘要：随着我国交通运输业的迅速发展，运营隧道的数量也越来越多，与每个人的出行都有着或多或少的联系，应该得到人们的关注。由于产生高速公路隧道衬砌裂缝问题的原因比较多，所以,对高速公路隧道衬砌裂缝处理起来比较麻烦。修补衬砌裂缝不仅需要耗费物力和财力进行修补，还给高速公路隧道带来了一定的安全隐患。本文针对高速公路隧道衬砌裂缝产生的原因提出相应的预防措施，希望可以促进高速公路隧道更好地发挥作用。

关键词：高速公路；隧道衬砌；裂缝；预防；措施

引言

我国地缘辽阔，各地地形复杂多样，特别是对于一些高山林立的地区，在修建高速公路时需要建设隧道。目前在隧道建设中大多依靠经验进行隧道设计，同时受到隧道施工水平和隧道施工技术的限制，隧道的衬砌特别容易产生裂缝等工程灾害，对于隧道结构整体的稳定性和安全性具有十分严重的危害作用。

1工程概况

十天高速公路ST07标店村隧道是双向四车道分离式隧道，左右隧道的长度分别为1925m、1728m，隧道最大埋深70m，隧道局部位于R=770m，i＝4%的右转曲线上。其地质条件为：岩性石灰岩、砂岩，泥质砂岩，穿越F1、F2二条断层，地下水发育。施工至隧道进口200m处，右洞拱顶出现小面积坍塌，在初期支护完成后拱腰和拱顶出现早期裂缝。下面就以上情况，对隧道裂缝原因进行分析。

2隧道裂缝成因分析

2.1设计原因

与其他路面工程相比，高速公路隧道工程更加复杂，其在施工、设计、工艺等方面都有着更高的要求。就隧道设计而言，其包括整体线位布置、进出口设置、施工开挖方案等，其中任何一个设计环节有所纰漏都会影响隧道施工质量，进而导致发生衬砌裂缝病害。在高速公路隧道设计工作中，构造设计不合理的问题较为突出，设计人员常常重视结构受力和围岩稳定性的设计，而忽视构造设计、细部设计等。比如，在隧道纵向排水管设计时没有考虑单独留出位置，容易导致水侵入发生衬砌裂缝。

2.2材料原因

隧道的二次衬砌主要是钢筋混凝土组成，混凝土的等级选择需要根据隧道结构的整体性等综合条件进行确定，混凝土材料是隧道二次衬砌结构能否满足设计安全的重要因素。混凝土材料引起衬砌开裂的主要原因包括一下几个方面，混凝土生产时各种材料的配合比误差较大，同时混凝土中掺杂了不合格的外加剂，导致混凝土的材料不合格，混凝土养护时间和质量对混凝土的二次衬砌的质量具有重要的影响。

2.3施工原因

施工原因主要体现在施工工作人员自身的综合素质和施工方案的制定以及施工过程中一些预防措施的实施等方面，在进行高速公路隧道建设的过程中可供选择的施工单位比较少，可能会出现一些工作人员对相关技能掌握不够全面，造成一些施工过程中的质量问题不能被及时地发现，使项目存在一定的潜在风险。一些高速公路隧道建设项目的时间比较紧迫、任务量比较大，在建设的过程中没有专门的监管人员，这就使得一些施工单位为了追求利益使用一些劣质材料，甚至延长工人的工作时间，这样就会导致工作人员在疲劳的状态下工作，不仅不利于工作效率的提升，而且还会对工程质量产生一定的影响。

3高速公路隧道衬砌裂缝病害的治理措施

3.1加强隧道设计阶段地质勘查控制工作

针对高速公路隧道衬砌裂缝这一问题，应该更多地去考虑如何避免这些问题，而不是只考虑发生问题后的解决措施。加强隧道设计阶段对地质勘查控制工作可以对整个施工路段的地质有一个基本的了解，对其在后期可能会出现的问题采取一定的预防措施。地质勘查工作会直接影响后续设计工作和对工程造价的判断，这就要求地质勘查人员在进行勘察工作之前一定要明确勘查的目的以及勘查工作的特点，然后再展开勘察工作。一般来说，高速公路隧道的地质勘查分两个阶段进行，分别是初步勘察和定测。初步勘察是对进行高速公路隧道建设范围内的地质进行一个大概的勘察，了解其地貌和地下的一些相关情况。定测就比较具体，它是根据结合初步勘察的结果对施工范围以及地下具体情况，是否有有害气体、地下水等影响施工的因素，以及地质、地貌等要有一个详细的描述，通过对相关区域测量之后要为施工设计提供所需的所有资料。这也有助于施工设计更全面，促进后期施工的顺利进行，对施工质量也有一个基本的保障。

3.2控制施工质量

(1)在对工程进行设计的时候，应该加强对工程地质实际情况的分析，正确的选择衬砌的形式以及厚度，有效地保证衬砌的承载能力。

(2)在具体施工的过程中，如果发现围岩出现变化，与原有的设计图纸不符时，应该及时对施工图纸进行更改，使衬砌能够符合实际施工需求；进行欠挖时必须将其控制在容许范围内。

(3)钢筋保护层的厚度不能小于3cm，在进行施工之前应该对钢筋进行除锈、清污处理。

(4)进行混凝土施工的时候，需要保证混凝土的强度能够达到设计的要求，可以采用较大的骨灰比，有效地降低水灰比，合理选用外加剂。

(5)根据工程的情况确定分段灌筑长度及浇筑速度；在混凝土进行拆模施工时，混凝土内外温差不得大于20℃；加强混凝土养护，混凝土温度的变化速度不宜大于5℃/h。

(6)衬砌背后如果形成水囊，应该对围岩进行止水处理，根据设计图纸合理的设置防水隔离层。

(7)在进行衬砌施工时，应该严格的按要求合理设置沉降缝、伸缩缝。

3.3加强对高速公路隧道的养护及维修

在高速公路隧道投入运营过程中，很多严重的衬砌裂缝病害都是由于没有早期控制而进一步发展形成的。因此，在高速公路隧道运营过程中，要加强对隧道的定期检查、维修、养护等，这样不仅可以提高隧道的运营质量，延长隧道的使用寿命，同时也可以及时发现隧道中存在的病害及问题，进而采取及时有效的措施进行治理。通过加强对高速公路隧道的养护、维修工作，可以有效防止衬砌裂缝病害进一步发展，将病害扼杀于萌芽期中。

3.4对不良地质地段的控制

(1)在涌水地段应该加大排水能力，布置超前水平钻孔探测，根据超前水平钻孔资料以及分流孔减压的具体情况，合理的制定注浆加固方案，按涌水的具体情况对加固方案进行适当调整。

(2)预防塌方施工，应该根据具体情况选择合理选择施工方法和措施。在掘进施工时，如果周围的地质不良、围岩容易破碎，应采取“先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”的施工方法。在施工的过程中，应该加强塌方的预测。为了保证施工作业安全，需要及时发现塌方的可能性，并根据不同情况采用不同的施工方法及控制塌方的措施。

(3)当隧道通过岩溶地区时，应该查明溶洞分布的具体情况，查看岩层的完整性、稳定程度、填充物和地下水情况，并且选合适的施工防范。岩溶地段隧道常用处理溶洞的方法，有“引、堵、越、绕”四种。

结束语

综上所述，高速公路隧道衬砌裂缝病害易对高速公路隧道的正常运营以及整体质量产生直接的影响。因此，为了更好地保证高速公路隧道运营安全和可靠，必须提高对衬砌裂缝病害的重视程度。隧道裂缝治理具有一定的难度，并且治理成本较高，如果施工队伍没有专业的治理技术，治理设备简陋，将很难达到理想的治理效果。因此，隧道衬砌裂缝病害的治理关键应该是加强建设期的施工与管理，同时注重隧道的构造设计。对于已经发生的衬砌裂缝病害，可以采取压注环氧树脂浆液、钢带加固、套拱加固等方法进行治理。只有彻底解决了衬砌裂缝病害，才能保障高速公路隧道的正常安全运营。

参考文献

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