高速公路涵洞常見病害維修建議

徐文曉 代躍

河南省交通科學技術研究院有限公司（450000）

高速公路涵洞常見病害維修建議

徐文曉 代躍

河南省交通科學技術研究院有限公司（450000）

高速公路運營期間，涵洞長期受地形、氣候、荷載、水流等因素的作用會產(chǎn)生許多病害，對涵洞的正常使用以及高速公路路基穩(wěn)定產(chǎn)生一定的影響，如果不及時采取相應的措施，就會造成結(jié)構(gòu)的耐久性降低和使用壽命的縮短，通過合理的維修加固措施，可以提高結(jié)構(gòu)耐久性，延長涵洞的使用壽命。

涵洞；病害；維修建議

0 引言

隨著國民經(jīng)濟實力的不斷增強，交通基礎建設得到了飛速發(fā)展,尤其是高速公路建設發(fā)展迅速。涵洞作為高速公路排水構(gòu)造物，雖構(gòu)造簡單，規(guī)模較小，但在高速公路中的數(shù)量和比重很大，是高速公路建設中重要的組成部分之一。高速公路運營過程中，涵洞長期受地形、氣候、荷載、水流等因素的作用會產(chǎn)生許多病害，而涵洞的質(zhì)量直接關系到高速公路路基穩(wěn)定性，因此分析對涵洞常見病害產(chǎn)生原因及維修方法，對預防涵洞的病害具有一定的現(xiàn)實意義。

涵洞病害成因是多方面的,總的來說包括設計、施工和養(yǎng)護三個階段，任何一個階段做的不完善都會導致病害形成。涵洞設計之前的地質(zhì)勘測不夠詳細，對涵洞的基礎、整體設計埋下了不確定因素，直接對設計造成影響。涵洞設計采用的材料考慮了強度方面要求，忽略了對環(huán)境造成的影響和耐久性的要求，設計采用的防水材料不能滿足實際使用功能，涵洞設計埋深不合理，沒有按照設計文件、施工規(guī)范要求施工,混凝土養(yǎng)護不足導致原始缺陷,地基處理不達標，都會產(chǎn)生許多病害。

1 涵洞常見病害類型

1.1 影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性病害

涵洞頂部出現(xiàn)縱向、橫向裂縫，滲漏水或變形；涵洞兩側(cè)出現(xiàn)滲漏水、開裂、變形或傾斜；沉降縫拉開、錯位或填料脫落；涵底鋪砌沉降或破損；涵洞基礎沖刷；涵洞洞口端墻、翼墻開裂或傾斜。

1.2 影響使用功能病害

通道凈空不夠?qū)е抡Ｍㄐ惺茏瑁缓卒伷龆逊e淤泥等雜物，影響正常過水功能；洞口雜物堆積或植被茂盛,影響過水能力；混凝土表面缺陷如麻面、空洞、露筋等；砌體結(jié)構(gòu)表面風化、勾縫脫落[1]。

2 涵洞病害原因及維修

2.1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性病害原因及維修

1）裂縫產(chǎn)生原因

3)針對航道通航能力的仿真研究。船舶交通流仿真是以離散事件仿真為基礎而逐漸興起的科學研究方法，當前，MATLAB[6]、ARENA[7]等軟件的熟練應用為這一研究提供技術支持。仿真研究的關鍵在于仿真模型的設計與實現(xiàn)，其中船舶、船舶交通流的生成是要解決的主要問題，當前采用蒙特卡洛方法[6]和元胞自動機方法[8]相結(jié)合的方式來解決該問題。仿真方法的目標實現(xiàn)在于仿真結(jié)果的輸出及結(jié)果分析，通常根據(jù)仿真輸出參數(shù)對航道通航能力進行分析與評估。[6-9]

涵洞頂部和兩側(cè)表面出現(xiàn)短且細裂縫的主要原因是受溫度和混凝土收縮影響，此類表面裂縫對結(jié)構(gòu)整體受力幾乎沒有負面影響。涵洞頂部和兩側(cè)出現(xiàn)長且寬的結(jié)構(gòu)性裂縫的主要原因是混凝土保護層厚度偏小或配筋不夠、混凝土齡期未達到要求、沉降縫的設置不太合理、涵洞長期經(jīng)受超越設計荷載等級的重型載重車輛碾壓等原因所致。

對于寬度小于0.15 mm的非結(jié)構(gòu)性裂縫，建議采用表面裂縫封閉法處理；對于數(shù)量較多、寬度在0.1～1.5 mm的裂縫,建議采用壓力注漿修補處理，涵洞兩側(cè)豎向、斜向裂縫壓漿應自下而上進行，涵頂縱、橫向裂縫壓力注漿沿裂縫走向進行。維修裂縫時，應使裂縫口表層工作面平順、干燥、無油污。

2）滲漏水產(chǎn)生原因及維修

涵洞各節(jié)段間產(chǎn)生不均勻沉降，引起結(jié)構(gòu)開裂、錯臺導致結(jié)構(gòu)開裂、錯臺導致滲漏水；涵節(jié)間沉降縫處填料脫落導致滲水；涵洞頂部與兩側(cè)交界處滲水是因為雨水滲入涵周填土,而排水設施不完善，導致涵周填土含水量超標，積水從涵洞滲出。

對涵洞各節(jié)段間不均勻沉降、沉降縫處填料脫落出現(xiàn)滲漏水等，建議采用浸透瀝青的麻絮填入處理好的縫隙中，然后用水泥砂漿將縫口填滿、壓實、抹平的方法進行封堵。對涵洞頂部與兩側(cè)交界處滲水，建議對涵洞外側(cè)涂防水瀝青，同時改善路面及涵周填土排水設施。

3）基礎沖刷產(chǎn)生原因及維修

雨水長時間沖刷導致涵洞底板鋪砌被沖刷損壞、進出口基礎被沖刷掏空。

對基礎局部沖刷，建議采用水泥砂漿砌片石填實，修復洞口、洞底鋪砌層；當水流流速特別大時,建議設置配套的緩流設施，如消力池；當水流中泥砂較多時，建議在進水口處設置沉砂池，既起到沉砂作用又可以消耗能量減緩水流速度，還要及時清理洞口淤泥，疏通進出口的溝槽，避免堵塞；若設置陡坡涵洞，則不需設置緩坡段。

4）洞口端墻、翼墻開裂或傾斜產(chǎn)生原因及維修

因基礎不均勻沉降而發(fā)生傾斜時，建議采用擴大基礎的方法對基礎進行處理，先將原有基礎外側(cè)洗刷干凈，然后按原基礎加寬30 cm，新舊基礎必須結(jié)合堅固；由于填土夯實不足而發(fā)生端墻、翼墻傾斜，建議挖開填土，對端墻、翼墻外傾部分進行修理，并夯實回填土,如果開裂嚴重，必要時重新砌筑洞口端墻、翼墻[2]。

2.2使用功能病害原因及維修

1）通道凈空不夠產(chǎn)生原因及維修

設計考慮不完善或施工不規(guī)范導致通道凈空不夠，部分車輛通過時在通道頂部留下明顯刮痕。

設計時充分考慮附近的車輛通行需求，設計合理的通道高度，施工時嚴格按照設計和規(guī)范施工，對已形成的通道建議采取限高措施，防止超高、超載車輛經(jīng)過通道導致通道頂部出現(xiàn)刮痕和車輛受損，確保車輛、行人的通行安全。

2）涵底鋪砌堆積淤泥等雜物產(chǎn)生原因及維修

涵底縱坡設計不合理,導致涵洞內(nèi)排水不暢，使大量泥砂淤積。

建議根據(jù)設計涵洞所在區(qū)域內(nèi)排水系統(tǒng)的整體要求，參照規(guī)范合理布設涵洞位置及數(shù)量，結(jié)合河道實際情況，適當增大涵底設計縱坡，降低出水口的高程，確保涵洞具有足夠的宣泄能力，滿足排水需求；在涵洞進出口設置沉淤井，以防止泥砂淤積。

3）洞口雜物堆積或植被茂盛產(chǎn)生原因及維修

養(yǎng)護過程中未按照相關規(guī)范及時清理洞口雜物，造成此類病害出現(xiàn)。

建議養(yǎng)護部門依據(jù)規(guī)范及涵洞自身實際情況，及時對洞口的雜物及植被進行清理，恢復涵洞正常排水功能，確保涵洞流水通暢。

4）混凝土表面缺陷產(chǎn)生原因及維修

施工過程中采用的模板表面不光滑或者模板表面過于干燥導致混凝土產(chǎn)生麻面現(xiàn)象；設計時鋼筋密集，澆注混凝土時振搗不密實、漏漿等，都會導致混凝土產(chǎn)生空洞現(xiàn)象；混凝土保護層厚度偏薄引起鋼筋銹蝕露筋病害。

建議先將混凝土表面松散部分清除，直到露出完好的混凝土，然后對鋼筋采取除銹措施，最后采用高強度等級的混凝土或水泥砂漿進行修補。此維修過程中要保證新補的混凝土密實、表面平整，與原混凝土結(jié)構(gòu)牢固結(jié)合。

5）砌體結(jié)構(gòu)表面風化、勾縫脫落產(chǎn)生原因及維修

常年經(jīng)受溫度、濕度等環(huán)境交替變化，砌體結(jié)構(gòu)受熱、受力不均勻容易導致砌體結(jié)構(gòu)表面風化,部分，勾縫易脫落。

對砌體結(jié)構(gòu)進行壓注水泥砂漿加固；對砌體表面風化現(xiàn)象，建議采用水泥砂漿抹面，抹漿前先將砌體結(jié)構(gòu)表面松動剝落的部分清除，然后將其表面潤濕、洗刷干凈，抹面厚度約2 cm，要保證表面平整、干凈；對砌體結(jié)構(gòu)勾縫脫落部分，建議將損壞的灰縫鑿除，清除砌縫中的雜物，然后用水泥砂漿重新勾縫。對勾縫脫落嚴重的建議局部拆除重新砌筑。

3 結(jié)論

涵洞作為高速公路重要組成部分之一，在長期使用過程中會產(chǎn)生一些常見病害，為使涵洞能夠正常發(fā)揮其作用，增加其使用壽命，建議在設計、施工和養(yǎng)護各個環(huán)節(jié)中，按照相應規(guī)范設計、施工和養(yǎng)護，積極采取有效措施預防、處理病害，共同努力保證涵洞安全，提高涵洞工程質(zhì)量，確保高速公路路基穩(wěn)定。

[1]JTG/T D 65—04—2007,公路涵洞設計細則[S].交通部部頒標準.

[2]JTG D60—2004,公路橋涵設計通用規(guī)范[S].交通部部頒標準.