在役公路隧道衬砌病害分析及整治技术.pdf

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1、道路与交通工程器Road&TrafficEngineering在役公路隧道衬砌病害分析及整治技术俞宏熙(北京市交通委员会，北京100073)摘要：随着大量公路隧道的投入运营。隧道衬砌病害导致的运营事故越来越多，所以对衬砌病害的研究显得日益重要。因此对隧道衬砌病害成因的研究现状进行了分析，指出了隧道质量病害和隧道病害的区别和转化关系．并从加固岩体和加固衬砌两方面对衬砌病害的整治进行了分析和研究。关键词：公路；在役隧道；衬砌病害；整治技术中图分类号：U457．2文献标志码：B文章编号：1009—7767(2016

2、)03—0069-03DamageAnalysisandTreatmentTechnologyofIn-serviceHighwayTunnelLiningYuHongxi随着基础设施建设的逐步加强，截止2015年底，我国已经成为世界上隧道数量最多、里程最长的国家。由于受气候、地质、自然灾害以及当时设计、施工、运营维护等条件的影响，隧道在投入运营使用一段时间后会出现不同程度的病害，如衬砌裂损、变形、渗漏水、混凝土块剥落等。这些病害缩短了隧道的运营周期和使用寿命，严重威胁到隧道内行人及车辆的安全。近年来。因隧道

3、病害问题引发的安全事故屡屡发生。1999年日本山阳新干线福岗隧道、北九州隧道，室兰本线礼文宾隧道相继发生衬砌掉块事故；2006年，美国波士顿中央隧道发生拱顶部混凝土块剥落，掉落的混凝土块质量达12t。造成2人当场死亡【l】。国内也发生过类似的事故，如2000年、2001年兴安岭隧道、达成铁路万山寺隧道相继发生混凝土掉块事故；2010年8月。重庆菜园坝地区南城公路隧道拱顶部位衬砌混凝土块掉落，砸中路过的2辆汽车，所幸无人员伤亡，当时给运营单位造成很大的社会压力【21。综上所述。运营中的公路隧道一旦发生安全事故，

4、会造成很大的舆论压力和社会压力，后果非常严重。因此．隧道病害的成因分析和整治具有很强的必要性和紧迫性。笔者主要针对在役隧道衬砌裂损病害成因与整治措施进行分析。l隧道衬砌病害成因的国内外研究现状目前．国内外的专家学者对隧道衬砌病害的成因进行了大量的分析和研究．这些研究大多是针对某座具体的隧道工程进行分析的，获取的病害成因具有一定的局限性，对其他工程不一定具有指导性。文献【3]将隧道衬砌病害成因分为外力因素、材质劣化因素和其他因素。其中外力因素主要分为土压松弛、滑坡、偏压、承载力不足等具体成因：材质劣化因素主要分

5、为年限裂化，有害水、盐、碱性集料反应，火灾等具体成因；其他因素主要分为壁后空洞、漏水等具体成因。AkiraInokuma和ShigeroInano通过对日本公路隧道的病害成因进行调查后认为，隧道衬砌病害的成因主要有由于地质原因的地压变化、衬砌材料劣化、渗漏水等。杨新安、黄宏伟等人从设计和施工两方面对隧道衬砌结构的病害成因进行了分析．认为设计方面的原因主要有围岩划分不准确、支护设计不当等；施工方面的原因主要有工序不当、壁后喷射混凝土不密实、测量不精确及施工管理不善等【41。笔者认为。隧道质量缺陷与隧道病害是2个

6、不同的概念。目前一些论述将隧道质量缺陷与隧道病害混为一谈，这是不合理的。隧道质量缺陷是指隧道结构在交付运营时就已存在缺陷．其与实际预期建设标准不符。而隧道病害是指隧道在建设完成后由于隧道质量缺陷、荷载变异、地质条件恶化以及养护不到位等因素的综合影响，在隧道中出现的影响隧道寿命和安全2016年第3期(5一)第34拳辛荭投木69昌道路与交通工程Road&TrafficEngineering的劣化状态。两者典型特征分类情况如表l所示。表l隧道质量缺陷与隧道病害典型特征对比隧道质设计参数与丽岩级别不匹配、衬砌背后空洞

7、、厚度量缺陷不足、表面蜂窝麻面、混凝土疏松、材料强度不足等隧道病害衬薯簇篙鬻变形带砌混凝土碳化、渗漏水、时还需防止裂损部位的扩大和发展。因此应采取以稳固围岩、稳固岩体为主，加固衬砌为辅的综合治理措施。2．2稳固岩体的工程措施对工程界稳固岩体的一般措施进行总结，如表2所示。表2稳固岩体的一般措施处理方法i。适用条件由表1可以看出，隧道质量缺陷属于先天性的，而—————————’磊丽孬丽丽磊丽蕊面蕊歪丽西瓦注浆加固法背后空洞；围岩间裂隙、节理发育完全等隧道病害是后天产生的，隧道质量缺陷在一定条件下锚杆加固法衬砌大

8、掉块区域等会转化成隧道病害，如图l所示。1甭磊爵而而诱■■孬五荪面压五系而再面疆瀛赢丽可碇条件-_●图l隧道质量缺陷与隧道病害转换关系图2隧道衬砌裂损的整治隧道工程在投入运营以后，由于隧道病害的出现，其使用寿命势必会受到影响。图2给出了隧道结构使用寿命与维修管理的关系。通过分析可知，对隧道进行适当的整治加固后，隧道的使用寿命会大大增长。衬砌裂损作为隧道病害最主要的表现形式．不仅其自身对隧道结构的耐久