劉偉

（山西道合公路工程監(jiān)理咨詢有限公司，山西 太原 030000）

眾所周知，山西地形多為山地丘陵，公路隧道建設(shè)規(guī)模較大，且沿線地質(zhì)條件及水文條件十分復(fù)雜，地質(zhì)地形異常多變，尤其是處于地質(zhì)斷塊區(qū)的公路隧道，更需要合理、規(guī)范運(yùn)營管理。因而，深入分析地質(zhì)斷塊區(qū)公路隧道運(yùn)營期出現(xiàn)的各類病害及成因，并提出相應(yīng)的處治辦法及防治措施尤為重要。

一、隧道病害種類及成因

地質(zhì)斷塊區(qū)的公路隧道，在運(yùn)營期內(nèi)會出現(xiàn)以下四類常見病害。

（一）隧道內(nèi)襯砌滲漏水

主要表現(xiàn)為襯砌環(huán)向、縱向、斜向裂縫滲水。由于隧道穿越地段圍巖裂隙水較多，洞底標(biāo)高以上賦存較為豐富的地下水；地表排水能力不足，且碎石土層較厚，透水性強(qiáng)；隧道防排水系統(tǒng)隨著使用時間的增加逐漸裂化，出現(xiàn)局部破損、堵塞問題，防水能力降低，導(dǎo)致隧道部分段襯砌漏水。

（二）襯砌開裂及崩落

隧道襯砌開裂段大多位于斷層破碎帶及其影響區(qū)范圍內(nèi)，開裂以縱向、橫向裂縫為主，并伴有部分斜向裂縫。由于地質(zhì)斷塊區(qū)基巖裂隙、斷層破碎帶發(fā)育，地質(zhì)擾動較大，導(dǎo)致地質(zhì)不均勻沉降，從而引起襯砌開裂。

（三）路面隆起及開裂

路面出現(xiàn)裂縫后會影響車輛的行車舒適度，且部分裂縫容易發(fā)展為坑槽。由于病害段圍巖破碎、強(qiáng)度低，易形成地下水通道，且圍巖以砂、泥巖互層為主，局部段落甚至為飽和狀態(tài)的碎石土，致使隧底圍巖長期被水浸泡，易出現(xiàn)圍巖軟化、強(qiáng)度降低等問題，導(dǎo)致隧道底板結(jié)構(gòu)逐漸不足以抵抗圍巖內(nèi)向的擠壓力，進(jìn)而引起路面隆起及開裂病害。

（四）電纜槽開裂及傾斜變形

變形特征以電纜溝頂面外傾斜為主。隧道病害段仰拱部分地質(zhì)條件差，主要為松散體、泥質(zhì)砂巖等巖體，圍巖裂隙水豐富。由于仰拱處的滲水無法及時排出，致使巖質(zhì)強(qiáng)度進(jìn)一步降低，最終仰拱部分無法抵抗隧道拱腳兩側(cè)內(nèi)向的壓力，導(dǎo)致電纜槽開裂及傾斜變形。

二、有效處治隧道病害的原則

一是根據(jù)隧道病害現(xiàn)象，綜合隧道工程地質(zhì)及水文條件、隧道襯砌變形情況、隧道竣工圖、歷次維修加固資料、連續(xù)監(jiān)測資料等，綜合分析論證，為隧道各類型病害有針對性地制定合理、有效的處治方案，達(dá)到“一次處理，不留后患”的目的。

二是隧道處治必須在保障安全的前提下進(jìn)行，確保施工安全、順利完成。

三是確保施工的材料、工序、工藝等與具體施工要求匹配，施工方案具有很強(qiáng)的操作性，施工時要保護(hù)原襯砌結(jié)構(gòu)，不宜過大擾動既有襯砌結(jié)構(gòu)拱頂及邊墻。

四是處治過程中要遵循動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工原則，制定監(jiān)測方案，通過監(jiān)測反饋信息，優(yōu)化及調(diào)整方案。

五是滲漏水的處治主要以“排”為主，保證處治后排水暢通，達(dá)到最初設(shè)計(jì)及預(yù)期處治效果。

三、有效處治隧道病害的措施

（一）隧道滲漏水

采用“鑿槽埋管”的方法處治，首先在主要滲漏水的襯砌位置開鑿上環(huán)向倒梯形槽，槽中心設(shè)置引水孔，保證襯砌背后的滲水能流入引水孔，并在槽中心用鋁合金管夾固定聚氯乙烯半圓排水管，半圓管開口扣向襯砌，然后將半圓管與縱向保溫排水管聯(lián)通，保證水通過保溫排水管導(dǎo)入中央排水管，直至把水引出隧道；在半圓管與襯砌接觸周圍，填充高效防水材料或改性環(huán)氧樹脂防水材料，將表面抹平，并與周邊襯砌表面圓順相接；處治完成后，及時清理埋管兩側(cè)的各種水漬、泥漬，原樣修復(fù)鑿槽處的裝飾層，確保處治后病害路段的美觀度。

（二）襯砌開裂及崩落

采用“少擾動、快加固、勤測量、早封閉”的施工方針置換仰拱。

1.基底地質(zhì)條件較差，不能作為持力層使用

（1）先在邊墻腳部圍打雙排鎖腳錨管，錨管內(nèi)注入水泥砂漿，當(dāng)出漿管排出孔內(nèi)的空氣并噴出與注入相同的漿液時方可停止注漿，砂漿需飽滿，以增大鋼管剛度及支撐力，保證上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（2）在道路中央縱向采用鋼管樁穿透軟弱層，樁底置于可作為持力層的巖層上，且伸入持力層50cm，鋼管樁頂部與拱架及二次襯砌鋼筋焊接，長度應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，然后再進(jìn)行隧底開挖。

（3）開挖時，采用縱向跳槽方法，每次開挖長度根據(jù)現(xiàn)場病害程度及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性確定，原則上不超過三榀鋼拱架，跳槽間隔不得小于20m。開挖時，盡可能采用擾動小的機(jī)械拆除，且拆除過程中對隧道圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)行全過程監(jiān)控量測，加強(qiáng)圍巖跟蹤地質(zhì)調(diào)查和超前地質(zhì)預(yù)報，隨時掌握圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，用監(jiān)測數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工和設(shè)計(jì)調(diào)整，切實(shí)做到信息化施工。

（4）完成拆除作業(yè)后，徹底清理底部虛渣、積水、雜物等，初期支護(hù)應(yīng)隨開挖、隨作業(yè)，及時封閉圍巖，并檢測基底承載力，若底部為松散體，則需要換填，保證基底承載力符合要求。

（5）仰拱處設(shè)置的拱架必須與隧道襯砌的拱架相對應(yīng)，仰拱鋼筋與襯砌鋼筋對接，形成閉合受力環(huán)。

（6）仰拱初期支護(hù)、仰拱混凝土、仰拱填充混凝土應(yīng)分開施工，除沉降縫位置外，仰拱與填充混凝土環(huán)向施工縫應(yīng)錯位50cm以上，仰拱混凝土澆筑時，兩隅部位應(yīng)采用定型鋼模，保證混凝土成型規(guī)整、密實(shí)，并在整個施工過程中注意排水設(shè)施等相互之間的穿插施工及預(yù)埋。

2.基底地質(zhì)條件較好，可作為持力層使用

（1）先在邊墻腳部圍打雙排鎖腳錨管，錨管內(nèi)注入水泥砂漿，當(dāng)出漿管排出孔內(nèi)的空氣并噴出與注入相同的漿液時方可停止注漿，砂漿需飽滿，以增大鋼管剛度及支撐力，保證上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（2）開挖時，采用縱向跳槽方法，每次開挖長度根據(jù)現(xiàn)場病害程度及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性確定，原則上不超過三榀鋼拱架，跳槽間隔不得小于20m。開挖時，盡可能采用擾動小的機(jī)械拆除，且拆除過程中對隧道圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)行全過程監(jiān)控量測，加強(qiáng)圍巖跟蹤地質(zhì)調(diào)查和超前地質(zhì)預(yù)報，隨時掌握圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，用監(jiān)測數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工和設(shè)計(jì)調(diào)整，切實(shí)做到信息化施工。

（3）完成拆除作業(yè)后，徹底清理底部虛渣、積水、雜物等，初期支護(hù)應(yīng)隨開挖隨作業(yè)，及時封閉圍巖，并檢測基底承載力，若底部為松散體，則需要換填，保證基底承載力符合要求。

（4）仰拱處設(shè)置的拱架必須與隧道襯砌的拱架相對應(yīng)，仰拱鋼筋與襯砌鋼筋對接，形成閉合受力環(huán)。

（5）仰拱初期支護(hù)、仰拱混凝土、仰拱填充混凝土應(yīng)分開施工，除沉降縫位置外，仰拱與填充混凝土環(huán)向施工縫應(yīng)錯位50cm以上，仰拱混凝土澆筑時，兩隅部位應(yīng)采用定型鋼模，保證混凝土成型規(guī)整、密實(shí)，并在整個施工過程中注意排水設(shè)施等相互之間的穿插施工及預(yù)埋。

（三）路面隆起及開裂

增設(shè)仰拱段路面重新鋪設(shè)，采用與原設(shè)計(jì)相符的材料及厚度尺寸，此外施工中應(yīng)盡量避免破壞現(xiàn)有路面。

（四）電纜槽開裂及傾斜變形

修復(fù)隧道破損的電纜槽，可采用預(yù)制品。

四、結(jié)語

由于隧道的施工作業(yè)環(huán)境相對較為封閉，且作業(yè)時間長、連續(xù)性強(qiáng)，病害處治施工中往往會出現(xiàn)盲點(diǎn)，因此處治地質(zhì)斷塊區(qū)的公路隧道病害時，不僅要掌握沿線的地形地質(zhì)情況，還要查明病害的類型、情況及產(chǎn)生機(jī)理，從而采取有效的維修加固方法，取得最優(yōu)的處治效果，做到“對癥下藥，藥到病除”。