公路隧道运营期结构病害及处治技术分析

公路隧道运营期结构病害及处治技术分析

赵岚涛 杨涛

珠海大横琴城市综合管廊运营管理有限公司    广东省珠海市  519000

摘要：公路隧道运营期结构病害主要包括表观质量缺陷、裂缝、沉降变形、渗漏水、冻胀、混凝土碳化等，这些病害会严重影响隧道的安全运营。为了探究病害处治技术，本文分别从隧道结构劣化、地质条件、外部环境等因素进行深入研究。其中，采取表观修复、防水、补强、加固等措施是解决隧道结构病害的有效方法。针对不同类型的病害，本文提出了相应的处治措施，并对其进行了分析。分析表明，通过科学合理的处治技术，可以有效预防和治理隧道运营期常见病害，保障公路隧道的安全稳定运营。

关键词：公路隧道;结构病害;处治措施

引言

随着公路交通的不断发展，隧道作为一种重要的交通设施，在现代交通中起到了至关重要的作用。然而，在隧道的运营期间，由于结构耐久性、地质条件、自然环境、车辆荷载等因素的影响，常常会出现各种病害问题，给隧道的安全运营带来了严峻挑战。公路隧道运营期常见病害主要包括表观质量缺陷、裂缝、沉降变形、渗漏水、冻胀、混凝土碳化等。这些病害不仅会影响隧道结构的稳定性和耐久性，还可能导致交通事故的发生，对人身和财产安全造成严重威胁。为了应对这些病害，众多学者和工程技术人员开展了深入的研究工作，以探索有效的处治技术。这些技术研究主要集中在隧道结构的表观修复、注浆加固与锚固、外置加固、排水止水、监测系统的完善等方面。通过合理选用施工工艺、材料并结合结构健康监测，可以有效预防和修复病害，提高隧道的安全性和可靠性。然而，隧道病害的处治技术仍然面临着诸多挑战与问题。例如，不同地区的隧道环境和地质条件存在较大差异，需要根据具体情况制定相应的处治方案。此外，有效的病害预警和监测系统也是保障隧道安全运营的重要环节。因此，本文旨在综述公路隧道运营期常见结构病害及其处治技术，为隧道工程技术人员和相关研究人员提供一定的参考和指导，为隧道养护行业创造实用价值。

一、运营期常见结构病害

公路隧道作为现代交通的重要组成部分，其运营期间常常会面临各种病害问题。这些病害主要包括表观质量缺陷、沉降变形、裂缝、渗漏水、冻胀、混凝土碳化等。表观质量缺陷是指结构露筋、蜂窝麻面、孔洞等，通常由施工技术、运营期结构劣化造成。沉降是指隧道结构下沉或下降，通常由地基土层的压缩引起。长时间的沉降会导致隧道结构的变形和破坏，严重影响隧道的安全性。针对此类病害，可以采取加固、补强等措施来提高隧道结构的稳定性和耐久性。裂缝是指隧道结构表面出现的细小或大面积的开裂。裂缝的出现会直接影响隧道结构的承载能力和耐久性，同时也会引入渗漏水等其他问题，进一步危及隧道的安全。裂缝的处治措施通常包括封闭材料及施工工艺的选择以及监测技术的应用。渗漏水是指隧道结构中的水流动向隧道内部，引起湿度增加、滑坡等问题，对隧道结构的安全运营产生威胁。渗漏水问题的解决需要进行合理的防水措施，例如注浆、引流等方法。冻胀是指在寒冷季节，地下水因结冰而膨胀，引起隧道结构裂缝及位移等问题。预防此类病害要充分考虑隧道结构及地基的抗冻性，采取加固、排水等措施来保证隧道的稳定性。混凝土碳化是指混凝土碱性物质与外界产生的二氧化碳发生化学反应，导致碱性减弱，降低碱性环境对钢筋的保护引起劣化。综上所述，公路隧道运营期常见病害涉及多个方面。针对不同的病害问题，需要选择合适的处治手段，以提高隧道的安全性及耐久性[1]。

二、结构病害处治技术分析

1. 表观质量缺陷处治

公路隧道作为现代交通基础设施的重要组成部分，其病害处治技术分析具有重要意义。公路隧道结构常见的表观质量缺陷主要为露筋、蜂窝麻面、孔洞等。

（1）露筋，即结构内部钢筋裸露在混凝土构件表面，处治方式主要为进行除锈处理后，使用修补砂浆抹平；

（2）蜂窝麻面，即结构表面缺少水泥砂浆或混凝土剥落致使骨料外露，处治方式主要为修补砂浆抹平；

（3）孔洞，即结构表面存在尺寸较大的空隙，局部缺少混凝土或蜂窝尺寸过大，孔洞深度超过保护层厚度。处治方式主要为堵塞法或注浆法，可采用预制封堵件或快干水泥封堵。

2. 裂缝及渗漏水处治

裂缝是结构开裂后形成的狭长缝隙，而渗漏水往往与结构裂缝相互关联，一般渗漏水的出现会加剧裂缝等病害的发育，而裂缝等病害的发育又会反作用于渗漏水病害，进而导致隧道结构劣化过程的加剧，处治及维护不及时更会加快结构劣化的进程。结构裂缝可采用封闭措施处治或注浆加固，大于0.5mm的裂缝通常需要经检测分析后根据不同情况进行对应处治。当隧道结构出现渗漏水时，局部渗漏水可采用嵌缝法、堵塞法或注浆法，需止水后封闭处理；变形缝渗漏水可采用注浆或止水带处治，特殊情况可采用暗埋U型引流管或外加引流槽等措施。

防水措施养护不当也是造成渗漏水频发的主要原因，防水措施是渗漏水防治与保障隧道长期安全运营的关键。首先，对于隧道的防水工程设计来说，需要考虑地下水位、地质构造以及降雨情况等因素。通常采用的防水措施有：隧道衬砌、止水带和抗渗层等。隧道衬砌防水是指在隧道内壁铺设混凝土或防水材料，以形成一层连续的防水层；止水带则是在隧道结构中设置橡胶或沥青防水材料，用于阻止水的渗透；而抗渗层则是在隧道内外设置防水材料，以提高隧道的整体防水性能。隧道的日常检测和维护是防水措施的重要组成部分。定期进行隧道的水位监测和渗漏检查，及时发现并处理渗水问题，可以有效防止隧道内部结构的损坏和腐蚀。此外，定期清理隧道排水系统，确保其畅通无阻，也是防水措施的一项重要工作。最后，公路隧道运营处治技术分析中，还需要关注新型防水材料的研发和应用。随着科技的发展，新型防水材料的出现为公路隧道的防水工程设计提供了更多选择。比如，聚氨酯、环氧树脂等高分子材料以及特殊涂层技术等都可以应用于隧道的防水工程中，提高了防水层的耐久性和防水效果。总之，公路隧道运营处治技术分析中的防水措施是确保隧道长期安全运营的重要环节。通过合理设计的防水工程、定期检测和维护以及应用新型防水材料，可以有效预防隧道渗水问题的发生，保障公路隧道的正常运营。

3. 结构加固与维护

公路隧道结构病害处治是确保隧道安全运行的重要环节。结构加固与维护是其中的关键技术，旨在提高隧道结构的稳定性和承载能力，并保持隧道设施的良好技术状况。实现隧道结构加固，可以采用多种技术手段。

（1）隧道结构加固可有效处治结构病害，一种常见的方法是加固衬砌。当隧道衬砌出现不均匀沉降及变形时，可以通过锚杆加固或注浆加固地层等方式来增加衬砌的强度和抗裂性能，从而提高隧道的整体稳定性。此外，还可以增加支撑结构，如施作钢带等，在隧道内部设置更多的支撑结构，以提升结构的承载能力，防止变形和破坏的发生。另外，补强地基也是一项重要的措施，通过灌注桩、地下连续墙等方式，增加地基的稳定性和承载能力，从而提高隧道整体结构的稳定性[2]；

（2）结构加固之外，结构维护也是隧道病害预防的重要内容。隧道的定期巡检和维护工作对于保障隧道的安全运行至关重要。隧道排水系统情况对结构病害的发育具有影响，定期检查和清理隧道内的排水设施，确保排水畅通，避免渗漏水对结构造成侵蚀损害；

（3）防腐蚀处理也是一项必要的维护工作，通过采用防腐蚀涂料或防腐蚀层对隧道内外的金属结构进行保护，延长结构的使用寿命；

（4）修复裂缝也是常见的维护措施，及时处理隧道内出现的裂缝，采用填缝材料或注浆技术来恢复结构的连续性和强度；

（5）建立监测与预警系统也是重要的维护措施，实时监测隧道结构的变形、沉降、开裂、振动等情况，及时发现问题并采取相应的维护措施。

通过采用适当的加固技术和定期的维护工作，可以提高隧道的承载能力，延长结构的使用寿命，确保交通运输的顺畅和安全。

结语

公路隧道在长期运营过程中，常常会出现各种病害问题，例如表观质量缺陷、裂缝、沉降变形、渗漏水、冻胀、混凝土碳化等。对于这些病害问题，需要通过科学的技术措施进行处治，并加强隧道的日常检测与维护工作，以提高隧道的安全性和可靠性。同时，应该不断加强公路隧道运营期病害处治技术分析，开展新型材料、新技术的研发和应用，为公路隧道的运营提供更好的保障。

参考文献

[1]刘顺林.公路隧道运营期常见病害及防治技术研究[J].工程建设与设计,2021(01):82-83+95.DOI:10.13616/j.cnki.gcjsysj.2021.01.031.

[2]韦章兴.隧道运营期常见病害及防治技术分析[J].西部交通科技,2018(09):118-120.DOI:10.13282/j.cnki.wccst.2018.09.030.