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摘要:近年来,很多公路隧道都出现不同程度的裂化情况。比如裂缝、剥落、渗漏水以及冻害等形式,其中,衬砌裂缝会对隧道结构的整体性造成严重影响,大大降低隧道衬砌的可靠性与安全性。随着交通工程的日益增多,公路隧道在施工及使用过程中产生了不同程度的裂化问题,渗漏水、裂缝等病害形式较为常见,若未采取有效措施加以处理,会使隧道结构整体性能受到影响,严重降低隧道衬砌的可靠性。因此,本文首先对隧道衬砌裂缝渗漏水原因进行分析,并提出相应的整治措施。
关键词:隧道;衬砌裂缝;渗漏水;病害整治
引言
隧道建成后出现渗漏水病害在国内外均为常见,因出现渗漏水,增加了隧道内湿度及管线、设备被水浸泡的风险,导致通信、信号等设备出现损坏或是发出错误信号,严重危及铁路行车安全;隧道的渗漏水,特别是具有腐蚀性的渗漏水使得砼碳化速度加快,降低了隧道安全使用年限;特别是严寒地区的隧道,渗漏水循环冻融更是导致衬砌结构中的孔洞及裂缝病害快速增长、恶化,造成严重安全隐患及大幅降低隧道使用寿命。故科学有效地加强隧道渗漏水整治,对于确保行车安全及提高隧道使用寿命具有重要意义。
1隧道渗漏水治理重要性
隧道常见的病害有渗漏水、衬砌开裂、脱皮等,其中,渗漏水最为常见且危害最大,常有“十隧九漏”之说。据相关统计,约31%的公路隧道出现严重渗漏水,轻微渗漏水的隧道比重更大,渗漏水不仅会导致衬砌内钢筋腐蚀,衬砌耐久性降低,水进入路面,导致路面湿滑,危及行车安全,冻区还会展为冻害。由此可见,隧道渗漏水不仅会对隧道的结构安全带来不利影响,还会危及行车安全,影响隧道的正常运营。因此,本文以隧道渗漏水治理为切入点,对公路隧道渗漏水病害产生原因进行分析,在此基础上研究相应的防治、治理措施。
2渗漏水病害的分类
隧道在运营期间出现渗漏水的形式和程度是多样的,根据渗漏水的表观形式,可以分为:
(1)点渗漏,衬砌渗漏状态呈现滴水状,或者线状滴水,是点的漏水;
(2)缝渗漏,又称线状渗漏,渗漏水顺着衬砌裂缝呈线状或者窄带状分布;
(3)面渗湿,该种渗漏水的主要现象是衬砌出现大面积的潮湿,但是无滴落现象,当出现滴漏水时,称之为面渗漏。
根据渗漏水量,分为渗水、滴水、漏水成线和成股射流。
根据渗漏水的水源,可以分为来源地下水和地表水。
2导致隧道衬砌裂缝渗漏水问题的原因
2.1材料因素
混凝土结构在收缩过程中,很容易导致裂缝,从而产生渗水问题。对混凝土收缩特性进行分析,能够发现其分为2种形式:干缩和自收缩。干缩,即在混凝土完成基本的养护后,内部的凝胶孔以及毛细孔吸附水产生了不可逆的收缩现象。自收缩是指的恒温条件下,胶凝材料的水化材料延期自身体积收缩的现象。因此,在施工和养护过程中,应采取合理的措施减少混凝土的干燥情况,保持混凝土结构的湿润,以免引起结构开裂。相关研究结果证实,配筋率以及混凝土的收缩变形存在着极为明显的负相关关系,即配筋率较大时,衬砌裂缝出现的可能性会有所降低。在隧道衬砌施工阶段,骨料的的掺入比例对混凝土的收缩特性影响较大,部分种类骨料配制的衬砌混凝土极易产生收缩变形问题,这种情况下混凝土结构非常容易出现裂缝问题,如砂岩等。
2.2环境与温度
环境对隧道衬砌有一定的影响,重点表现于不同的方面,如环境湿度和温度等。若环境温度下降较快,温度收缩导致的变形极为明显,此时混凝土结构容易产生裂缝,如洞口段的隧道衬砌受温度的影响较大。例如,在冬季温度较低的情况下,中长隧道和短隧道的洞口很容易产生衬砌开裂的问题。若使隧道所处地区环境湿度较小,隧道衬砌混凝土收缩变形则会增大,并会因此产生极为明显的裂缝,影响隧道的正常使用。
2.3天然因素
隧道运营期间,隧道所处的地质环境,主要是地下水的压力、地质构造运动、外界气温变化,这是造成隧道衬砌破损开裂的主要原因。隧道的围岩应力状态随着时间呈现动态效应,这就导致隧道的二次衬砌的受力也是不断变化的,衬砌不断变形,以适应围岩压力的变化,传递荷载,这种现象在破碎地带更为明显。而地下水,进入隧道结构中,其受到外界水源、温度的影响,出现冻融和干湿循环,使衬砌结构出现冻胀或者干缩变化,出现应力集中的现象。在这些因素的系统作用下,隧道衬砌的裂缝被不断放大,破损严重,出现渗漏水的病害。
2.4施工问题
若隧道的拱部产生了较为明显的裂缝,特别是施工阶段出现了这样的问题。在具体的施工过程中,因为支护措施采取不当,或缺乏合理有效的支护方法,加之围岩条件变化的影响,会使衬砌产生较为明显的裂缝问题。拱部的衬砌存在围岩不密贴或回填不密实的问题时,也会使隧道产生裂缝。
3隧道衬砌裂缝渗漏水病害的治理措施
3.1衬砌裂缝预防措施
结合当前的实际情况分析,衬砌裂缝和渗漏水问题出现后,应及时采取事后修补与加固方法。经过合理的修补与加固,可以促使治理效果得到有效提升,但是在一定程度上会影响隧道整体的观感,甚至对其运营产生负面影响。因此,需要积极关注预防性工作的落实,如强化衬砌结构设计,同时注意隧道开挖的施工管理细节,稳步提高相应的技术水准,从而降低衬砌裂缝渗漏水问题发生的可能性。在隧道工程的施工过程中,通过对施工质量的重点关注,强化相应的施工管理力度,可以确保隧道后期的运营效率有效提升,同时提高工程项目的施工质量。
3.2衬砌裂缝渗漏水修复方法
针对已经产生衬砌裂缝和渗漏水问题的隧道项目,应及时制定科学的修复方案,保证将裂缝和渗漏水问题加以解决。制定修复方案时,应根据衬砌裂缝的类型差异选择较为合理的裂缝修复方案,若病害较为严重,应将其拆除或局部更换。衬砌裂缝修复技术多元化,如锚杆加固、钢带加固等都是可靠的方法。若隧道衬砌产生了比较严重的损坏问题,可以适当地运用套拱加固措施,该方法具有良好的耐久性,是相对科学的结构加固方式,若隧道局部产生的裂缝较大,并且体现出极为明显的危害性时,可以采取衬砌拆换的措施进行处理。
3.3加大隧道工程养护维护力度
为了保证隧道工程可以投入使用,需要提高养护及维护力度,多种衬砌裂缝的出现都是因为缺乏科学的控制方案所致。在日常运营过程中,相关管理部门需要提升相关认识,强化对隧道的管理与养护水平,开展定期检查工作,稳步提高隧道的运营实效性,保证隧道的使用寿命。针对隧道存在的病害问题,需要展开深入合理的分析,通过及时发现病害,选择科学合理的解决方案,保证及时的治理,从根本上解决隧道衬砌裂缝渗漏水病害问题。
4结束语
隧道病害具有多元化的特点,需要对常见病害进行科学的判断,尤其是衬砌裂缝渗漏水病害,应从源头进行分析,通过明确可以采取的解决方案,使施工条件以及运营条件更加合理,维护隧道结构运营安全。希望通过本文的概述,可以为隧道衬砌裂缝渗漏水问题的解决提供可靠的借鉴。
参考文献:
[1]刘范.解析隧道衬砌裂缝及渗漏水病害整治技术[J].低碳世界,2018(12)
[2]陈雅栋.运营隧道渗漏水处治探析[J].交通世界,2018(11)
[3]姬兵亮.公路隧道渗漏水病害的预防措施研究[J].山西交通科技,2015(01)
[4]张聪.隧道渗漏水综合防治技术探讨[J].山东交通科技,2018(01)