公路隧道是交通交通運輸系統(tǒng)的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)形式多樣，地質(zhì)情況復(fù)雜，在運營過程中各種病害的產(chǎn)生對隧道襯砌結(jié)構(gòu)的安全及行車安全造成嚴重的影響，通過對某山區(qū)公路隧道襯砌裂縫、路面開裂沉陷、電纜溝變形傾斜等病害的原成因進行分析，闡述了隧道病害的有效處治措施。

　　1隧道工程概況

　　隧道位于西南地區(qū)，采用一級公路標準，設(shè)計行車速度60km/h，為雙洞分離式單洞雙車道隧道，進口段圍巖以Ⅴ類為主，部分Ⅳ類，中間段全部為Ⅳ類圍巖，按新奧法原理進行施工，采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，即以錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土和鋼架為初期支護，以模筑(鋼筋)混凝土襯砌為二次襯砌組成。初期支護與二次襯砌拱墻間設(shè)防水隔離層。隧道于2011年3月開工，2012年11月竣工通車。管養(yǎng)單位在進行隧道管養(yǎng)安全排查中，發(fā)現(xiàn)隧道局部段落存在二次襯砌裂縫、路面沉降、位移、電纜溝傾斜變形，且沉陷、變形位移量持續(xù)增長，有較大安全隱患。

　　2隧道病害現(xiàn)狀

　　2.1襯砌裂縫

　　經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，襯砌裂縫主要集中在邊墻位置，裂縫縱向、環(huán)向、斜向均有分布，其中以縱向裂縫居多，裂縫長度2~20m不等，寬度0.3~0.5mm，個別裂縫寬度超過1mm。左洞共發(fā)現(xiàn)襯砌裂縫146條，總長788.5m，右洞共發(fā)現(xiàn)襯砌裂縫55條，總長315m。

　　2.2路面開裂、沉陷

　　路面病害主要表現(xiàn)為開裂、錯臺、坑槽坑洞、局部沉陷、隆起等。經(jīng)檢查，左洞路面病害共計50處，其中路面裂縫32處，路面錯臺2處，路面坑槽、坑洞9段，路面局部下陷2處，路面隆起5處;右洞路面病害共計23處，其中路面裂縫10處，輕微開裂2處，路面錯臺6處，路面坑槽、坑洞4段，路面隆起1處(見圖1、圖2)。

　　2.3電纜溝傾斜變形

　　電纜溝病害主要表現(xiàn)為溝身傾斜、溝壁擠壓破損、蓋板翹起等。經(jīng)檢查，左洞電纜溝病害共13處，其中溝壁擠壓傾斜、破損共11處，蓋板翹起1處，蓋板缺失1處。右洞電纜溝病害共10處，其中溝壁擠壓傾斜、破損共4處，溝身傾斜6段。

　　3病害成因分析

　　3.1病害檢測

　　為進一步核實病害情況并確定病害成因，采用地質(zhì)雷達、鉆孔取芯的方式對隧道襯砌結(jié)構(gòu)和圍巖進行檢測，在隧道左右洞路面布置3條連續(xù)縱向測線(分別用400MHz和200MHz天線掃描，合計6條測線)，二次襯砌左右邊墻布置2條連續(xù)縱向測線(采用400MHz天線掃描)，各測線經(jīng)地質(zhì)雷達連續(xù)掃描分別按10m間距統(tǒng)計了測點厚度值，按0.5m間距統(tǒng)計實測厚度，繪制了厚度曲線圖，并對測線位置附近明顯不密實區(qū)域進行了統(tǒng)計。在隧道典型病害段落共布置10個鉆孔(左洞布置6個鉆孔，右洞布置4個鉆孔)，各鉆孔深度2.4~5.4m，提取芯樣對隧道的隧底結(jié)構(gòu)、圍巖情況進行觀察、驗證。

　　3.2病害成因分析

　　根據(jù)檢測結(jié)果，結(jié)合地勘資料、設(shè)計及養(yǎng)護資料等，主要病害成因分析如下。

　　3.2.1襯砌裂縫病害成因(1)荷載作用：隧道圍巖在長期的運營過程中，可能發(fā)生松動或變形現(xiàn)象，形成圍巖荷載，作用于襯砌結(jié)構(gòu)上后，易使襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斜向及縱向裂縫。結(jié)構(gòu)自重、車輛荷載及圍巖壓力作用下，基礎(chǔ)可能出現(xiàn)不均勻沉降，易使襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)環(huán)向裂縫以及邊墻部位縱斜向裂縫。(2)結(jié)構(gòu)缺陷原因：本次檢測段落，路面至仰拱底部結(jié)構(gòu)厚度不滿足設(shè)計要求且部分段落存在不密實區(qū)域，同時局部位置存在二次襯砌厚度不滿足設(shè)計要求，襯砌結(jié)構(gòu)在荷載作用下變形、路面亦因擠壓局部變形上隆，導(dǎo)致侵線或缺陷部位附近產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。

　　3.2.2路面、電纜溝病害成因(1)隧道局部段落地質(zhì)條件差。地勘資料顯示，隧道圍巖主要多為砂巖、泥巖與粉砂巖互層。圍巖局部風(fēng)化程度高，巖體縱波速度總體較低，節(jié)理裂隙發(fā)育，圍巖局部結(jié)構(gòu)破碎;圍巖多為互層狀，部分位置存在軟弱夾層，設(shè)計圍巖級別為Ⅴ級和Ⅳ級。本次鉆孔揭露圍巖情況：隧底附近圍巖主要為中~強風(fēng)化巖體，局部較破碎，部分圍巖遇水存在軟化現(xiàn)象。綜上所述，隧道圍巖總體較差，隧底圍巖破碎，局部存在軟弱夾層。此種圍巖地基承載力較弱，在雨季局部可能出現(xiàn)遇水軟化引起地基不均勻沉降。(2)施工質(zhì)量不足導(dǎo)致結(jié)構(gòu)缺陷。根據(jù)本次雷達以及鉆孔取芯檢測結(jié)果，路面測線位置各統(tǒng)計點隧底結(jié)構(gòu)厚度均小于設(shè)計值，最大偏差達到90cm，且測線位置附近存在明顯不密實區(qū)域。因為結(jié)構(gòu)厚度不足，不能達到原設(shè)計承載力要求，加之局部存在明顯不密實區(qū)域容易造成受力不均，隧道路面在長期重車通行、圍巖應(yīng)力變化等綜合作用下出現(xiàn)不均勻沉降，造成路面開裂、沉陷和電纜溝變形等病害。

　　4病害處治措施

　　4.1襯砌裂縫處治

　　依據(jù)檢測結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，隧道拱圈二襯基本滿足設(shè)計要求，未侵占建筑限界，未發(fā)生明顯變形及結(jié)構(gòu)破壞性裂縫，因此對裂縫采取環(huán)氧樹脂灌縫膠封閉處理。

　　4.2路面沉陷、電纜溝變形處治

　　根據(jù)檢測結(jié)果及現(xiàn)場實際情況，為保證處治效果，對于路面開裂沉陷、電纜溝傾斜變形病害嚴重的段落，采用仰拱、電纜溝拆換的方式進行處治，確保隧道襯砌結(jié)構(gòu)及運營安全。具體施工方法如下：(1)將電纜溝中的管線進行臨時改移并注意對其的保護，然后拆除兩側(cè)電纜溝及排水邊溝。(2)既有仰拱的拆除，可能造成隧道二襯的沉降，為減小沉降，保證施工安全，在仰拱拆除前在隧道拱腳部位采用一根4.0m長Φ89鋼管進行注漿鎖腳，鋼管以45°角斜下布設(shè)，縱向間距1m，注漿漿液采用M30水泥砂漿，水泥采用42.5MPa水泥，砂漿配合比及注漿壓力由現(xiàn)場試驗確定。(3)采用分段、分幅、跳槽開挖的方式進行仰拱的拆除，先后拆除左右幅仰拱并開挖至原設(shè)計仰拱底部，拆除開挖的縱向長度不大于5m，跳槽長度以施工機械操作方便為宜，但不得小于5m，仰拱拆換設(shè)計圖如圖5所示。(4)及時澆筑鋼筋混凝土仰拱，為保證新澆筑的仰拱與原襯砌結(jié)構(gòu)的整體性，新澆筑仰拱與原襯砌之間采用植筋連接，并在新澆筑仰拱混凝土中加入微膨脹劑。(5)仰拱拆換完成后，重新施作電纜溝，按原設(shè)計恢復(fù)路面結(jié)構(gòu)。

　　4.3施工注意事項

　　(1)仰拱拆換及實施完成后，均應(yīng)加強監(jiān)控量測工作，用量測信息指導(dǎo)施工，量測數(shù)據(jù)應(yīng)及時整理分析，并及時預(yù)報變位狀況，以便修改設(shè)計，或制定加強措施，保證結(jié)構(gòu)安全。(2)鎖腳鋼管注漿時，應(yīng)根據(jù)注漿壓力和注漿量等參數(shù)進行控制，注漿應(yīng)飽滿，確保注漿效果。(3)仰拱拆除開挖至設(shè)計深度后，應(yīng)將基底虛渣清理干凈后再澆筑鋪底找平層。

　　5結(jié)語

　　隧道作為公路交通的重要組成部分，在長期的使用過程中，難免受到地質(zhì)、氣候、環(huán)境、人為等各種因素的影響而產(chǎn)生各種病害，威脅到隧道的結(jié)構(gòu)及運營安全。本文通過對某公路隧道病害的調(diào)查、檢測，深入分析了病害成因，除地質(zhì)因素外，施工質(zhì)量不足而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)缺陷是病害產(chǎn)生的主要因素，二襯、仰拱未按設(shè)計施工，厚度嚴重不足，承載力達不到原設(shè)計要求，從而導(dǎo)致襯砌開裂、路面沉陷、電纜溝變形。因此，在隧道施工過程中，嚴格按設(shè)計要求施工，保證施工質(zhì)量，是保證隧道結(jié)構(gòu)及使用安全的重要前提，希望通過本文對隧道病害成因分析及處治措施，對同類隧道病害及新建隧道的施工提供有效的參考意見，從而提高施工質(zhì)量，保證隧道使用安全，實現(xiàn)我國公路隧道的長遠發(fā)展。

　　參考文獻

　　[1]JTGF60-2009，公路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2009.

　　[2]JTGH12-2015，公路隧道養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2015.

　　[3]馮超，陳永紅，王豐.某高速公路隧道病害分析及處治[J].四川建筑，2013，33(6)：212-213.

　　[4]付鋼.八一、向陽隧道病害整治設(shè)計[D].重慶：重慶交通大學(xué)，2016.

　　《公路隧道病害成因與處治探討》來源：《智能城市》，作者：蘇國旗 海大鵬 況月超 劉明明 王小強