公路隧道衬砌裂损病害检测与治理措施

公路隧道衬砌裂损病害检测与治理措施

发表时间：2020-04-09T02:43:57.327Z 来源：《防护工程》2020年1期作者：刘奇[导读] 公路隧道的数量和规模在不断增加，在日常交通出行中发挥着重大作用。

山东广信工程试验检测集团有限公司 250002摘要：公路隧道的数量和规模在不断增加，在日常交通出行中发挥着重大作用。公路隧道在施工过程中容易受到设计图纸、自然环境、施工技术和施工人员素质等客观因素的影响，使得公路隧道衬砌结构容易发生裂损等安全问题，影响工程质量和通车安全。文章简要

分析公路隧道工程检测其衬砌裂损的病害，提出治理的措施。

关键词：公路隧道；衬砌裂损病害；治理措施

1 引言

隧道工程在铁路、水电、公路以及轨道交通等诸多领域中均有较多的运用。衬砌混凝土在完成施工后，极易产生裂缝，出现明显的质量缺陷，影响结构的稳定性、耐久性。正因为此，我们在混凝土施工期间需提出科学的防治措施，预防各种衬砌混凝土裂缝。本文介绍了公路衬砌裂损的检测，最后提出具体的防治对策。

2 衬砌裂缝调查与整理

2.1 环向裂缝

环向裂缝一般都垂直隧道轴线，大部分出现在施工缝、沉降缝附近[1]。比较典型的位置是在模筑混凝土的中间部位，裂缝从边墙底部开始到拱腰附近结束，有的环向裂缝贯通衬砌横断面。左右边墙都有裂缝，而且大致是两边对称的。

2.2 纵向裂缝

纵向裂缝一般基本平行于隧道轴线，在拱腰和拱脚附近发生，尽管纵向裂缝数量不多，但是如果任由其发展，会导致边墙断裂、隧道掉拱等情况发生，严重时会出现隧道塌方。目前纵向裂缝对衬砌断面的整体性尚未产生明显影响。

2.3 斜向裂缝

斜向裂缝大致和隧道纵轴呈45°交角，长度也比较长，主要部位是拱腰和边墙。斜向裂缝一般是由于剪应力大于混凝土的抗拉以及抗剪强度，斜面裂缝的具体危害较小，当裂缝宽度超过0．2mm时，衬砌表面易出现渗水现象[2]。

3 公路隧道衬砌裂损病害检测 3.1 隧道衬砌漏水

每当遇到雨雪天气，公路隧道内的渗水情况严重，天晴后渗漏情况好转直至停止漏水，这说明地表降水是隧道地下水的主要来源。地下水的另一来源是公路隧道进口处顶部的水渠，水渠的壁面是混凝土也会发生渗水。先拱后墙的矿山隧道施工法，会使衬砌有拱墙接缝等比较多的接缝，接缝的防水没有复合衬砌的效果好，也会发生渗水。而在施工时拱腰和拱顶会有空穴，之前因水渠发生塌方事故时难以将空洞填充密实，以及在隧道施工落地时也会使衬砌背后产生空隙，这些空穴、空洞以及空隙使得隧道地下水汇集在一起并形成流动通道，这也是公路隧道漏水的一大主因。另外，如果衬砌的厚度严重不符合要求，也会使衬砌出现纵斜缝，这样隧道内就会直接渗漏进衬砌后的地下水并成线下滴，在寒冷的冬天就会形成挂冰。

3.2 公路隧道衬砌裂损病害的检测结果

现在各大科研院所和高校大多采用雷达技术探测公路隧道衬砌的施工质量，雷达法在确定缺陷的形状大小和深度方面比较精确，能够大范围进行检测，而且装备比较轻。探地雷达就是把高频电磁脉冲波射向地层，在传射过程中电磁波会碰到电磁性不同的介质界面，一些电磁波能量会转化为反射波折返[3]，另一些电磁波能量能够穿透介质界面继续向前传播，当再次碰到介质界面时，又会转化成反射波返回，通过分析接收到的反射波和它所携带的信息就可以获得有关的物理信息，影响雷达法检测病害效果的关键因素就是接收的反射波强度和质量。除了采用雷达法外，测量隧道的衬砌裂损的病害状况，还要辅用钻孔取样、测量和观察裂缝的方法。

4 公路隧道衬砌裂损病害的治理措施 4.1 关于衬砌脱空缺陷的整治

在长期使用后，受钢筋混凝土衬砌脱空的影响随之产生缺陷，以所在隧道的衬砌结构特性为基准，以不影响外层钢筋有效握裹为基本前提，为之实行回填注浆方式，在特殊情况下搭设钎钉。若衬砌厚度≤20cm，与此同时未握裹钢筋，需实行开“天窗”模筑的方式展开施工作业，所用材料为C40微膨胀细石混凝土，经回填注浆处理后改善衬砌性能。防水板：（1）若出现防水板松弛现象，使用小直径PVC管，借助外层钢筋适当抬升防水板并使其与初支达到紧密贴合状态；（2）防水板绷紧且与初支存在较大间隔时，若内支护厚度相对不足，此时可沿着隧道轴线处理防水板，经切割操作后再通过焊接的方式将外侧补齐，使防水板处于相对松弛的状态，并遵循（1）的方法进一步处理[4]；（3）若防水板处于绷紧状态，同时内支护厚度满足工程要求，但防水板依然出现明显的脱空现象，首先遵循（1）的方法加以处理，随后针对防水板背部展开灌注施工作业。

4.2 原材料控制

①水泥。各种品牌、规格和批次的水泥，切勿随意混用。水泥用量必须得当，建议选用普通硅酸盐水泥。②碎石。结合泵送管路内径的真实情形，选择粒径相对偏大的碎石。另外，含泥量不能超出1%。针、片状物，其含量应低于15%，且粒径为5～31.5mm，最大也应小于40mm。③砂。那些级配比较合理的中砂，可作为施工的理想选择，其含泥量要控制在3%以内。④水。建议选择饮用水。⑤掺合料。掺入适当的粉煤灰以及膨胀剂，控制好水泥用量。

4.3 补强公路隧道衬砌结构

研究分析表明，公路隧道衬砌的补强厚度超过15cm才能符合通车安全的要求，对于公路隧道的拱部如果采用混凝土模型筑造，施工过程会非常困难，而且容易形成空洞和空隙，无法保证施工质量符合要求，而采用喷射混凝土的方式就可以避免这些弊端。公路隧道的边墙直立，只要保证振捣就可以采用浇筑混凝土的方式[5]。因此，对公路隧道衬砌的拱部适宜喷射混凝土进行补强，而边墙则可以采用浇筑混凝土，补强施工难度小，能够最大限度保证施工质量，节约成本。采用φ22mm、长约2m的锚杆对公路隧道进行加固，可以起到稳固公路隧道拱部衬砌的作用，同时还可以改善补强后的边墙的受力，用来加固的锚杆应在拱脚每侧设置两根，使用排距2.5m、间距0.5m钢筋进行连接。为了衬砌的结构紧密相连补强层，除了凿毛处理公路隧道衬砌结构表面外，还要设置梅花分布间距3m×3m的钻孔并插入钢筋，最后填塞水泥砂浆将φ6mm的Ⅰ级钢筋捆扎呈15m×15cm网孔的钢筋网，铺满公路隧道衬砌，将钢筋网焊接在钢筋上，在喷射混凝土时要保证钢筋网稳固不发生抖动。在公路隧道衬砌裂损比较严重的位置可以使用两层钢筋网，分3层喷射每层厚度为5cm的混凝土进行补强。

4.4 对细微裂缝的治理

该类裂缝相对来说比较稳定，通常能够自愈，对结构后期的使用并无严重的影响。故建议：先对裂缝表面进行清洗，抹上一层环氧树脂浆液，最好2~3遍，使用刮抹料或是调色料来对混凝土表面进行处理，让他的颜色能够和周围衬砌混凝土之间保持相同。

5 结束语

公路隧道工程关系到我国社会经济的发展，与人们的日常出行密切相关，目前我国的公路隧道长时间运行就会出现衬砌裂损病害，要对病害选择合适的方法进行检测并有针对性的治理，解决公路隧道衬砌渗水、排水问题，保证隧道衬砌结构的稳定性，从根本上消除公路隧道因病害造成的安全隐患，保障公路隧道的通车运行顺畅、安全。

参考文献：

[1] 刘冰.隧道衬砌裂损病害检测与治理探讨[J].建材与装饰，2018（22）：261.

[2] 李莹雪，栗新然.公路隧道衬砌裂损病害检测与治理对策分析[J].现代物业（中旬刊），2018（04）：227.

[3] 王丽萍.公路隧道衬砌裂损病害检测与治理对策[J].交通世界，2017（16）：104-105.

[4] 左飞.公路隧道衬砌裂损病害检测及治理路径[J].中国标准化，2017（08）：239.

[5] 张振龙，黄二波.公路隧道衬的砌裂损病害与治理措施分析[J].江西建材，2014（17）：224.