高速公路及桥梁隧道病害处治方法分析.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 119 高速公路及桥梁隧道病害处治方法分析 孙昆阳 中交三公局桥梁隧道工程（北京）有限公司，北京 100011 摘要：摘要：最近几年，中国高速公路隧道的总长度有了显著的增长，然而由于高速公路设计和施工的困难，往往会受到多种外部条件的干扰，从而造成高速公路隧道施工的不合格，或是发生各类病害。文章首先对公路及桥梁隧道施工中的几种常见病害进行了分类，其次提出了有针对性的防治措施，为公路隧道施工提供了借鉴，为人民群众的顺利和安全出行提供了保障。关键词：关键词：高速公路；桥梁；隧道；病害 中图分类号：中图分类号：U44 0 引言 我国高速公路建设规模和面积都越来越大，技术也越来越先进，但在建设中也遇到了许多问题。随着我国高速公路桥梁隧道建设水平的逐渐提高，对桥梁隧道病害的防治也提出了更高的要求。在建设和养护过程中，应根据实际情况，制定相应的措施，以确保公路桥梁和隧道的正常运营，确保人民群众的行车顺利。1 高速公路及桥梁隧道病害处治现状 1.1 工作人员严重不足 从大量的工程实例中可以看出，在工程实践中，桥梁工程中的工程技术人员十分缺乏，而具有较高水平技术水平的工程技术人员少之又少。这给工程建设带来了诸多的经营问题，尤其是经营计划执行困难，工程验收的标准难以得到保障。1.2 桥梁的耐久性较低 在桥梁的病害处理过程中，对其耐久性能提出了更高的要求。然而，目前国内在对大桥进行耐久维护时，还面临着诸多问题，造成了大桥的性能降低，甚至达不到其正常运行的要求。在施工过程中，对桥梁进行维护时若维修和维护不当，将会引起桥梁的垮塌，引发交通事故。为此，必须加大对桥梁性能维护的关注，并采取相应的维护措施。1.3 缺乏有效的行政执法 目前，我国的高速公路桥梁与隧道的维护与修整是按照分离的方式进行的，这种方式具有一些不足之处，特别是在目前的互联网技术越来越先进的情况下，没有能够将它进行充分的应用，从而达到云数据的互通，各个区域的桥梁管理信息无法进行统一和公开，这就造成了相应的维护单位工作量的增大，以及行政执法的混乱，这将不利于公司的长期发展，也大大地削弱了行政执法在桥梁维护中的效果。1.4 工作复杂多样 同一条隧道的地质情况也会有所不同，这就造成了病害处治工作的复杂性。此外，在隧道的维护过程中，相关工作人员的生命经常会遭到危害，也会影响维护工作的顺利进行，限制高速公路的正常运营。因此，在施工过程中，要充分考虑复杂的地质条件对施工标准的不利影响，制定有效的施工计划。2 高速公路桥梁隧道病害类型 2.1 桥梁工程病害（1）桥面裂开 因为建造年代比较久远，平日里又没有注重保养，再加上当年的设计载荷和目前的实际载荷相差很大，所以，混凝土桥板上就会产生横、竖向裂纹，有些还会产生不规则的网状裂纹。这一现象的产生，一方面是因为桥梁面板的刚性不够，另一方面也是因为在建造过程中混凝土和钢筋没有达到很好的粘接状态，也有可能是因为里面的钢筋发生了变形，从而引起了外面的混凝土产生了裂缝。裂缝出现的部位多为沥青路面，这里的裂缝会对高速公路的通行造成很大的影响，一旦雨水渗入到桥下，会侵蚀到混凝土中的钢筋，很可能会造成整个大桥的变形甚至坍塌，最终造成很大的破坏。（2）钢筋锈蚀 中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 120 对于引起钢筋腐蚀的因素，应从防护措施方面进行分析，通常是防护措施不当所导致的。首先，因为水泥的致密程度较低，所以在水泥路面上有许多可以渗透的孔洞，雨水通过这些孔洞进入桥梁内部，腐蚀了钢筋；另一种则是因为这里的环境中存在着大量的酸，像是酸雨频繁的地区，桥面上的钢筋腐蚀会更厉害。还有就是与某些富氯化物的盐类物质，与钢筋直接进行接触，也引起的钢筋腐蚀，一般出现在施工过程中；也有可能是在混凝土中加入了某些添加剂。当钢筋反复出现腐蚀时，将会对桥梁自身的承载能力产生一定的影响，即随着腐蚀部位的增多，承载的重量也会随之减少。（3）墩台损坏 因为地基的不平衡，或者地下土层的密度不平衡，导致墩台的总体沉降或者位移，而位移所引起的内应力，会导致桥面和桥梁的其它部位出现裂缝或者扭曲，有的还会导致大桥和高速公路的脱节。墩台由于受到各种因素的挤压和侵蚀，其表层难免会有一些裂纹，这些裂纹有水平的，有笔直的，有网络的，当裂纹的深度仅限于表层时，并不会造成太大的损害，而一旦裂纹太深，就会影响到其承载能力。2.2 高速公路病害（1）裂缝 裂缝是高速公路路面中比较普遍的一种病害，它看上去很小，但是它实际上会给高速公路路面带来很大的破坏，甚至会对道路的正常行驶和交通产生很大的影响，主要有：横向裂缝，此类裂纹的发生部位无规律，也不是集中在一个部位，裂纹宽度不等，一般裂纹与路面中线接近，并在其周边存在少数的支缝。如果不对此种水平裂纹进行及时的治理，则会使裂纹沿路基扩展，形成较大裂纹；纵向裂缝。裂缝出现的部位以路面接缝和应急停车带为主，裂缝的宽度和面积各有不同，而且裂缝的走向与车辆行驶的方向成正比。在应急停车带和路肩的边缘部位，会慢慢地向里延伸，呈月牙状，这些裂纹具有很高的危险性，很可能会造成路基的滑动。就道路接头而言，道路段的裂纹以纵向条带为主，由末端开始逐步扩展至路堤的边沿。网状断裂。这种裂纹称为网状裂纹，是纵横交错的裂纹，是一个由一个多边形的小块组成的网络裂纹，其起始形式是沿着车流量的方向出现的一条或多条平行的纵向裂纹，随后在两缝之间出现横向或纵向的连接缝，最终形成了网状缝。（2）路面坑槽 在高温、车辆荷载等因素的共同作用下，高速路中沥青与骨料的结合强度会逐步降低，出现孔洞，路面的积水会渗入到沥青表层，并滞留在两者中间，在车辆荷载的影响下，沥青薄膜从骨料中剥离，从而出现了坑槽。（3）路面沉陷 作为一种典型的高速公路病害，路面沉陷是指在建设的过程中，由于路基填筑的土质不好，或者路基还没有完成密实，就进行了下一步的建设，从而导致了高速公路在后期的运行中，在地下水和车辆荷载的作用下，产生了不同程度的变形问题，最终导致了路面的沉陷。按照有关技术资料的规定，如果路面部分凹进的程度大于 10 mm，则为路面有沉陷，如果深度大于 25 mm，则为路面有严重沉陷。2.3 隧道病害（1）水害 高速公路隧道的建设将会打破原有围岩体体系的平衡，使其附近的水系聚集到隧道附近的围岩中，在围岩与含水地层互相接触并贯穿时，由于衬砌的排水设施和排水方式尚未与其完全匹配，就会产生隧道水灾。水害不但会提高隧道内的水分含量，引起通电线路发生短路的情况而给隧道的通行带来了极大的危险，而且还会引起其它的病害，如漏水、积水等，这些情况都会引起隧道内的衬砌发生开裂，并使原有的裂缝面积逐步扩大。因为水还具有热膨胀和收缩的特点，所以水害是影响隧道围岩冻胀和衬砌裂缝的重要原因。（2）衬砌 隧道作为承重承载、防护岩体变形与坍塌的重要组成部分，其病害表现为支护方面的问题，它严重危害了隧道的正常使用，严重制约了其正常使用与运营。3 高速公路桥梁隧道病害处治方法 3.1 桥梁工程病害处治方法（1）局部重新铺设 如果是面积比较集中的表面损坏的地方，可以采用将桥面该区域的混凝土面凿毛的方法，用清水将毛面浸湿，然后配制几种型号及强度与桥面混凝土相同或相似的混凝土拌合液，铺设一层 1 cm 左右厚度的水中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 121 泥面。可以视具体情况而定，但最多不能大于 5 cm。铺好后用清水养护，通常是 28 天。对于因受到外部力量或长期无人维护而导致严重损坏的桥梁，则用桥面板更换更为合适。因为要进行部分修补，既费时又费力，还不一定能省下一笔钱，因此必须要当机立断，进行桥面修补，即重铺水泥表面。在进行再浇注时，必须完全移除原来的桥面，以便使新建的桥面发挥出最好的作用，对于多有大车通过的桥梁，还可以适当地添加一些短筋来提高桥面的强度。（2）钢筋除锈 腐蚀了的钢筋的修复只能用除锈的方式，也可以用替换的方式，不过替换的方式很贵，因此通常情况下，建筑公司都会给钢筋除锈。具体操作方法是：第一，将受损或者被碳化的水泥挖掉，直到能看到钢筋。其次，要对钢条进行除锈，通常在钢条的表面进行清洁后，再进行一次防腐；然后，将环氧乙烷涂料涂抹在钢筋上；最后，再进行一次浇灌，铺设道路，并对此部位的混凝土进行防漏和防水。（3）基础补强法 采用混凝土来加强桩的地基，在桩上开挖出一段距离后，注入混凝土，该方法非常简便，可以对地基进行加强，避免桥梁发生倾斜。3.2 高速公路病害处治方法（1）压力灌浆修补和表面封闭修补 对于有裂纹的混凝土，一般有两种修复方式：高压注浆修复和表层密封修复。当现浇实心板梁底板发生纵向裂缝，裂缝深度较大，数量比较多且宽度在 0.3 cm 以上时，应立即采用横向粘贴碳纤维布对混凝土的表面采取封闭的措施，若裂缝又细又浅，数量比较少，宽度在 0.3 cm 之内，一般可采取环氧树脂浆液将其表面进行封闭的方法进行修复。当混凝土的裂缝为细而浅，宽度小于 0.3 cm 时，可用环氧树脂浆液密封其表面。对于出现深度较大，宽度超过 0.3 cm 的混凝土，应采用“壁可法”压注浆的方式进行修复。（2）横向填实 如果是因地基沉降出现水平裂缝，且裂缝的宽度大于 5 mm，有啃边、错台等，可以沿裂缝的两侧凿除0.5-1 m，并将面层清理干净，按水平裂缝处理的方法进行填实，再重新摊铺沥青面层。（3）灌浆法和换土复填法 高速公路路面沉陷病害，在处理时，首先要到现场来判断沉陷的长度和面积，然后进行水准测量，根据粗略判断的长度，向两端延伸 20-30 m，以保证处理长度的准确性。然后，在道路上标记一个检测点，一般是在最深层的沉陷中，设置一个典型的检测点，以体现其沉降的深度，然后进行开挖、填充，最后，通过注浆，恢复道路高程至最初的设计高度。具体来说，首先要对其进行打孔，并对打孔的方位进行定位，在明确的灌浆范围之内，根据之间的间隔，设置一个梅花型打孔的方位，在公路中间，设置两列缝隙，而在公路的两侧，设置一列缝隙，打孔的口径一般为 75-85毫米，采用竖向打孔，并按照相关的规定，在打孔装置达到预定的深度之后，将 25 毫米的 PVC 管放入打孔，在打孔的管壁上打出一个单独的孔洞，然后用泥浆对这些孔洞进行打孔，等这些打孔的泥浆固化后，再对这些打孔进行注浆。在进行灌浆的时候，要针对不同的条件来调节浆液的配比，使用的是复合型的硅酸钙，当浆液配制好之后，要进行充分的搅拌，然后再进行单管道的灌浆。另外，还可以采用换土复填，将原有已塌陷的地基填筑物完全移除，并采用新的填筑物，一般为砂砾、亚粘性土，并采用自上而下的方法，进行碾压。3.3 隧道病害处治方法（1）凿槽排水 在高速公路隧道的建设中，当有裂缝和渗水时，施工人员要做的第一件事就是进行排水，可以通过凿槽引排法来进行排水。凿槽引排法是指将污水从隧道中排出，然后对隧道表面进行清洁，从而能够精确定位裂缝。凿槽引排法也要留意，槽开槽为倒梯形，深约 10 cm，并延伸至排水沟之内，以便能顺畅排出。接下来就是埋管，根据高速公路隧道的特殊施工方法，先把疏松的水泥粉刷干净，然后在槽的底部埋入满足项目需要的半圆管，半圆管延伸到侧壁，并用镀锌钢板的钉子将其固定，然后用圆管连接到纵向排水沟。在管道埋置完毕后，应立即对管道进行封闭，通常使用的是环氧树脂砂浆。此外，在中国北部，冬季也要注意保护好地下洞室里的渗透和融化。（2）支护 在施工过程中，对围岩进行预应力加固处理，其处理办法是：预应力支护：按设计要求增加锚杆，中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 122 在围岩后面进行预应力加固；永久支撑：首先将防水卷材悬挂起来，然后将卷材固定在喷砂砼上，固定时使用负压胶带，然后再通过膨胀试验，这样就构成了一套完善的防渗系统。下一步就是对每一部分的内衬进行检测，并对其进行抽水浇筑。在拱部混凝土浇筑时，在压注混凝土满后要保持 10 min，以确保拱部不脱空。二次衬砌完工后，应采用地质雷达对二次衬砌的厚度及脱空状况进行检测。4 结语 本文从以上几个方面，对目前国内高速公路桥梁和隧道所存在的问题进行了深入的剖析和探讨，并就其中的一些问题给出了相应的对策。高速公路是我国经济发展和社会发展的最主要的交通工具，在我国的现代化进程中占有举足轻重的地位，其桥梁隧道病害治理也应受到有关部门的高度关注。高速公路的维护部门应该拥有一定的维护能力，拥有充足的维护设备，并对其进行定期的检测和维护，只有如此，我国的高速公路桥梁和隧道的病害问题才可以更好被地处理掉，从而为国家的人民的生命财产和经济和社会的发展营造出一个更好的道路交通环境。参考文献 1李少龙.高速公路桥梁病害处理及养护措施浅谈J.中国建材科技,2021,30(6):130-132.2杨春平,胡强.高速公路隧道病害检测与处治技术研究J.现代隧道技术,2021,58(4):237-245.3赵帅.公路桥梁病害成因与加固技术研究J.四川建材,2021,47(12):94-95.4万斌.浅谈高速公路桥梁隧道病害处理方法J.水路运输文摘,2019(5):122-123.5吴海洋.高速公路桥梁隧道病害处治方法及设备配置研究J.黑龙江科技信息,2020(4):246.