【正文】 ，安排地下水流沿著無害通道排走。以防助排，可以使水流集 排、堵、截均不宜單獨(dú)使用。 “堵”就是堵水歸槽，堵塞襯砌背后分散的滲流水，集中引導(dǎo)排出。 所謂“排’’，就是因勢利導(dǎo)，給地下水以排走的出路，將水迅速地排到洞外。既要消滅襯砌的一切滲漏缺陷，又要疏干圍巖含水，并保證疏干范圍滿 足整治病害的要求。對各種隧道病害進(jìn)行整治時(shí)，如果 水是其中的致害因素，都要先治水。 3)潛流沖刷原因 (1)圍巖 (巖塊本身或巖塊間的軟弱夾層 )具有遇水軟化、崩解和易溶于水的礦物成分， 易被水流帶走的粘土、粉土和細(xì)小顆粒； (2)排水設(shè)備周圍沒有根據(jù)圍巖的水理性質(zhì)設(shè)置合適的反濾層； (3)對通過隧道的流砂層沒有采取穩(wěn)固措施或者原有措施已失效； (4)對通過隧道的暗河，沒有采取防治沖刷病害的措施，或者防治設(shè)施年久失修，不起作 用； (5)圍巖的裂隙、層面和軟弱夾層，存在滲流速度較大的潛流； (6)采用含土和小顆粒的松散土石作超挖回填 (在仰拱下用含土棄碴回填者，此類病害 最易發(fā)生 )； (7)埋設(shè)在抗沖能力不足的圍巖內(nèi)的各種排水溝槽，沒有采取防止圍巖受沖刷和浸水軟 化的措施，或者破損失修而在溝槽的底部及兩側(cè)發(fā)生沖刷。 (7)襯砌發(fā)生裂損破壞； (8)修建隧道時(shí)沒采取防水措施或防水措施選用不當(dāng)，施工質(zhì)量不良及已失效等原因； (9)無排水設(shè)備或排水設(shè)備孔徑不足，水被堵塞 (包括淤塞和冰塞 )。 4)侵蝕性水對襯砌的侵蝕 2．水害產(chǎn)生的原因 1)漏水和涌水的原因 (1)該做襯砌的沒有襯砌，無襯砌的隧道有水必漏； (2)襯砌背后有積水的水囊； (3)隧道通過有溶洞和暗河系統(tǒng)的地層，有季節(jié)性地下水向隧道內(nèi)涌出； (4)襯砌的構(gòu)造縫、工作縫防水性能差； (5)襯砌材料抗?jié)B能力低； (6)襯砌存在施工缺陷； 如： (1)因水壓較大壓破襯砌； (2)軟質(zhì)巖因浸水發(fā)生泥化和軟化失去承載力或產(chǎn)生塑性流動，對襯砌的壓力增大，導(dǎo) 致襯砌破壞； (3)圍巖的結(jié)構(gòu)面及軟弱夾層因浸水發(fā)生軟化、滑移失穩(wěn)，對襯砌壓強(qiáng)增大，導(dǎo)致襯砌破 壞； (4)膨脹性圍巖浸水發(fā)生體積膨脹，導(dǎo)致襯砌破壞； (5)寒冷及嚴(yán)寒地區(qū)的隧道發(fā)生冰脹和圍巖凍脹。如： (1)會導(dǎo)致電絕緣失效； (2)混凝土襯砌風(fēng)化、腐蝕、剝落； (3)通風(fēng)、通信等設(shè)備的銹蝕腐爛； (4)在寒冷及嚴(yán)寒地區(qū)的隧道會出現(xiàn)掛冰、冰錐、路面形成“冰湖”而發(fā)生凍害； (5)承壓水的涌出、巖溶水的突涌，都會造成襯砌開裂，中斷行車； (6)洞內(nèi)空氣潮濕、淋水，使養(yǎng)護(hù)環(huán)境惡化，影響?zhàn)B護(hù)人員身體健康； (7)影響行車的通暢、安全。 ’ 1)隧道漏水和涌水 隧道圍巖的地下水以滲漏方式或涌出形式進(jìn)入隧 道內(nèi)造成危害。 2020 年 6 月，某高速公路因?yàn)樗淼绹?yán)重漏水，發(fā)生險(xiǎn)情而關(guān) 閉，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。例如甘肅七道梁隧道、遼寧八盤嶺隧道、吉林密江隧道都是在建成后不久，隧道 內(nèi)便出現(xiàn)大量滲漏，春、夏、秋三季隧道變成了“水簾洞”，冬季洞內(nèi)則變成了“冰湖”。 (一 )水害 1．水害的分類 、‘ 與其它地下工程一樣，公路隧道在施工期間和建成后，一直受著地下水的影響，特別是 建成后的隧道，更是處于地下水的包圍之中。因此，公路隧道對防水工程 的要求愈來愈高。特別是在嚴(yán)寒地區(qū)，冬季隧道內(nèi)的滲漏水或在隧道上部吊掛冰柱，或 在路面形成冰湖，常常會誘發(fā)交通事故。為了減輕通過隧 道時(shí)司機(jī)的生理和心理壓力，消除車輛進(jìn)洞時(shí)的黑洞效應(yīng)，清除出洞時(shí)的眩光現(xiàn)象，從有利 于安全行車角度考慮，高等級公路上的隧道一般都根據(jù)具體條件，對隧道進(jìn)行合理有效的照 明。因此，必須根據(jù)較長及特長的隧道的具體條件，采用適當(dāng)?shù)耐L(fēng)方式，將新鮮空氣 承受風(fēng)流一起送人隧道，稀釋淡化有害氣體，使其濃度降至安全指標(biāo)以內(nèi)。 但是對于 較長及特長隧道，自然風(fēng)和交通活塞作用對隧道內(nèi)空氣的置換作用相對較小，如不 采用其它措施，隧道內(nèi)有害氣體的濃度就會逐漸升高。短隧道由于受自然風(fēng)和交通活塞作用影 1 90正是因?yàn)閿嗝娉时馄綘?，在斷面積相同 條件下，公路隧道較之鐵路隧道、水工隧道和礦山巷道施工難度較大。 由于公路隧道的建筑限界基本上是一個(gè)寬度大于高度的截角矩形截面，在設(shè)計(jì)開挖斷面、初 砌結(jié)構(gòu)時(shí)總是在保證施工安全和結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定條件下，盡量圍繞建筑限界設(shè)計(jì)開挖 斷面和 凈斷面，因此，公路隧道的斷面常為形狀扁平的馬蹄形或直墻拱頂形。若公路隧道位于土層或軟弱巖體 內(nèi)，施工難度更大，通常需要特殊的施工方法來建造。 一、公路隧道的特點(diǎn) 1．?dāng)嗝娲? 公路隧道與鐵路隧道、水工隧道、礦山地下巷 道相比斷面較大，雙車道公路隧道的斷面 積可達(dá) 80m2 左右。然而隨著公路隧道工程數(shù)量的增加 和建設(shè)速度的加快，由于經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識等諸多原因及設(shè)計(jì)、施工的水平限制，在已修建的隧道中， 都不同程度地出現(xiàn)了質(zhì)量問題，有的甚至出現(xiàn)了嚴(yán)重的質(zhì)量事故，造成較大經(jīng)濟(jì)損失。因此在許多工程方案論證中，都進(jìn)行了水下 隧道的方案論證，例如連接深圳與香港、膠 州灣連接大連與煙臺及南水北調(diào)工程穿越黃河。采用隧道下穿江河有許多優(yōu)點(diǎn)，它既不影響航運(yùn)，也不影響地面景觀， 有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，與兩岸接線十分方便。后來建設(shè)長度超過 4km 的山嶺隧道有二郎山隧道、華鎣山隧道和大溪 一湖霧 嶺隧道，西安一安康公路上的秦嶺隧道長度超過了 9km。 1 89 到 1994 年底，我國建成了最長的山嶺高速公路隧道 —— 中梁山隧道，全長為 3160m。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年 代，公路的迅速發(fā)展對公路隧道提出了越來越高的要求，隧道的建設(shè)意義與作用也愈來愈多 地被人們所認(rèn)識和重視。設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)都存在一定的差距， 思想認(rèn)識上也存在偏見和畏難情緒，所以， 20 世紀(jì) 80 年代前，僅個(gè)別公路上設(shè)有一些短隧 道。由于隧道造價(jià)較高，運(yùn)營管理相對復(fù)雜，所以 各地對隧道建設(shè)都十分重視。 2020 年通車的晉焦高速公路晉城段隧道累計(jì)長度與路線比例超過了 20％；正在建設(shè)中的焦晉高 速公路焦作段全長 17． 2 公里，其中山嶺區(qū) 10． 3 公里，共修建了 1 1 座分離式隧道和一座連體 隧道，單洞長度累計(jì)達(dá)到了 5km 多，占路線比例相當(dāng)大。例如：成渝高速公路重慶段總長 104km，較原 成渝公路重慶段 156kin 縮短路程 52kin，其中尤以中梁山隧道和晉云山隧道縮短路程最為顯 著，且隧道建成后高速公路線形順暢，社會效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。因此，在高等級公路迅速發(fā)展的帶動下，作為公路重要組成部分 的公路隧道也迎來了規(guī)?？涨暗慕ㄔO(shè)熱潮。第五章 隧道工程質(zhì)量通病防治 第一節(jié) 概 述 隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國的公路建設(shè)也蓬勃發(fā)展，特別是高等級公路建設(shè)更是 FI 新月異，全國性高等級公路路網(wǎng)格局正在形成。由于高等級公路的線形技術(shù)指標(biāo)較高、投資 較大，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益明顯，當(dāng)其進(jìn)入山區(qū)或重丘區(qū)時(shí)，就不可避免地需要采用隧道來穿山越 嶺；當(dāng)其跨洋越海時(shí)，由于水底隧道有利于環(huán)境保護(hù)，有利于生態(tài)保護(hù)且投資較小，修建水底 隧道比修建橋梁更為適當(dāng)。許多路 段由于采用了隧道方案，改善了路線指 標(biāo)，縮短了路程和行車時(shí)間，提高了運(yùn)營效益。 310 國道寶雞至牛背段， 設(shè)計(jì)為二級汽車專用公路，全長 40km 其中隧道累計(jì)長度 5km 多，占路線比例較大。浙江、福建、吉林、貴州、云南等省 部分路段的情況也與之類似，隧道成群出現(xiàn)。 與發(fā)達(dá)國家相比，我國的公路隧道建設(shè)起步較晚。 20 世紀(jì) 80 年代中后期，首先在我國經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的東南沿海地區(qū)出現(xiàn)了長度超千米的 公路隧道，如深 圳的梧桐山隧道長 2km，首次在我國采用全橫向通風(fēng)。公路隧道工程遍布全國各地，施工和管理難度也不斷加大。中梁山 隧道與晉云山隧道群的建成，不僅在設(shè)計(jì)與施工方面取得了重大突破，而且極大的鼓舞了公 路隧道建設(shè)的信心。 在發(fā)達(dá)國家和我國香港，用隧道“涉水”連接江河兩岸的路線已十分常見，從 80 年代末 開始，隨著施工技術(shù)的提高，我國內(nèi)地也出現(xiàn)了“涉水”隧道，如上海延安東路隧道和廣州珠 江隧道等水下隧道。珠江隧道首次在國內(nèi)采用沉埋法施工，降低了 工程造價(jià)，提高了工程質(zhì)量，為后續(xù)水下隧道的設(shè)計(jì)與施工及至運(yùn)營管理都積累了寶貴經(jīng) 驗(yàn)。 我國幅員遼闊，多山多水，公路隧道建設(shè)方興未艾。 第二節(jié)常見病害 隧道的病害很多，發(fā)生的原因和情況也非常復(fù)雜，就公路隧道而言，有其自身特點(diǎn)。因此公路隧道圍巖受擾動范圍較大，其輪廓對圍巖塊體的不利切割增 多，圍巖內(nèi)的拉伸區(qū)與塑性區(qū)加大，導(dǎo)致施工難度增大。 2．形狀扁平 在滿足使用功能和施工安全的前提下，盡可能地降低工程造價(jià)是隧道設(shè)計(jì)的基本要求。 斷面扁平容易在拱頂圍巖內(nèi)出現(xiàn)拉伸區(qū)，眾所周知，巖土之類天然材料，其抗拉強(qiáng)度較 低，因此，施工中隧道頂部容易崩落，威脅人身安全。 3．需要運(yùn)營通風(fēng) 汽車通過隧道時(shí)，不斷地向隧道內(nèi)排放廢氣。 響，一般有害氣體的濃度不會積聚太高，不會對司乘人員的身體健康和行車安全構(gòu)成威脅。其中汽車排放的 CO 濃度達(dá)到一定 量值時(shí)，會使人感到不適甚至窒息；柴油車排出的煙塵將不斷惡化行車環(huán)境，使隧道內(nèi)能見 度降低。 4．需要運(yùn)營照明 高速公路上高速行駛的車輛在白天接近并穿過隧道時(shí)，行車環(huán)境要經(jīng)歷一個(gè)“亮一暗一 亮”變化過程， 司機(jī)的視覺在此過程中，也要發(fā)生微妙的變化以適應(yīng)環(huán)境。 5．防水要求高 在高等級公路上，車輛行駛速度較快，如果隧道出現(xiàn)滲漏或路面溢水，則會造成路面濕 滑，不利于安全行車。此外，長期或大量的滲漏水，還會對隧道內(nèi)的機(jī)電 設(shè)備、動 力及通訊線路構(gòu)成威脅，同時(shí)還會發(fā)生結(jié)構(gòu)腐蝕病害。 二、常見病害 ‘ 按照公路隧道病害發(fā)生的原因分類，常見病害有水害、襯砌腐蝕病害、襯砌裂損病害、隧 道凍害、明洞的病害及洞口的病害等。地下水無孑 L不入，當(dāng)水壓較大，防水工程質(zhì)量 欠佳時(shí)地下水便會通過一定的通道滲入或流入隧道內(nèi) 部，對行車安全以至襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定 構(gòu)成威脅。由于反 復(fù)凍融，造成襯砌結(jié)構(gòu)開裂。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)公路隧道完全沒有滲漏的寥寥無幾，絕大部分隧 道都存在著不同程度的滲漏問題，滲漏部位遍及隧道全周。這類病害因氣候因 ． 1 91． 素、地質(zhì)條件、隧道結(jié)構(gòu)、洞內(nèi)設(shè)備種類和漏水與涌水的規(guī)槔不同而異。 2)襯砌周圍積水 隧道建成后，地表水或地下水向隧道周圍滲流匯集，如不能迅速排走，會引起病害。 3)潛流沖刷 由于地下水滲流和流動而產(chǎn)生的沖刷和溶蝕作用，引起公路隧道 病害： (1)鋪底、仰拱下沉，路面開裂下沉； (2)襯砌基礎(chǔ)下沉，邊墻開裂； (3)圍巖滑移錯(cuò)動，導(dǎo)致襯砌變形開裂； (4)拱部圍巖松動落石 (無襯砌者 )或發(fā)生隱蔽坍方 (襯砌超挖沒有全部回填 )，導(dǎo)致襯砌 裂損。 1 92 2)積水原因 (1)襯砌周圍有承壓水作用； (2)襯砌背后的超挖沒作回填或回填不滿，局部滯水無法排除； (3)修建隧道時(shí)，采取只防不排的治水原則，未設(shè)置疏干圍巖地下水的排 水設(shè)備； (4)排水設(shè)備的排水能力不足，位置不當(dāng) (平面或高程位置 )，構(gòu)造欠妥，不能有效地降低 水位，未能達(dá)到消除病害和減輕病害的作用； (5)襯砌背后的排水設(shè)備堵塞 (包括淤塞或水塞 )，破損失效。 ． 3．治水措施 治水就是要預(yù)防和消滅圍巖地下水對隧道的危害。水對隧道的危害是多方面的，治水要針對所要消滅的病 害，不能顧此失彼。 隧道治水應(yīng)實(shí)行以排為主，排、堵、截相結(jié)合的綜合整治措施。 “截’’，就是把流向隧道的水源截?cái)?，或盡可能使其水量減少，屬于間接的排與防。就是防止和杜絕襯砌 外圍的水 自由地從有害的路徑進(jìn)入隧道內(nèi)。以排作防，避免強(qiáng)堵，易于防好。 1 93 排防結(jié)合，相輔相成，才能使水害得到根治。洞內(nèi)外、山上地下，有病害與暫無病害的 段落，都應(yīng)分析，作出全面的整治規(guī)劃。 (二 )襯砌腐蝕病害及其防治 隧道內(nèi)金屬構(gòu)件的銹蝕 、磚石砌體的風(fēng)化、混凝土襯砌被侵蝕破壞，都屬于腐蝕病害。有的用手可捏成粉末，嚴(yán)重者成豆腐渣 狀。此種病害 按其致害原因不同，可分為： (1)水蝕 根據(jù)圍巖地下水的化學(xué)成分不同，對混凝土的侵蝕作用主要有以下幾種： ①溶出型侵蝕； ②碳酸型侵蝕； ③一般酸性侵蝕和堿性侵蝕； ④硫酸鹽侵蝕； ⑤鎂侵蝕。墻腳附近最 為嚴(yán)重，漏水的拱頂、襯砌接縫、各種施工缺陷和裂紋的周圍也較普遍。 (2)煙蝕 長期運(yùn)營的 隧道內(nèi)，汽車排出的廢氣中含有大量∞和∞ 2，與水作用而產(chǎn)生堿性侵 蝕，煙氣對襯砌長期滲水、漏水部位的腐蝕最為嚴(yán)重。這種破壞與凍融次數(shù)有關(guān)，滲水、漏水部位及墻腳排水不良部位，較易充