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公路(lù)隧道常見病害治理(lǐ)
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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公路隧道是公路通行的咽喉和瓶頸,隧(suì)道養護有其特殊性,不同於普(pǔ)通開放式公路的養護,其特殊性也是隧道固有屬性決定的,病(bìng)害發生的不可預見性和治理難度大是製約隧道暢通的瓶頸.對此,作為公路隧道的管理部門,要(yào)將隧道養護放在公路養護首(shǒu)位,必須掌握與之相關(guān)的情況與措施,才能很好地管理隧道(dào).下麵重點就以六盤(pán)山隧道常見病害與治理對(duì)策做以介紹.
【關鍵詞】公路隧道;病害分析;治理對策
1 基本情況
寧夏六盤山隧道地(dì)理位置非常特殊,始建於1991年6月,1997年3月竣工交付使用,由甘肅省交通規劃設計(jì)院設計、論文範文交通(tōng)第五支隊承建,是國道(dào)312線上的重要工程.隧道(dào)全長2385m,呈東西走向貫穿六盤山脊,區域山體東陡西緩,西高東(dōng)低,洞口高差57.24m,當地海拔高、氣溫低,年最低氣溫-25.7℃~-28.7℃,最大凍深113cm~137cm,常年降雨量在2000mm左右,所經地質為暗紅色鈣質砂岩、泥岩,有(yǒu)構造斷層、逆斷層和破碎帶、岩石層理、節理發育,圍岩自穩定性差,隧道內流水屬強堿性(xìng)水類,礦化度高,對混凝土具有中強等腐蝕作用,可以說六(liù)盤山隧道集滲漏(lòu)水、低溫凍害、水體腐蝕、圍岩破碎自穩定性差等最(zuì)不利因素於一(yī)體.
2 常見病害及治理對策
1)滲漏水
(1)六盤(pán)山(shān)隧道滲漏水(shuǐ)分為(wéi)大致三類
①隧道洞身(包括拱部、側牆、拱腳)滲漏水,主要成因是:修建隧道破壞了山體原始的水係統平衡(héng),隧道成為所穿越山體(tǐ)附近地(dì)下水積聚的通道,圍岩體內的地下水在圍岩自重壓力作用下沿岩體裂隙自(zì)由活動,流(liú)入到隧道襯砌表麵,通過一、二襯滲漏到洞身.六盤(pán)山隧道防排水係統構造是在開挖初期支護後先鋪掛(guà)無紡布、聚乙炔防水板(bǎn)和安裝Φ110mm縱橫向(xiàng)排水盲管,然後進(jìn)行(háng)一、二襯施工,防水板和排水管安裝的目的是防滲漏和進行組織排水.但在具(jù)體施工中,從防水板的鋪設搭接、縱橫排水管(guǎn)安裝上都存在著一些問題(tí):一是防水板破裂或搭(dā)接(jiē)錯位、變形脫落,形成防水空白區.二是縱向排(pái)水管周圍未設有效濾水層,致使排水管花孔堵塞,無組(zǔ)織排水作用.三是在施工縫上(shàng)二次襯砌時未設止水帶.四(sì)是部分圍岩段(六盤山隧道襯砌分11個類型斷麵)為了治(zhì)理斷層(céng)、塌方及湧水段,進行(háng)鑽孔注漿,所注水泥漿淤塞了縱向排水管,極大(dà)地破壞了組織(zhī)排水效果,形成排水阻滯區,襯(chèn)砌(qì)周圍積水,致使洞身襯砌受壓(yā)不均,影響結構安全.
②明(míng)洞沉降縫滲漏水,主(zhǔ)要成因是:明洞(dòng)全長38m,其(qí)中(zhōng)18m為增加抗震設防長(zhǎng)度,每10m設沉降(jiàng)縫(縫寬1cm)一道,原隧道施工時由於防(fáng)水板鋪設不(bú)是有效焊接或二襯施工致使(shǐ)防水板破損、並且二襯未設橡膠止水帶,導致水體沿沉降(jiàng)縫下瀉形成滲漏水.水體來源是隧道圍岩裂(liè)隙水沿一襯上(shàng)表麵向東流出和自然降雨下(xià)灌所致.

③隧道路麵滲漏水,主要成因是:隧道仰(yǎng)拱(gǒng)以上(shàng)蓄積水在壓力作用下沿路麵伸縮縫上溢,滲水主要來源有兩處:一是隧道論文範文排水溝縱向穿過仰拱(gǒng).造成仰拱不連續,水體沿仰拱與(yǔ)論文範文水溝外側接縫處上瀉(xiè),在仰拱(gǒng)上方蓄積.二是隧道兩側與縱向排水盲管相(xiàng)連接的橫向排水管穿越仰拱上緣,多達100處,在隧道仰拱混凝土澆築施工時,由於混(hún)凝土振搗不密實或漏(lòu)漿,形成蜂窩孔洞,使襯(chèn)砌外水體進入仰拱上方,造成路麵滲漏水.

(2)危害程度:六盤山隧道漏水促使襯砌混凝土腐蝕泥化、凍脹開裂和剝落,造成襯砌結構破壞,尤其在冬季容易路麵結冰(bīng)和掛冰,嚴重影響行車安全,滲漏水(shuǐ)還會軟化圍岩,引起圍岩變形,對隧道供電線路、燈具、風機預埋件、電纜橋架、消防管(guǎn)道等設(shè)施造成不同程度的損害.

(3)治(zhì)理對策:針對隧道滲漏水的具體情況,治理措(cuò)施有防、排、堵(dǔ)、截相結(jié)合、剛柔相濟、因地製宜、綜合治理,使之既能(néng)自成體係,又(yòu)能互相配合,形成一個完整的(de)隧道防治水體係,主要處置方法是:

防(截):說到防(fáng)水,就要在隧道建設(shè)之即優化設計方案、優化防水結(jié)構形式,在施工時,監理與施工方要密切(qiē)配合,嚴格按照設計文件進行施工,嚴把隧道防水關.
排:隧道排水係統至關(guān)重要,六盤山隧道在排(pái)水係統設(shè)計上(shàng)不盡完善,現在看來存在很多弊端:一是原設計隻在拱腳設置兩(liǎng)道Φ110mm縱向排水盲管,未設(shè)置(zhì)排水收集支管,使隧道側牆、拱部襯砌論文範文沒有排水(shuǐ)通道,積水無法排出.應該(gāi)設置柔性透水性好的排水支管,呈肋型環向布置,間距控製在10m範圍之內,並在初期支護時設置隔離板,防止(zhǐ)襯砌(qì)混凝土(tǔ)握裹排水管;二是原設(shè)計防水板選型用材料不當,在六盤山隧道施工(gōng)中所用防水板厚度僅(jǐn)為1.2mm聚(jù)乙炔板材,強度小,抗老化性能(néng)差,通過不到6年的使用,防水板嚴重老化,並且搭(dā)接錯位,形成截水盲區.通過2002年隧道(dào)滲漏水治理工程施工便一目了然.做為(wéi)隧道轄養單位(wèi),隻能立(lì)足於現(xiàn)實進行病害處置:一是對於隧道洞身滲漏水的地方,盡最大可能(néng)采取排水的處置方式,即打(dǎ)孔(kǒng)埋管引流(liú),在滲漏水點周圍,分析找準積水點,用風鑽打Φ6cm孔,穿(chuān)透一(yī)、二襯混凝土,放出積水,在隧道壁用風鑽(zuàn)刻槽,連(lián)通鑽孔,埋置半硬塑料泄水管,用(yòng)速(sù)凝(níng)砂漿封口(槽),引水到論文範文排水溝;二是對於(yú)仰拱以上,路麵(miàn)以下積水,要經常疏通路麵排水地漏及排水管,防止淤塞.三是在路麵板塊(kuài)接縫與(yǔ)論文範文排水溝(gōu)上方交點用風鑽垂直打孔,讓路麵蓄積水下(xià)泄至論文範文排水溝內,絕不能讓積水(shuǐ)溢出(chū)路麵(miàn).四是對於滲漏水麵積大,混凝土襯砌腐蝕嚴重,結構受到破壞的情況爭取很大投資,要采取專項治理措施(shī).比如象2001提至2002年六盤(pán)山隧道滲漏水治理工程,拆除原一、二襯(chèn)混(hún)凝土,重新鋪設防水板,排水管和(hé)襯砌,徹底改善防排(pái)水係統.
2)低溫凍害,主要成因是:前麵提到六盤山隧道年最低氣溫在攝氏零下25℃~28.7℃,且持續時間長,最大凍深在1.13m~1.37m之間,六盤山隧道11個類型襯砌斷麵襯砌厚度在60cm~85cm之間,均在冰凍圈範圍之內.一是滲漏水點出口受(shòu)低溫影響,在拱部形成冰柱,倒掛在拱(gǒng)部.二是路麵滲水低溫結冰.三是襯砌論文範文積水在凍深範圍內結冰.
(1)危害程(chéng)度,高(gāo)寒地區隧道內滲漏(lòu)水和蓄積水結冰,將嚴重危及隧道結構和行車安全.一是拱部和路麵滲漏水在低溫環境(jìng)下很容易結冰,形成掛冰,一旦負荷過(guò)大,將(jiāng)形成自由落(luò)體垂直砸向路麵,路麵上溢(yì)滲水和拱部未凍結的滲水滴到路麵形成冰溜子,極大地降低路麵抗滑係數,湧量大的漏水在路麵上形成冰坎,嚴重(chóng)危及行車安全.二是襯砌周圍積水在凍深範圍內低溫結冰,容(róng)易發生圍(wéi)岩及(jí)襯砌凍脹,致使隧道路麵錯台(tái).在隧(suì)道運行之(zhī)初,錯台現象十(shí)分嚴重,拱部和側牆發生變形與(yǔ)開裂,尤其在積水臨界點,產生凍脹應力傳遞(dì),會造成拱腳移動,或者側牆頂內移、破壞隧道結(jié)構.三是積水滲入混凝(níng)土毛細孔蓄積,尤(yóu)其是在襯砌滲漏點,冬季水在混凝(níng)土內外結冰,膨脹產生凍脹壓力,產生凍融現象,使(shǐ)襯砌結構混凝土變酥(sū)、泥(ní)化、強(qiáng)度(dù)降低.比六盤(pán)山隧道凍害現(xiàn)象發生嚴(yán)重的隧道較多,新(xīn)疆的天山二號隧道因滲漏侵蝕(shí)和凍脹破壞而報廢;青海的大阪山隧道由於滲漏水(shuǐ)而成為“冰河”,襯砌結構因凍脹而開裂變形,在2004年采用20cm厚保溫泡沫板加三合板進行全斷(duàn)麵裝修保溫.2006年5月青海交通(tōng)廳專家攜帶大阪(bǎn)山隧道管理處人員一行12人到分局進行實地調研參觀學習,吸取六盤山隧道治(zhì)理(lǐ)滲漏水經驗進行治理,並於2008年9月2日在《中國(guó)公路網(wǎng)》上發表了題為《淺談大阪山隧道滲漏水(shuǐ)病害治理》論文;還有甘肅的七道梁隧道因(yīn)滲(shèn)漏水和(hé)冰凍而被迫向隧道送暖氣;遼寧的八盤嶺隧道和吉林的(de)密江隧道因滲漏水而被迫在混凝土襯砌內加複襯.對於低溫凍害,臨近省份的隧道加襯(chèn)和送(sòng)暖氣(qì),都不能從根本(běn)上解決問題,隻能是加大凍害麵積.前麵提到,隧道(dào)防排治水的原則是:“防、排、堵、截”,筆者認為(wéi)盡管隧道在防水和排水(shuǐ)做(zuò)到完善有很大困難,隻要隧道防排水(shuǐ)設計方案(àn)合理、接養單位精心管理、就能夠(gòu)處(chù)置好隧道滲漏水(shuǐ)問題,同時有(yǒu)效防止凍害發生.解決好隧道排水問題,不讓水體(tǐ)在(zài)襯砌周圍積聚,是解(jiě)決隧道凍害的有效措施,也是解決隧道凍害的根本途徑之一.
(2)治理對策,要解決(jué)低溫凍害問題,還是要從隧道防排治(zhì)水上做起,隻要隧道排水暢通,擺脫水體蓄積問題,就不會有凍害發生.
3)水體腐蝕(shí)
(1)水體腐蝕的成因:隧道(dào)周圍環境水體對襯砌混凝土和(hé)金(jīn)屬材料的(de)侵蝕作用主要可歸納為三(sān)種:溶出性侵蝕(非結晶性侵蝕(shí))、結晶性(xìng)侵蝕和複合性侵蝕(溶出性結(jié)晶性兩種侵蝕(shí)同時(shí)作用(yòng)或交替作用),六盤山隧道水體(tǐ)腐蝕病害主要是複合(hé)性侵蝕,即溶(róng)出型和結晶性同時作用,六(liù)盤山地區下水礦化度很高,襯砌混凝土的水(shuǐ)泥中化合物與水體中的(de)鹽類、硫酸(suān)根離子接觸,產生結晶體析出,發生體積(jī)膨脹而導致混凝土內部結構破壞,這(zhè)類腐蝕加上冷凍破壞,在高寒地區隧道病害中相當普遍,尤其以新疆天山二號隧道為典型(xíng),六盤山隧道(dào)也是如此.
(2)治理對策:通過病害成因的分析,不(bú)難看出,六盤山隧道襯砌混凝土被水體侵蝕破壞存在三個要素:一是腐蝕介質的存在.二是混凝土抗腐蝕(shí)能力差.三是(shì)有害(hài)水體的自(zì)由活動(dòng).具體治理對策有:一是提高混凝土澆築的密實性和襯砌的整體性.二(èr)是(shì)混凝土(tǔ)外摻(chān)添加劑.三是選(xuǎn)用耐酸防腐(fǔ)水泥.四是加強襯砌外防排水措施.五是向(xiàng)襯砌外壓注防腐蝕漿液.
3 結束語
公路隧道(dào)滲漏水、低溫凍害、水體腐等病害的(de)治理是(shì)世界性的難題,病害產生的成(chéng)因有隧道勘察設計、工程施工、自然環境、地質構造、水文條件和養護現狀等(děng)多方麵原因造(zào)成,隧道病害(hài)不會是單獨存在的(de),而是互相(xiàng)影響(xiǎng)、相互作用的.分局現轄(xiá)養10座隧道,可以說是一個隧道(dào)群,管理好(hǎo)這個(gè)隧道群,意義十分巨大,任務十分(fèn)艱巨,隧(suì)道病(bìng)害的分析與治理值得我們去深(shēn)層次的探討與研究.
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