《中國公路(lù)學會養護與管理分會(huì)第十一屆學術年會(huì)論文集》論文精選
由於地質條件、氣候、設計施工(gōng)水平和運營環境(jìng)等諸(zhū)多因素的影響,隧道在運營(yíng)過程中病害和缺陷往往逐步顯現,世界各國(guó)都存在著不同程度的隧道病(bìng)害問題。對隧道病害不進行及時、有效的處治,會對結構造成(chéng)進一步損壞,甚至造成隧道破(pò)壞,導致巨大的經濟損(sǔn)失(shī)和不良社會影響。
對於隧道(dào)病害的維修處治技術(shù),世界各國(guó)都開展(zhǎn)了相關研究(jiū)並取得一定的(de)成(chéng)果,具有代表性的是日本(běn)和法國。日本編製了(le)《鐵道土木構造物等(děng)維持管理(lǐ)標準·同解(jiě)說(隧道編)》,內容包含了日本鐵路隧道的變異(yì)檢查(chá)、變異原因的(de)推定、健全度的判定和變異整治措施、案例等(děng)內(nèi)容,對於隧道病害處治各個(gè)環節敘述(shù)是全(quán)麵(miàn)的,單就處治技(jì)術而言主要針對特殊地質條件和環境造成(chéng)的病害進行處治,係統性不足。法國國營鐵路公司(SNCF)頒布了《鐵路隧道養護標準》,其中包含了鐵路隧道相關檢查方法、狀態評價方式、例(lì)行維護措施和實用的修補方法等,對於(yú)隧道病(bìng)害處治技術規定的全麵性、係統性尚不足。其他國家對於隧道的養護標準多數僅編製了檢查(chá)類的手冊,比(bǐ)如美國發布的《公路和鐵路交通(tōng)隧道檢查手冊》,德國鐵路隧道設計、施工與養護規範(DS853)的《人工建築物的監(jiān)控和檢查規範》等。
我(wǒ)國針對鐵路隧道養護技術開展了相關研究,在檢查領域編製了《鐵(tiě)路橋(qiáo)隧(suì)建築物劣化評定標準-隧道》,提出了采用劣化度的方法判(pàn)定隧道結構物的功能狀態。對於隧道維(wéi)修加固技術開展的研究較早,主要針對襯砌滲(shèn)漏水、襯砌背後空洞、襯砌劣化等問題進(jìn)行,科研成果形成了相關專著等,對於公(gōng)路(lù)隧道維修加固具有很強的借鑒意義。
近年來,我國公路隧道建設取得了顯著發展,截至2018年末,我國公路隧道達17738處,累計長度1723.61萬米,無論(lùn)是數量還是裏程都已躍居世界第一。
但是受設計水平、施工質量、材料優劣、地質條件和(hé)運營環境等因(yīn)素的影響(xiǎng),我國(guó)大量已建成的公路(lù)隧道在運營過(guò)程中出現了(le)諸如襯砌開裂、滲漏水、厚度不(bú)足、背後空洞、洞口失(shī)穩(wěn)等病害和(hé)缺陷。
在《公路隧道(dào)加固技術規範》頒布之前,我國對公路隧道(dào)加固設計與施工無明確的加固(gù)方法和(hé)技術要求,隻能借鑒現行國(guó)家、行業的相關標準、規(guī)範,並結合地區或個人經驗進(jìn)行,不能滿足公路隧道加固工程實施的需要(yào),既(jì)不利於管養單位的養(yǎng)護管理,也不利於隧(suì)道養護行業的整體(tǐ)發(fā)展,同時若加固不當還會造成一定的安全隱患。根(gēn)據行業(yè)發展需要,交通運輸部通知要求編製《公路隧道加固技術規範》。
總體主要問(wèn)題解析
《公路隧道加(jiā)固技術規範》是我國乃至全世界首次以規範的(de)形式,對公路隧道加固設計和施工技術進行規範(fàn)和指導(dǎo),無疑對我國(guó)公路隧道加固技術起到了(le)極大的促進作用。但在規範宣貫和使(shǐ)用過程中發現讀者對規範的相關規定理解存在偏差,現向讀者進一步(bù)明確以下問題。
(一)規範定(dìng)位問題
在公路隧道土建工程養護方麵,交通運輸部主要頒布了《公路(lù)隧道養(yǎng)護技術規範》和《公路隧道加固技術規範》兩本行業規範,交通運輸部(bù)對兩本規範進行了明確定位。《公路隧道養護技術(shù)規範》用於(yú)規範公路隧道養護技術工作,表現(xiàn)為日常工作(zuò),如:巡(xún)查、檢查、清潔、維護等。《公路隧道加固技術規範》用於指導、規範維修加固設計、施工技術工作,表現為對病害或結構缺陷的處治工作(zuò)。正是由於規範的明確定位,修編後的2015版《公路隧道(dào)養護(hù)技(jì)術規範》,取消了2003版中較大篇幅關於維(wéi)修加固設(shè)計工作的相(xiàng)關規定。
(二)規範適用性問題
公路隧道基本(běn)為山嶺隧道(dào),編寫組將《公路隧道加固技術規範》的適(shì)用範(fàn)圍限定為山(shān)嶺公路隧道,涵蓋的修建方式(shì)包括礦山法、新奧法和TBM法(小斷麵擴挖)。
采取這(zhè)一規定主要(yào)與水下隧道和(hé)城市下沉式隧道進行區分。在公路隧道相關(guān)規範中,水下隧道由於所(suǒ)處環境及結構特(tè)點將形成自身的規範序列,比如《水下公路隧道設計規範》正在編製,故本規範適用範圍(wéi)未納入水下隧道。城市下沉(chén)式公路隧道在(zài)結構和防排水方麵與一般山嶺隧道存在較大差別(bié),故該(gāi)規範不適用於(yú)城市下沉式公路隧道。
(三)技術標準問題
對於(yú)公路隧道的維修加固技術標準的掌握,《公路(lù)隧道加固技術規範》與《公路隧道設計(jì)規範第一冊土建工程》(JTG 3370.1-2018)相關規定保持一致,即“隧道(dào)加固不應降低原有技術標(biāo)準。受技(jì)術、經濟條件限製需降(jiàng)低時,應進行(háng)可行性論證。經論(lùn)證可行後,可采用降低一級設計速(sù)度的技術標準進(jìn)行加固設計,並配套(tào)相應的交(jiāo)通安全設施”。進行該規定主要是在一(yī)定條件下,為(wéi)使用(yòng)套拱加固(gù)創造條件,具體如下:
(1)對於公路隧道嚴重的襯砌(qì)結構或滲漏水等病害,套拱加固在(zài)安全性、經濟(jì)性及有效性等方麵都具有顯(xiǎn)著優勢。其缺點是套拱占用了(le)隧道淨(jìng)空,可能導(dǎo)致(zhì)技術標準降低。
(2)考慮我國存在(zài)大量早期修建的公路隧(suì)道,所(suǒ)在路段道路技術等級不高,同時在(zài)大規模公路建設後其在路網中的重要性、功能等都大大降低。對於(yú)類似情(qíng)況的嚴重病害隧道,采取(qǔ)其(qí)他加固措施存在施工風(fēng)險高、造價高等問題時,在保證基本通行能力前提下,經論證可行後保持公路等級不變,設計速度可降低一級(jí),即最(zuì)多(duō)降低20km/h。
(3)對於所采用技術標準的論證,應從公路等級、重(chóng)要性、功能、交(jiāo)通量、技(jì)術、經濟等方(fāng)麵進行。高(gāo)速公(gōng)路和一級公路(lù)隧道不得因加固維修降低技術標準。
(4)具體執行(háng)時(shí)應保證行車道寬度、側向寬度和淨高要求。當淨寬不足時可適當壓縮檢(jiǎn)修道、人行道;當淨高不足時,可適當降低路麵高程使(shǐ)淨高滿足要求。
(5)為了保證行車安全,應加強交通安全設施,比如限高、限速及輪廓帶等標誌。
(四)加固基礎資(zī)料問題
《公(gōng)路隧道加固技術規範》中著重強調(diào)了技術資料的收集、分析(xī)工作,其原因(yīn)是山嶺公路隧道病害具有隱蔽性(xìng)和複雜(zá)性。
(1)隱蔽性(xìng)是隧道結構與其他土建結構(gòu)最大不同,出現病害時往(wǎng)往不能迅速發(fā)現,且(qiě)隻能(néng)看到病害(hài)表象,增加了判明病害規模和(hé)成因(yīn)的難度。
(2)複雜性表現在造成隧道病害成因通(tōng)常是多方麵的,可能涉(shè)及到地形、地質、設(shè)計、施(shī)工、運營管理等(děng)諸多方麵。加固前必須掌握病害的產生機理,從而采取針對性的加固維修方法,才能(néng)獲得良好的整治效果(guǒ)。
這就要求我(wǒ)們在加固設計前,對加固(gù)隧道原設計、施工期資料,及運(yùn)營期各階(jiē)段檢查報告、特殊事(shì)件記錄等進行收集,並結合諸如二襯、隧底鑽孔、斷麵測量等現場檢查評估成果進行分析,從而做到“有的放矢”、“藥(yào)到病除”。
以(yǐ)下就常見隧道病害加固設計(jì)前資料收集、檢查評估流程進行簡單(dān)介紹,隧道(dào)專項檢查項目可結合隧道病害特征進行(háng)調整。
(五)健康監(jiān)測問題
隧道健(jiàn)康監測技術已(yǐ)經成熟,對於保障病害隧道運營安全非常有意義(yì),《隧道加固(gù)技術規範》中對於健康監測提出了相關要求。隧道健(jiàn)康監(jiān)測的內容主要(yào)有:沉降、收斂、應力、應變、裂縫、滲(shèn)漏水等。
病害隧道的健康監測可分為兩種情況,一種是(shì)隧道加固前需要查明病(bìng)害成因(yīn)、影響程(chéng)度、發展趨勢等進行的監測,為科學的確定處治方案提供依據。
另一種是加固後的監測,主要針對病害嚴重(chóng)、成因複(fù)雜隧道。隧道加固完成後根據需要進行運營期監測,可使(shǐ)技術人員掌握加固工程(chéng)的效果,還可為以後加固工作積累技術資料,對隧道加固技術發展意義重大。
來源:養護與管(guǎn)理
資料來源:《中國公路學會養護與管理分會第十一屆學術年會(huì)論文集》,節選自《<公路隧道加(jiā)固技術(shù)規範>關鍵問題(tí)解析》