文/林國軍
近年來,我國經(jīng)濟的增長促進了交通運輸業(yè)的發(fā)展進步,國家對于交通建設工程也越來越重視。但是,目前在隧道工程建設中依然存在著一些問題,阻礙了工程的實施,交通建設工作中很多地方有待改進。在隧道工程實施過程中,通常會遇到隧道襯砌混凝土滲水、漏水、裂縫等一系列病害,不僅影響了工程進展周期,在一定程度上也影響了整個工程的綜合質(zhì)量[1]。因此,在隧道工程建設時,工作人員應該根據(jù)實際的情況,對施工技術(shù)進行拓展創(chuàng)新,采取合理措施有效控制隧道病害的蔓延,進而推動整個交通運輸業(yè)的發(fā)展。
隧道工程建設是一項系統(tǒng)的工作,造成隧道工程出現(xiàn)安全問題的因素并非是單一存在的,而是由多種復雜的原因共同導致的。在實際工程建設中,幾個問題交錯發(fā)生,不僅影響了隧道工程的進展與質(zhì)量安全,也阻礙了人們的正常出行。因地形與地質(zhì)環(huán)境不盡相同,隧道病害的種類也各種各樣。本文將介紹一些常見的隧道病害,并初步探索其產(chǎn)生的原因。
較為常見的一種隧道病害為混凝土的隧道襯砌發(fā)生破裂、滲水等現(xiàn)象。隧道的襯砌發(fā)生斷裂,其中裂縫分為非受力和受力裂縫兩種,襯砌裂縫使得結(jié)構(gòu)的承壓能力減弱,進而可能會影響到隧道整體的結(jié)構(gòu)安全,增加隧道的危險系數(shù)[2]。另外,隧道襯砌一旦破裂會使其凈空變小,導致外來的水源從裂縫中進入,腐蝕并導致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)松動,可能會危害行人與車輛的安全,阻礙交通正常運行。
實際上,導致隧道襯砌出現(xiàn)破裂的因素多種多樣,可能是因為外界的壓力過大,也可能是源于外部的環(huán)境地貌或者是人為導致的病害。外界環(huán)境對隧道工程產(chǎn)生的影響可以通過先進的科學技術(shù)對其加以改善。但是,從以往的隧道工程建設來看,造成隧道襯砌出現(xiàn)裂痕的主要因素與施工方式有很大的關系。在一些隧道工程施工過程中,施工單位未能對隧道設計以及施工過程進行合理規(guī)劃,進而導致了在實踐過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況;另外,在隧道工程建設中,選取的襯砌結(jié)構(gòu)無法與施工的外部環(huán)境相匹配,使得其承受能力減弱,進而降低了隧道的安全系數(shù);員工職業(yè)素質(zhì)較低,管理部門監(jiān)察力度不到位,也會在一定程度上阻礙隧道工程建設進展。
由于不同地區(qū)之間存在著環(huán)境差異,在一些地區(qū)的隧道工程建設中常會出現(xiàn)隧道內(nèi)部漏水、滲水等水害現(xiàn)象,這極大地增加隧道內(nèi)部的濕度,導致內(nèi)部設施受到腐蝕,影響其正常的工作運轉(zhuǎn)效率;更嚴重的,還會造成隧道變形產(chǎn)生裂痕等問題。隧道的水害問題具有一定的發(fā)展周期,會導致周圍土質(zhì)的變形甚至造成隧道坍塌,為未來的使用埋下了一個安全隱患。
產(chǎn)生水害的因素有很多,地下水的滲入是一個重要因素。由于施工過程中缺乏合理的開挖手法以及施工規(guī)劃,無意間改變了地下水的流徑,使得隧道周圍承受的壓力增大,很容易造成地下水滲入。另外,一些貫通礦區(qū)或者地下水較多的隧道,在施工過程中稍微不注意便會引起塌方危險,導致地形破壞,進而影響隧道的內(nèi)部結(jié)構(gòu),造成隧道襯砌出現(xiàn)裂縫,地下水滲入。
在隧道施工過程中,一些施工單位為了降低投資成本,會選擇將不符合規(guī)定的防水材料應用到隧道建設中,進而導致隧道抵抗外來因素干擾的能力較弱,出現(xiàn)滲水、漏水的現(xiàn)象。治理隧道滲漏水應遵循“堵排結(jié)合、以排為主、綜合治理”這一指導原則。此外,對于周圍環(huán)境的勘測不準確,也會導致隧道的給排水等工程出現(xiàn)紕漏,進而致使隧道出現(xiàn)一系列的質(zhì)量問題。另外,還由于缺乏相應的監(jiān)督管理,使得施工過程中出現(xiàn)了一系列不符合規(guī)定的操作。
隧道襯砌遭到腐蝕也是一個常見的隧道病害。一些隧道處于腐蝕性較高的地區(qū),這些雜質(zhì)通過裂縫、小孔等滲入隧道內(nèi)部,對其進行腐蝕,影響了隧道的結(jié)構(gòu),也對內(nèi)部的機械設施造成了負擔,一定程度上降低了隧道的壽命[3]。隧道的襯砌遭到腐蝕之后會降低襯砌的承載能力,使得隧道中的混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生形變。隧道內(nèi)部造成腐蝕的原因一般是隧道的襯砌發(fā)生破裂。一些地域本身具有較高的腐蝕性,隧道襯砌無法長期抵抗其入侵,發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。
隧道建設一般都是穿山越嶺,受到不同地形的影響,氣候溫差相對較大,使得周圍的巖土層產(chǎn)生漲縮變化。一些隧道因為長期的使用而產(chǎn)生了一定的裂痕,而地下水會隨之進入隧道內(nèi)部,在溫度降低之后,滲入的地下水會出現(xiàn)掛冰的現(xiàn)象;隨著掛冰面積的不斷增大,在一定程度上給隧道帶來承載壓力。
隧道建設中經(jīng)常出現(xiàn)的排水系統(tǒng)會隨著天氣的變化而產(chǎn)生變化。在冬季時,由于環(huán)境較為寒冷,排水系統(tǒng)會因為冰凍而不能正常工作,進而導致大量的積水無法正常排出,遺留在隧道中,造成路面結(jié)冰的現(xiàn)象;同時,車輛在行駛過程中容易出現(xiàn)安全事故,造成不可挽回的后果。因此,在排水系統(tǒng)設計時應選用保溫材質(zhì),充分保障排水系統(tǒng)的使用。此外,由于外界環(huán)境的變化,隧道內(nèi)部的混凝土結(jié)構(gòu)也會在熱脹冷縮的過程中遭到破壞,使得承重結(jié)構(gòu)受到影響。
欠挖是隧道工程施工中的一項質(zhì)量通病,欠挖即為隧道開挖輪廓線小于隧道設計輪廓線。引發(fā)欠挖的原因有很多方面:測量放樣不準確;巖石爆破沒有達到要求標準;工程施工出現(xiàn)掉塊、塌落等現(xiàn)象;地質(zhì)環(huán)境差等原因。
為了有效防治隧道的病害,有關部門應該綜合實際情況,精確勘測施工地形地貌,設計出較為完整的項目流程。在隧道的水害防治工作中,要重點注意防水、截水以及排水等工作細節(jié),建立全面的防治體系科學控制病害[4]。隧道排水是隧道正常運營的重要保障之一,設計時把好隧道防排水質(zhì)量的第一道關。針對不同地區(qū)的地質(zhì)問題,采取相應的防止地下水入侵的方式,比如:通過改變地下水的流經(jīng)路線或者采取地下水堵截等方式。另外,還需要加強員工的職業(yè)素養(yǎng),提升其專業(yè)能力;制定相對完善的員工制度,約束員工的行為規(guī)范,使得隧道工程可以按時保量完工。企業(yè)可以定期地對專業(yè)人員進行培訓,提高其自身的應變能力。專業(yè)人員可以根據(jù)儲備的相關知識,精確勘察隧道周圍的情況,得出科學合理的施工規(guī)劃。
在防治隧道襯砌破裂時,由于造成襯砌損害的原因較為復雜,就目前我國隧道工程建設水平來看,尚未有一個明確的治理方案,因此我們只能盡量降低該病害發(fā)生的概率。相關工作人員要對隧道襯砌進行定期檢查,在發(fā)現(xiàn)問題之后及時采取補救措施。對于受損嚴重的襯砌,可以通過加固或者更換的方式進行防治,進而增加隧道的使用壽命。
在施工的過程中要加大監(jiān)管的力度,降低施工時突發(fā)情況的概率,推進隧道建設工程進程。首先,監(jiān)管部門要嚴格監(jiān)督隧道的前期設計工作,保證隧道的設計符合周圍環(huán)境的基本狀況。對地質(zhì)、地貌進行科學的偵測之后,結(jié)合施工的情況做出合理的項目規(guī)劃;其次,在施工過程中要做好監(jiān)察工作,對于材料的購買和使用的整個過程,都要派專門的工作人員進行實時監(jiān)督;最后,在材料的選購過程要結(jié)合市場進行綜合分析,在保證材料質(zhì)量的同時,盡量降低投資成本。
相關的地質(zhì)勘測人員應科學分析隧道周圍的土質(zhì),根據(jù)實際情況采用相對較為合理的材料;針對特定的腐蝕性進行處理,降低隧道病害威脅。在監(jiān)測施工過程中如果發(fā)生襯砌破裂等情況,監(jiān)管部門要及時地進行上報,以便及時采取補救措施,同時相關工作人員還要加強穩(wěn)固隧道內(nèi)部,盡量降低資金損失。
隧道產(chǎn)生凍害的一個主要因素是外部環(huán)境的干擾。因此,在這項防治工作中,我們一定要提升混凝土的抗凍能力,以減少這種現(xiàn)象發(fā)生。在隧道建設的過程中,混凝土中存在大量穩(wěn)定的微小氣泡可以在一定程度上減少滲水的通道,因此工作人員要充分攪拌用到的混凝土。另外,為了增加混凝土內(nèi)部微小氣泡,可以適當在里面添加一些引氣劑。此外,在穩(wěn)定隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的同時,還可以加強其抗凍能力,減少混凝土內(nèi)的積水。這樣在天氣發(fā)生變化時,就可以降低溫度對混凝土的影響。
為了增加隧道的壽命,在選址時盡量避免一些含水量較為豐富的地區(qū),以此有效避免隧道產(chǎn)生凍害現(xiàn)象。在建設隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)時,相關工作人員可以在較為脆弱的部分盡量添加一些保溫材料,降低融塌的可能性;對于排水系統(tǒng),要委派專業(yè)人員進行定期的檢修,降低排水系統(tǒng)被冰凍的可能性,使得隧道內(nèi)部的積水可以及時排出隧道。
在具體施工過程中,測量放樣必須要精準,同時標出開挖輪廓線;巖石隧道爆破開挖工作,要嚴格依據(jù)技術(shù)參數(shù)裝入相應的藥量;在具體開挖期間,要依據(jù)工程的實際情況,預留出一定的變形量,避免工程出現(xiàn)問題。
隧道工程建設是交通運輸業(yè)的一項重要組成部分。由于其是一項較為復雜的工程系統(tǒng),為了能夠更好地保證隧道的整體質(zhì)量,在施工過程中我們要重視對隧道病害的防治。在防治過程中,應綜合考察多種因素,制定針對性的防治方案,嚴格把控各個施工流程,推動隧道建設的發(fā)展,從而為交通運輸?shù)倪M步做出貢獻。