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隧道運營中常見病害分析

隧道運營中常見病害分析
時間:2025.04.05
作者:中鋼國檢上海分公司
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摘要: 隧道作為交通體系的關(guān)鍵節(jié)點,其安全運營不僅保障交通網(wǎng)絡(luò)的高效運轉(zhuǎn),更是促進(jìn)區(qū)域互聯(lián)互通、協(xié)同發(fā)展的重要支撐。然而,隧道病害嚴(yán)重威脅隧道安全,給整個交通體系帶來潛在風(fēng)險。   隧道病害類型多樣,水害、凍害、襯砌裂損、襯砌侵蝕等病害,普遍存在于各類隧道之中。同時,隧道火災(zāi)、震害等突發(fā)災(zāi)害,同樣是不容忽視的安全隱患。尤其是一些長深隧道,因內(nèi)部光線不足,空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜,常規(guī)檢測手段難以全面覆蓋,病害往往具有隱蔽性。這些不易察覺的病害,一旦爆發(fā),極有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故,給隧道運營和過往車輛帶來極大威脅。   水害 隧道的水害主要是指隧道圍巖的地下水或部分地表水,以滲漏或涌出方式進(jìn)入隧道內(nèi)造成的干擾及危害,是最常見的隧道病害,可分為滲水(涌水)、襯砌周圍積水、潛流沖刷等。根據(jù)其發(fā)生的部位和流量,隧道滲漏類型可分為拱部滲水、滴水、漏水成線和成股射流四種,邊墻有滲水、淌水兩種。   隧道水害給隧道的安全運營造成嚴(yán)重威脅,不同的水害類型也會有不同的影響。首先,其不僅會軟化隧道圍巖,引起圍巖變形、滑移錯動、坍塌,從而造成襯砌結(jié)構(gòu)變形開裂破壞。此外,滲漏水還會促...
隧道運營中常見病害分析

(圖:隧道運營中常見病害分析)

隧道作為交通體系的關(guān)鍵節(jié)點,其安全運營不僅保障交通網(wǎng)絡(luò)的高效運轉(zhuǎn),更是促進(jìn)區(qū)域互聯(lián)互通、協(xié)同發(fā)展的重要支撐。然而,隧道病害嚴(yán)重威脅隧道安全,給整個交通體系帶來潛在風(fēng)險。

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隧道病害類型多樣,水害、凍害、襯砌裂損、襯砌侵蝕等病害,普遍存在于各類隧道之中。同時,隧道火災(zāi)、震害等突發(fā)災(zāi)害,同樣是不容忽視的安全隱患。尤其是一些長深隧道,因內(nèi)部光線不足,空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜,常規(guī)檢測手段難以全面覆蓋,病害往往具有隱蔽性。這些不易察覺的病害,一旦爆發(fā),極有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故,給隧道運營和過往車輛帶來極大威脅。

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水害

隧道的水害主要是指隧道圍巖的地下水或部分地表水,以滲漏或涌出方式進(jìn)入隧道內(nèi)造成的干擾及危害,是最常見的隧道病害,可分為滲水(涌水)、襯砌周圍積水、潛流沖刷等。根據(jù)其發(fā)生的部位和流量,隧道滲漏類型可分為拱部滲水、滴水、漏水成線和成股射流四種,邊墻有滲水、淌水兩種。

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隧道水害給隧道的安全運營造成嚴(yán)重威脅,不同的水害類型也會有不同的影響。首先,其不僅會軟化隧道圍巖,引起圍巖變形、滑移錯動、坍塌,從而造成襯砌結(jié)構(gòu)變形開裂破壞。此外,滲漏水還會促使混凝土襯砌風(fēng)化、剝蝕,引發(fā)路基下沉、基底裂損、翻漿冒泥等病害,嚴(yán)重者甚至引發(fā)地面建筑物的不均勻沉降和破壞。

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另一方面,滲漏水加快隧道內(nèi)部通訊、照明等設(shè)備銹蝕,影響其正常使用,縮短設(shè)備的使用壽命,若水中含有侵蝕性介質(zhì),還易造成襯砌混凝土和砌筑砂漿腐蝕損壞,降低襯砌的承載能力。

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隧道水害產(chǎn)生的原因,通常與隧道所處環(huán)境的地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、隧道的設(shè)計和施工等問題有關(guān)。修建隧道破壞了原始的地下水系統(tǒng)平衡,使隧道成為其附近地下水集聚的通道。當(dāng)隧道圍巖與含水層連通,而襯砌的防水及排水設(shè)施、方法不完善時,就容易導(dǎo)致隧道水害的發(fā)生。

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襯砌裂損

襯砌裂損,是指在多種因素作用下,隧道襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫、變形等病害,其表現(xiàn)形式多樣,包括開裂、變形過大、腐蝕破壞、剝落等。襯砌裂損的成因涵蓋隧道內(nèi)的溫度、濕度、外力等環(huán)境因素,以及設(shè)計方案不完善、施工中的人為失誤、運營車輛的循環(huán)荷載作用等。

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襯砌裂損會破壞隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,降低襯砌結(jié)構(gòu)安全可靠性,對隧道危害顯著,其主要危害如下:

1、削弱襯砌結(jié)構(gòu)對圍巖的承載能力;

2、致使隧道凈空縮小,侵入建筑界限,威脅車輛通行安全;

3、拱部襯砌掉塊,危及行車及人身安全;

4、裂縫漏水引發(fā)洞內(nèi)設(shè)施銹蝕、路面翻漿,在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)還會造成凍脹;

5、鋪底和仰拱破損,導(dǎo)致基床翻漿、線路變形,危及行車安全,迫使車輛降速,并大幅增加養(yǎng)護(hù)工作量。

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隧道3

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凍害

隧道凍害是隧道內(nèi)水流和圍巖積水凍結(jié),引起隧道拱部掛冰、邊墻結(jié)冰、洞內(nèi)網(wǎng)線設(shè)備掛冰、圍巖凍脹、襯砌脹裂、隧底冰錐、水溝冰塞、線路凍起等,影響到安全運營和建筑物正常使用的各種病害,通常發(fā)生于寒冷地區(qū)和嚴(yán)寒地區(qū)。

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隧道凍害與所在地區(qū)氣溫直接相關(guān),氣溫變化凍融交替是主因。此外,季節(jié)凍結(jié)圈的形成、圍巖的巖性,以及隧道的設(shè)計與施工考慮不周等因素也會對凍害的發(fā)生產(chǎn)生一定的影響。而在高海拔地區(qū),凍害的發(fā)生還與高山風(fēng)密切相關(guān)。

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凍害處置措施主要涉及保溫、綜合治水、更換或改造土壤、結(jié)構(gòu)加強、防止融塌等,可根據(jù)實際情況綜合運用。綜合治水是防治凍害的最基本措施,需要結(jié)合現(xiàn)場條件采取“防、排、堵、截”綜合治水措施,消除隧道漏水和襯砌背后積水。通過設(shè)置保溫隔熱材料來減少冷空氣和襯砌之間的熱交換,加強襯砌,有效地阻止圍巖水和地下水進(jìn)入隧道。對于局部凍害嚴(yán)重區(qū)域,還可采取電加熱、暖管等主動加熱方式,但此類方式成本很高,使用受限。

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襯砌侵蝕

受所處環(huán)境及其他因素影響,隧道襯砌混凝土在長期服役過程中普遍存在混凝土腐蝕劣化、強度喪失等病害,嚴(yán)重危及隧道襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及行車的安全性。除了凍融交替部位的凍脹性裂損、干濕交替部位的鹽類結(jié)晶性脹裂損壞,通常還包括硫酸鹽侵蝕、鎂鹽侵蝕、軟水溶出性侵蝕和一般酸類腐蝕等。

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對于襯砌侵蝕病害,一方面在材料選擇和配比時要充分論證,通過選用耐侵蝕水泥、優(yōu)選石料筑砌、外摻加料等方法進(jìn)行預(yù)防,一方面要加強做好襯砌的防排水措施,以及其他能夠有效預(yù)防襯砌侵蝕病害發(fā)生的方法。

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結(jié)語

隧道各類病害產(chǎn)生的原因不同,科學(xué)檢測與動態(tài)掌握隧道常見病害的發(fā)展情況至關(guān)重要,這不僅是實現(xiàn)病害預(yù)防的基礎(chǔ),更是防范塌方、突泥等次生災(zāi)害的關(guān)鍵舉措。針對地震帶及特殊地質(zhì)條件下的隧道,需特別關(guān)注震害風(fēng)險,通過強化運營期檢查、建立預(yù)防性維護(hù)機(jī)制,堅持“防治結(jié)合”原則,從而全面提升隧道結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性,保障全生命周期運營安全。

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