隧道運營中常見病害分析

隧道作為交通體系的關鍵節點，其安全運營不僅保障交通網絡的高效運轉，更是促進區域互聯互通、協同發展的重要支撐。然而，隧道病害嚴重威脅隧道安全，給整個交通體系帶來潛在風險。

 

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、震害等突發災害，同樣是不容忽視的安全隱患。尤其是一些長深隧道，因內部光線不足，空間結構復雜，常規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，極有可能導致嚴重的安全事故，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入隧道內造成的干擾及危害，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。根據其發生的部位和流量，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，從而造成襯砌結構變形開裂破壞。此外，滲漏水還會促使混凝土襯砌風化、剝蝕，引發路基下沉、基底裂損、翻漿冒泥等病害，嚴重者甚至引發地面建筑物的不均勻沉降和破壞。

 

另一方面，滲漏水加快隧道內部通訊、照明等設備銹蝕，影響其正常使用，縮短設備的使用壽命，若水中含有侵蝕性介質，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。

 

隧道水害產生的原因，通常與隧道所處環境的地質和水文地質條件、隧道的設計和施工等問題有關。修建隧道破壞了原始的地下水系統平衡，使隧道成為其附近地下水集聚的通道。當隧道圍巖與含水層連通，而襯砌的防水及排水設施、方法不完善時，就容易導致隧道水害的發生。

 

襯砌裂損

襯砌裂損，是指在多種因素作用下，隧道襯砌結構出現的裂縫、變形等病害，其表現形式多樣，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的溫度、濕度、外力等環境因素，以及設計方案不完善、施工中的人為失誤、運營車輛的循環荷載作用等。

 

襯砌裂損會破壞隧道結構穩定性，降低襯砌結構安全可靠性，對隧道危害顯著，其主要危害如下：

1、削弱襯砌結構對圍巖的承載能力；

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、裂縫漏水引發洞內設施銹蝕、路面翻漿，在嚴寒和寒冷地區還會造成凍脹；

5、鋪底和仰拱破損，導致基床翻漿、線路變形，危及行車安全，迫使車輛降速，并大幅增加養護工作量。

 

 

凍害

隧道凍害是隧道內水流和圍巖積水凍結，引起隧道拱部掛冰、邊墻結冰、洞內網線設備掛冰、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，通常發生于寒冷地區和嚴寒地區。

 

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

 

凍害處置措施主要涉及保溫、綜合治水、更換或改造土壤、結構加強、防止融塌等，可根據實際情況綜合運用。綜合治水是防治凍害的最基本措施，需要結合現場條件采取“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入隧道。對于局部凍害嚴重區域，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。

 

襯砌侵蝕

受所處環境及其他因素影響，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，嚴重危及隧道襯砌結構的穩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。

 

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、優選石料筑砌、外摻加料等方法進行預防，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防襯砌侵蝕病害發生的方法。

 

結語

隧道各類病害產生的原因不同，科學檢測與動態掌握隧道常見病害的發展情況至關重要，這不僅是實現病害預防的基礎，更是防范塌方、突泥等次生災害的關鍵舉措。針對地震帶及特殊地質條件下的隧道，需特別關注震害風險，通過強化運營期檢查、建立預防性維護機制，堅持“防治結合”原則，從而全面提升隧道結構的安全性與耐久性，保障全生命周期運營安全。