前言：
作為地下工程的重點項目隧道工程，由於其複雜性，難維修與難管理，質量問題一直困擾著廣大工程技術人員和科研工作者。本文先對運營隧道襯砌裂損進行相關分析，主要對隧道襯砌裂損問題闡述了作者的對策。
作者的對策。
隨著基礎設施建設的逐步加強，中國已經成為世界上隧道工程數量最多、發展最快的國家。作為交通運輸的咽喉，運營隧道結構的安全狀況影響著客貨運輸的效益及安全。但是，由於水害、凍害、不良地質及襯砌材料侵蝕等原因，運營隧道的襯砌混凝土出現開裂、變形、疏鬆、剝落、掉塊等現象，降低了襯砌結構的承載能力，縮短了使用壽命，甚至導致襯砌結構失穩、遭到破壞。如何對運營隧道進行健康診斷、病害與災害的預防和控制就顯得極為重要。本文主要針對運營隧道襯砌裂損病害及其防治措施進行分析。
襯砌裂損的類型
隧道襯砌裂損的類型主要有襯砌變形、襯砌移動、襯砌開裂3種。
襯砌變形
襯砌變形有橫向變形和縱向變形兩種，其中橫向變形是主要變形。橫向變形是指襯砌由於受力原因而引起拱軸形狀的改變。
襯砌移動
襯砌移動是指襯砌的整體或其中一部分出現轉動、平移和下沉等變化，也有縱向和橫向之分。
襯砌開裂
襯砌開裂是指襯砌表面出現裂紋、裂縫或貫通襯砌全部厚度的裂紋的總稱，是襯砌變形的結果。襯砌開裂包括張裂、壓潰和錯臺3種：
①張裂。張裂是彎曲受拉和偏心受拉引起的裂損。
②壓潰。壓潰是彎曲或偏心受壓引起的襯砌裂損。
③錯臺。錯臺是由剪切力引起的裂縫，裂縫寬度在表面至深處大致相同。
襯砌裂損的防治措施
襯砌裂縫的防治原則
防治襯砌裂損病害首先要消滅已有的襯砌裂損帶來的對結構及運營的一切危害，並防止裂損再加大。其次是採用以穩固圍巖為主，穩固圍巖與加固襯砌相結合的綜合治理措施。
穩固巖體的工程措施
治水穩固巖體
地下水的浸泡與活動對各種圍巖的穩定性削弱最大。通過疏幹圍巖含水，並採取相應治水措施是穩固巖體的根本措施之一。
錨杆加固巖體
對較好的巖體，自襯砌內側向圍巖內打入一定數量和深度(3m~5m)的金屬錨杆、砂漿錨杆，可以把不穩定的巖塊固定在穩定的巖體上，提高破損圍巖的黏結力，形成一定厚度的承載拱；在水平層狀的岩石中把數層岩層串聯成一個組合梁，與襯砌共同承受外荷載。對鬆散破損的巖體採用錨杆加固不僅可以有效地控制巖體的變形和提高其穩定性，而且可以使巖體對襯砌的壓力大小和分佈圖形產生有利的轉化。
注漿加固巖體
通過向破損鬆動的巖體壓入水泥漿液和其他化學漿液(如鉻木素、聚氨酯等)加固圍巖，疏散地下水對圍巖的浸泡與滲入襯砌，使襯砌背後形成一個1m~4m厚的人工固結圈，就能有效地穩固巖體，防止地下水的滲入，甚至使作用在襯砌上的地層壓力大小和分佈圖形產生有利的轉化，有利於襯砌結構的受力和防水。
支擋加固巖體
對靠山、沿河偏壓隧道或滑坡地帶，除治水穩固山體外，尚可採取支擋措施，包括設支擋牆、錨固沉井、錨固鑽(挖)孔樁等來預防山體失穩與滑坡，這種工程措施只能用於洞外防治。
回填與換填
如果襯砌外周圍存在著各種大小的空隙(如超挖而沒有回填等)，不僅使地層壓力分佈圖形產生不利影響，而且使得襯砌結構失去周邊的有利支撐條件，不能使襯砌的承載能力得到更大的發揮。此時應採取回填措施，用砂漿或混凝土將圍巖空隙回填密實。如果隧底存在厚度不大的軟弱不穩定的巖體或有不穩定的充填物，可以採取換填辦法處理
襯砌更換與加固
已裂損的襯砌一般均有相當大的支護潛力，可以充分利用，僅在沒有加固條件或經濟上不合理的情況下，或者根據長遠技術改造規劃的要求才採用更換襯砌的辦法。加固工程的主要方法如下。
壓漿與加固
①圬工體內壓漿。襯砌裂損發展非常緩慢或者已呈穩定時，可以進行圬工體內壓漿，一般以壓環氧樹脂漿為主，並選擇在無水季節施工。
②襯砌背後壓漿加固。主要是針對襯砌的外鼓和整體側移。在拱後壓漿增加拱的約束可以提高襯砌剛度和穩定性。一般可以局部應用，主要在發生外鼓變形的部位使用。如果襯砌同時存在外鼓與內鼓部位，首先採取臨時措施控制內鼓繼續變形，然後在外鼓變形的部位壓漿加固之後再對內鼓採取加固措施，最好再對全斷面進行整體加固。
嵌補加固
對已呈穩定、暫不發展的裂隙，如果不能採取壓漿加固者可以採取嵌補，即將裂縫修鑿剔深，在縫口處用水泥漿、環氧樹脂砂漿或環氧樹脂混凝土進行嵌補。對發展較快的裂損，為確保安全，可以採取鋼拱架臨時加固，只加固拱部時用上部拱架加固，拱架腳可以嵌入牆頂或支撐於埋在牆頂的牛腿上，並加縱向連接。如果要全斷面加固則可用長腿鋼拱架。為了增加縱向抗彎能力，支撐縱向應加強連接，如果隧道內部淨空條件不足，鋼拱架可以部分或全部嵌入被加固的圬工體內，並在鋼拱架之間再加縱向連接，然後灌注混凝土，做成薄套拱形。此法在襯砌厚度太薄或襯砌嚴重破損碎裂時不能採用。
噴錨加固
裂損襯砌的所有內鼓變形和內向移動的裂損部位，採用(預應力)錨杆加固巖體是有效的，此時錨杆既可沿內緣張裂紋的走向兩邊佈置，做局部加固，也可做全斷面加固，將襯砌與巖體嵌固在一起，形成一個均勻壓縮帶，以增強圍巖的穩定性，提高支護結構的承載能力。採用此法時應檢查襯砌厚度、背後超挖回填及圍巖整體性情況。錨杆的設置應在襯砌的背後壓漿後兩個星期進行。錨杆的錨固段應設在穩定圍巖中。對於襯砌上的裂紋及時嵌填。噴混凝土可以使所有已裂損的圬工塊體緊密結合，阻止這些塊體的鬆動，同時在噴射壓力作用下嵌入裂縫內一定深度，使裂縫重新閉合，增強裂損襯砌的整體性，較大幅度的提供裂損襯砌的承載能力，達到加固的目的。必要時也可以在噴層中加入鋼筋網，用於防止收縮裂紋，提高加固結構的整體性和抗震、抗衝切能力。噴錨加固是較為常用的加固襯砌裂損的措施。
套拱加固
果混凝土質量差，厚度不夠，或受機車煤煙侵蝕，掉塊剝落嚴重，並且拱頂淨空有富餘時，可對襯砌拱部加築套拱或全斷面加築套拱。如果隧道內淨空條件不足，可以採用落道套拱的辦法。套拱與原襯砌間用Ф16mm~18mm的鋼筋釺釘錨接，釺釘埋入原拱20cm左右作為鋼筋的生根處。套拱中的主筋也可用鋼拱架、格柵來代替，其間距為50cm~80cm，縱向用拉桿焊接。套拱用強度等級不低於C20的混凝土灌注，其厚度為20cm~30cm。套拱拆模後要進行壓漿，以填充其背後空隙，使新舊拱圈連成整體。當拱部灌注混凝土難度較大時，可以採用噴混凝土、網噴混凝土和噴鋼纖維混凝土進行加固。事實上，套拱加固已日益被噴錨加固所代替。
更換襯砌
拱部襯砌破壞嚴重，已喪失承載能力，用其他防治補強手段難以保證結構穩定，或者襯砌嚴重侵入限界，採用其他防治措施有困難時，可採用全拱更換，徹底根除病害。
結束語
隧道病害的防治對隧道的使用及行車運營安全必將產生影響。本文重點分析了運營隧道裂損襯砌病害的防治措施，旨在加深讀者對隧道病害的認識，不僅對既有隧道病害的整治具有指導作用，而且對正在施工的隧道也能起到很好的預防效果。
閱讀更多 工地大觀 的文章
