对隧道病害的综合治理
摘要：由于工程地质在设计施工与造价维修管理等方面出现问题的原因，隧道病害病害已经影响到了隧道的正常使用。
工程基本建设是保证民生、促进发展的一个硬性指标，而隧道在其中占有很大一部分的份额，因此减少新建隧道发生病害和及时对现有病害隧道进行有效整治，对国民经济建设的促进与发展有着非常重要的意义。
关键词：隧道；病害；整治
中图分类号：u45 文献标识码：a 文章编号：
1 隧道病害种类和成因的分析和介绍
1．1 隧道病害种类(按照病害的严重程度进行划分)
1.1.1 a类病害。
变形极其严重，隧道的结构轴线受偏载影响，已施做的初期支护及衬砌发生侵限至整体破坏，表现为不同程度的开裂，钢拱架扭曲变形甚至断裂，位移超过30cm，最后出现极其严重的推移或破坏。
1.1.2 b类病害。
因在受力后产生的变形从而形成缺陷和裂缝。
严重变形，整体性和稳定性差，表现为裂缝多，其宽度在10～30 mm 之间，错台小于10 mm。
1.1.3 c类病害。
因环境因素影响形成缺陷和裂缝。
主要是温度和湿度的变化初期支护及衬砌虽有局部开裂，但整体性和稳定性较好，表现为在隧道的一侧或两侧开裂，裂纹少而细(宽度小于10 mm)，无错台发生，但局部有渗漏水现象。
综合起来隧道病害主要表现在为：隧道渗漏水(主要表现为点、线、面三种分布形式)，二衬及路面等局部开裂变形、断块，排水系统阻塞致使路面返浆等。
1．2 隧道病害成因分析
1．2．1 隧道渗漏水的成因分析
隧道水害的成因是；修建隧道，破坏了山体原始的水系统平衡，隧道成为所穿过山体附近地下水集聚的通道。
当隧道围岩与含水地层连通，而衬砌的防水及排水设施、方法不完善时，就必然要发生隧道水害。
也可以将隧道水害归结为客观和主观两方面的原因。
隧道施工质量控制不佳，是隧道渗漏水发生的主要因素，有以下主要表现：
①隧道穿过含水的地层，隧道防排水设计上存在诸多漏洞。
长期以来，人们对隧道渗漏水病害的危害性认识不足，隧道设计上存在重结构、轻防水的倾向。
②隧道衬砌防水及排水设施不完善。
1．2．2 隧道结构损坏成因分析
①地质因素的影响，前期施工中对地质情况探明不详尽，或是施工时对地质变化考虑与处理不周而导致后期岩层地质变化。
②施工方法与施工质量的影响：由于施工方法不同、施工质量不好，造成围岩松动，压力增大，衬砌厚度不够、强度不足，衬砌背后回填不密实，运营后会出现结构的变形和裂损。
③地下水的影响：地下水的动静压作用、严寒地区的冻胀力、
地下水作用于隧道体周围的软弱破碎岩层，导致衬砌周围出现空洞等约束不均匀，都有可能造成隧道结构开裂。
④隧道砼结构受侵蚀性环境介质如各种酸、碱、盐以及大气中各种有害气体与混凝土中某些组分产生的化学反应侵蚀。
⑤由于配制混凝土时原材料中含有一定数量的碱或“碱活性”骨料，而发生因反应生成物吸水膨胀导致混凝土开裂的碱骨料反应。
2 隧道病害整治方法探讨
隧道病害整治方法随着工程施工技术的日益完善目前已经有了
很大的提高，但是这些整治方法很多都是治标不治本，致使隧道运营期间经常要修修补补，治理完成后过段时间又会出现新的问题。
目前隧道病害的整治方法主要有以下几种：
2．1 隧道渗漏水整治方法
2．1．1 注浆封堵法
注浆封堵是在人工凿成的槽内放置pvc半圆管，然后封填、注浆，最后抹壁、养护。
它适用于渗漏量小(仅见湿渍，无明显水流)的裂缝线形渗漏。
几种常见注浆封堵材料的配制方法分别为：①水泥浆及水泥沙浆的配制；②水泥一水玻璃浆液；③丙凝化学浆液等。
2．1．2 凿槽排水法
此法主要用于拱、墙单点线流、股流、射流等水量较大而不易用以上几种堵水措施处理的渗漏部位。
其方法是从渗水点起凿槽，在槽中埋设半个pvc管或塑料排水板，外用防水砂浆封闭。
常用的排
水方法分为以下几种：① pvc管反扣法。
将直径ф150 mm的pvc
管从中间剖开，分成两半，用扣码将剖开的pvc管固定在衬砌表面，漏水可沿管路排放到两侧沟内;②塑料排水板排水法。
从渗水点起凿槽，在槽中埋设塑料排水板，外用防水砂浆封闭;③嵌缝堵漏法。
此法主要用于局部施工缝浸水、渗水等水量较小的部位处理。
主要分为隧道环向施工缝堵漏及隧道纵向缝堵漏两种方式。
2．1．3 顺畅排放
顺畅排放针对渗漏量大的环向线形(施工缝)渗漏和施工裂缝线
形渗漏，它不去堵，而是把水导引至隧道两侧边沟排出隧道外。
2．2 隧道结构损坏病害整治方法
对于病害严重影响行车安全的需对其进行更换处理或进行整体
补强：主要分为以下几种方式。
2．2．1 隧道拱部、边墙部位开裂、掉块病害整治方法
①对隧道拱部进行更换。
②对隧道边墙部位进行更换。
③对破损部位整体进行锚注支护。
由于超开挖回填不实或未回填，围岩孔隙和裂隙发育严重。
应用传统锚杆时，不仅易出现塌孔和卡钻事故，且可锚性也较差，还经常造成锚杆锚固力低和失效的现象，利用自钻式中空锚杆则能解决以上问题。
自钻式中空注浆锚杆是一项集钻孔、锚固和注浆于一体的支护方式，通过锚杆注浆一方面改变了岩体的力学性能，提高了岩体的粘聚力和内摩擦角，从而提高了岩体的强度与完整性，有效改善了应力分布情况。
另一方
面工程岩体的水理环境和锚杆的锚固环境也得到改善，注浆封闭缝隙后阻止了水对岩体的侵蚀，改善了岩体的水理环境，起到很好的渗漏治理效果。
④采取套拱补强施工方法。
a．套衬补强：套衬补强是指在原衬砌混凝土表面再灌注一定厚度的混凝土，一方面抑制原混凝土裂缝的发展，另一方面与原衬砌混凝土共同作用成为新的承载结构。
套衬补强的范围为拱墙部分。
b．适用条件：原混凝土衬砌尚未失去使用功能，套衬后的断面满足隧道净空要求。
隧道衬砌裂缝的外观表现一般是裂缝分布较多，但较少有交错分布，且裂缝宽度较小，没有混凝土错台、剥落现象。
c．技术要点：套衬混凝土厚度不低于20cm，应采用钢筋混凝土，要保证隧道净空断面要求，套衬混凝土要与原衬砌混凝土结合成一个整体。
⑤隧道衬砌背后回填注浆。
采用多次、少量的注浆施工方案，裂缝区段浆液灌注宜分3次以上完成，每次灌注采用浆液注量和压力双重控制标准，分次灌注时间以间隔5 d到7d为宜。
⑥喷锚支护形式。
本施工方法主要是对隧道局部厚度小于最小设计值地段的二衬结构进行补强，二衬结构补强措施主要采用喷锚支护形式，依据不同的病害情况分为如下3种形式：
a．素喷c20混凝土：该形式主要用于隧道病害较轻区段即二衬背后空洞规模不大，或局部衬砌厚度小于设计值的地段。
b．挂网喷c20混凝土：主要用于衬砌背后空洞较大，或二衬厚度小于设计值的地段。
c．锚杆加网喷c20混凝土：用于隧道空洞规模大且连通，二衬厚度小于设计值，且二衬局部存在裂缝的区段。
锚杆采用自钻式中空锚杆，常规锚杆长l=3．0 m，按间距1．2 m ×1．2 m呈梅花型布置。
⑦对隧道衬砌裂缝进行修补。
主要有如下治理方法：
a．由砼干缩、温度应力等引起的未贯穿衬砌厚度的局部细小裂缝，且裂缝基本无渗水，在裂缝处凿槽，用环氧树脂浆液嵌补。
b．局部纵向长渗水裂缝或环向渗水裂缝，可在裂缝处凿槽，埋管引排地下水，再用环氧树脂浆液嵌补。
2．2．2 隧道腐蚀病害整治方法
隧道衬砌腐蚀病害处理：治理腐蚀的最佳方法是彻底治理二衬渗漏，即以排为主，排、堵、截并用，综合治水；对于已腐蚀的二衬砼，采取以下措施：
①侵蚀深度10 cm处治方法。
除采取排水降底水压外，要对已侵蚀的衬砌进行翻修，即凿除病窖砼，在清洗好的基面上敷设耐腐蚀材料作为防腐层，再立模浇筑抗侵蚀、防水砼，使防水、防腐蚀设施与结构合为一体。
2．2．3 隧道冻害的防治方法
隧道冻害的根本原因就是围岩地下水的冻结，如果能将水排除在冻结圈以外，杜绝水进入冻结圈，就能达到防治冻害的目的，综合
治理是防治冻害的最基本措施。
主要用结构注浆堵水。
隧道防排水应贯彻“以堵为主、防、排、截、堵、保温相结合，因地制宜，综合治理的原则，根据隧道长度、气象条件、地下水的发育程度，采取有针对性的防排水措施。
结构注浆堵水可采用wtd25中空注浆锚杆进行止水，锚杆的长度及环、纵向间距可根据施工实际情况进行确定，注浆后在隧道洞顶围岩中形成一个不易透水的密实体，使洞顶的渗漏水沿两侧坡度较大处与衬砌外防水板接触，并向下流动，经隧道排水系统排出洞外，从而起到注浆堵水的目的。
3 结论
隧道病害是国内外非常普遍的现象，其原因是多方面的，隧道病害直接威胁到隧道的结构和运营安全。
近年来国家基本建设的快速发展要求不断提高隧道修建技术水平，避免或减少隧道病害的发生；隧道病害的形式主要有渗漏水和结构破损，其中渗漏水病害比较普遍；隧道病害产生的主要原因有地质方面的、施工方面的、设计方面的和人为因素等，要认真地系统地分析；隧道病害整治要各种方法综合运用，由专业队伍来进行，治理的时机最好选择在通车前进行，要坚持“一次根治、不留后患”的治理原则。