隧道及地下工程病害和整治

隧道及地下工程在使用中常出現襯砌漏水、侵蝕和裂損等各種病害，影響其正常使用，必須及時整治。

基本介紹

• 中文名：隧道及地下工程病害和整治
• 外文名：defect and repair of tunnel and underground works
• 作者：楊鎮夏

襯砌漏水

地下水通過襯砌的薄弱處滲漏入洞內，使襯砌腐蝕、風化及洞內設備鏽蝕；寒冷地區的洞內會有掛冰、冰柱及冰錐等出現，使襯砌及洞內設備被凍融破壞。漏水原因可能是襯砌抗滲性差、防水設備不足或失效、襯砌裂損和腐蝕，以及施工原因所產生的襯砌缺陷等，可採用排、堵、截相結合，綜合整治，並按具體情況確定其主次。

排水

最常用的方法是在襯砌內表面開鑿溝槽，將水沿邊牆引入排水溝內，其工程量小，施工方便；也可鑽孔將襯砌背後積水引入洞內水溝排出。

堵水

若水壓不大,漏水孔洞較小時,可用速凝水泥膠漿直接堵塞。若水壓和漏水孔洞均較大時，可先插管排水，待管周圍砂漿有一定強度後再拔管直接堵塞。大量漏水時，可在襯砌背後注漿形成防滲殼。出水範圍較大，有條件時可作結構外防水層，最為有效；其次可作內防水層（見隧道及地下工程防水）。如襯砌損壞，可用防水混凝土更換。如原襯砌接縫未作防水處理或失效而漏水，可重作防水處理。在沉降逢處增設止水帶。

截水

為了防止地表水通過地層滲入洞內，應針對洞頂情況進行整治。如填平洞頂窪地、水塘，疏導流水溪溝，鋪砌仰坡等。

襯砌侵蝕

指襯砌由於環境因素的作用，而遭受的化學和物理侵蝕。化學侵蝕有：①地下水中有侵蝕物質；②地下建築中所儲存的物質有侵蝕性；③與混凝土直接接觸處,有因細菌作用而生成的侵蝕性物質,多見於下水道和污水處理池；④蒸汽機車煤煙中有害氣體對混凝土的侵蝕。物理侵蝕有：①凍害；②混凝土集料溶脹；③混凝土機械磨損，如車間、倉庫工作上的磨損，蒸汽機車煤煙對襯砌的機械磨損；④混凝土因溫度突然大幅度下降而受到的熱震；⑤高速水的破壞。上述侵蝕中以地下水的侵蝕最為多見，寒冷地區則容易產生凍害。

地下水侵蝕的整治

可將地下水排出和在襯砌背面設防蝕層。若在襯砌內面設防蝕層，對來自隧道內的分解性水蝕、煙蝕有防護效果。防蝕層的材料可用各種特種水泥、瀝青砂漿或瀝青混凝土、樹脂類砂漿或混凝土、各種防蝕塗料、鑲面塊材等。伸縮縫腐蝕的整治，除在縫背排水外、可用油膏和膠油嵌縫，縫口再貼上氯丁膠板、開卸式塑膠止水帶或軟聚氯乙烯板條封口。對腐蝕深度不大的襯砌，可先抹面再作防蝕層。如腐蝕深度較大，可先模築防水混凝土再作防蝕層，也可先噴漿或噴混凝土再作防蝕層。當腐蝕面較大時，可成環更換襯砌或用噴混凝土修築套拱以加固。

防治凍害

冰凍可能導致襯砌凍融破壞，圍岩凍脹引起襯砌變形開裂，排水設施可能堵塞，因掛冰造成淨空不足等。可採取以下防治措施：①整治漏水和疏乾圍岩周圍積水；②將襯砌周圍凍脹性土更換成透水性強的粗粒土；③在洞口設防寒簾幕；④用膨脹珍珠岩混凝土、膨脹蛭石混凝土、浮石混凝土和加氣混凝土等作內襯保溫層，或先塗防水水泥再噴塗泡沫絕熱層和防火層作成保溫層；⑤用電加熱器或熱排水管加熱襯砌；⑥用錨桿安裝聚氯乙烯瓦楞板使與襯砌有一定間隙，板上噴塗氨基甲酸乙酯泡沫絕熱材料和防火層，隧道漏水可在間隙中流泄而不致凍結；⑦在洞外設鍋爐用管道向洞內供熱。

襯砌裂損

是隧道主要病害之一，其危害是：裂縫漏水；地層中若含有害氣體時可從裂縫逸出；使隧道淨空變小或碎塊傷人；襯砌因變形而降低對圍岩的支護能力，而使圍岩喪失穩定。按裂縫的成因，可分為結構性或非結構性裂縫。前者表示結構整體和局部的穩定和安全因素已受影響,其原因可能是設計不當,施工質量差或其他未預料到的事故。非結構性裂縫的成因，如溫度收縮、乾縮等。結構性裂縫按其受力性質可分為壓裂、拉裂和剪裂性裂縫。應分析裂縫對襯砌穩定性的影響，以決定整治措施,通常有：①加強岩體穩定性,如整治水害、疏乾地層以穩定岩體；注漿加固圍岩，改善襯砌受力狀態；填充或支護襯砌外圍的洞穴；錨桿加固岩體；換填軟弱的地基層等。②加固或更換襯砌，如向襯砌體內或背部注漿，噴混凝土（視裂損程度確定是否加設鋼筋網和錨桿），加設鋼拱架或嵌軌，更換襯砌等。