包啟明

中國(guó)建筑第七工程局有限公司，河南鄭州 450000

隧道結(jié)構(gòu)的安全影響到交通網(wǎng)絡(luò)化的運(yùn)營(yíng)安全，因此，重視對(duì)隧道結(jié)構(gòu)安全性的研究，不僅對(duì)工程建設(shè)的質(zhì)量有重要的影響，更直接影響到交通安全等，在對(duì)隧道結(jié)構(gòu)安全性能研究的過(guò)程中，需要認(rèn)真分析隧道結(jié)構(gòu)病害的類(lèi)別，并對(duì)其產(chǎn)生病害的原因進(jìn)行分析，針對(duì)這些問(wèn)題，必須結(jié)合工程建設(shè)的實(shí)際情況，制定科學(xué)的設(shè)計(jì)和施工方案，并重視新技術(shù)的引進(jìn)，加強(qiáng)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)施工方法的研究，減少工程質(zhì)量問(wèn)題，最終確保整個(gè)結(jié)構(gòu)安全性能符合施工要求。

1 隧道結(jié)構(gòu)安全影響因素及原因分析

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，隧道施工的技術(shù)也在不斷更新，同時(shí)，社會(huì)發(fā)展對(duì)交通運(yùn)輸?shù)膲毫σ苍陔S之增加，這就對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的安全性能提出了更高的要求。分析隧道結(jié)構(gòu)安全的影響因素，主要包括了常見(jiàn)的三種結(jié)構(gòu)病害，這三種結(jié)構(gòu)病害會(huì)在不同程度上對(duì)隧道的安全帶來(lái)影響，影響其正常的運(yùn)行。

1.1 隧道病害

（1）滲漏水。施工中所使用的管片，多是預(yù)制完成，其本身具有良好的防水性能，滲透水多發(fā)生在環(huán)縫、或者是新出現(xiàn)的裂縫部位，也有一些滲漏出現(xiàn)在注漿孔、螺栓孔等部位。裂縫滲漏水會(huì)直接滲透到隧道外部的土層中，還有一些部位發(fā)生的滲漏水或漏砂等問(wèn)題，都會(huì)隨之發(fā)生。

（2）開(kāi)裂問(wèn)題。具體包括管片裂縫、環(huán)與環(huán)、塊與塊之間產(chǎn)生很大的錯(cuò)臺(tái)等，隧道施工期間，盾構(gòu)推進(jìn)施工中出現(xiàn)了受力不均勻的問(wèn)題，就會(huì)出現(xiàn)新的裂縫。

（3）變形。隧道變形問(wèn)題，主要包括縱向和橫向兩種變形問(wèn)題，如果出現(xiàn)輕微的變形問(wèn)題，在初期不會(huì)影響到整個(gè)的隧道結(jié)構(gòu)，但是如果不引起重視，變形累計(jì)變多，后期出現(xiàn)不均勻變形，變形的速度也會(huì)加快，當(dāng)達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，最終會(huì)導(dǎo)致整個(gè)隧道的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯的變形，給隧道的安全帶來(lái)很大威脅。

除此之外，還有很多潛在的因素，會(huì)對(duì)隧道的結(jié)構(gòu)安全帶來(lái)很大的影響，如自然環(huán)境的變化、排水管設(shè)計(jì)施工的影響、樁基施工影響等，都會(huì)不同程度地給隧道的安全帶來(lái)影響。這些隧道病害的出現(xiàn)，一般多集中在車(chē)站附近，周?chē)斜谜镜确秶?，有的高架地面和地下過(guò)渡的地段，或者是地質(zhì)條件比較差的區(qū)域，發(fā)生隧道病害的頻率較多；在一些施工過(guò)程中，出現(xiàn)的事故，受其他工程施工的干擾和影響，最終導(dǎo)致隧道兩邊土層壓力發(fā)生變化，或者是出現(xiàn)不均勻的沉降等問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題。

1.2 隧道病害出現(xiàn)的原因分析

首先是自然因素的影響。土層的含水量會(huì)對(duì)隧道的結(jié)構(gòu)和病害帶來(lái)影響。在黏性比較強(qiáng)的土層，其含水量比較高，穩(wěn)定性比較差，土層一旦受到破壞，整個(gè)土層強(qiáng)度會(huì)降低，且在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)發(fā)生固結(jié)，會(huì)出現(xiàn)土層沉降的問(wèn)題，當(dāng)土層長(zhǎng)時(shí)間受到外力的影響，達(dá)到一定的應(yīng)力水平時(shí)，土層會(huì)出現(xiàn)變形和發(fā)散，土層發(fā)散和沉降，隧道也會(huì)隨之發(fā)生沉降，這種沉降變形可能會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)的時(shí)間。還有一種是含水砂性土層。土層中粉砂、細(xì)沙含量較大，一般出現(xiàn)在河流集中地區(qū)，會(huì)出現(xiàn)流砂問(wèn)題，伴隨著滲水漏水等問(wèn)題的出現(xiàn)，直接給隧道結(jié)構(gòu)安全帶來(lái)很大威脅。

其次是隧道設(shè)計(jì)施工存在的問(wèn)題。一些施工單位為了追求施工的效率，在施工中缺乏操作經(jīng)驗(yàn)，或者是設(shè)計(jì)方案存在不合理因素等，在施工中受人為因素的影響，最終隧道施工的質(zhì)量不能達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)；還有的是隧道施工完成后，后期沒(méi)有做好相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)工作，一些部位出現(xiàn)問(wèn)題不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)安全問(wèn)題；有的隧道自身設(shè)計(jì)施工沒(méi)有問(wèn)題，但是所在地周?chē)渌こ淌┕ぶ?，?huì)對(duì)隧道的施工帶來(lái)影響，最終給隧道結(jié)構(gòu)安全帶來(lái)威脅。

2 加強(qiáng)隧道結(jié)構(gòu)安全性能的措施探討

隧道結(jié)構(gòu)施工與一般施工存在差異，尤其是盾構(gòu)隧道，其主要特點(diǎn)是大量接縫的存在，這也導(dǎo)致很多隧道常常容易發(fā)生滲水和漏水的問(wèn)題。在隧道施工中，要結(jié)合隧道結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)和施工要求，做好施工設(shè)計(jì)，并積極引進(jìn)新的施工技術(shù)，確保隧道施工的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 重視隧道結(jié)構(gòu)與構(gòu)造的設(shè)計(jì)

首先是在管片的選擇上，要按照要求，選擇厚度適中、寬度合適的隧道管片，確保其抗?jié)B等級(jí)符合要求，這樣能降低滲透水問(wèn)題發(fā)生的概率。施工中，隧道所在地區(qū)的地質(zhì)條件無(wú)法改變，因此，隧道設(shè)計(jì)中，必須全面分析所在地的自然環(huán)境，尤其是地質(zhì)條件、土層土壤條件等，有的較差的地質(zhì)環(huán)境，設(shè)計(jì)時(shí)盡量避開(kāi)，不能避開(kāi)的地區(qū)，要提前對(duì)隧道外部做好防水或者是預(yù)留的措施，確保施工設(shè)計(jì)能符合高質(zhì)量工程設(shè)計(jì)的要求，這是保證隧道安全的基礎(chǔ)。

其次是環(huán)縫構(gòu)造的設(shè)計(jì)，主要是控制環(huán)與環(huán)之間的抗剪能力，減少環(huán)面出現(xiàn)破損的問(wèn)題，并采用一定的防腐處理，環(huán)縫接頭處，要采用平整密貼等手段，確保能適應(yīng)縱向變形能力，將隧道的變形控制在一定的范圍內(nèi)，并提升隧道結(jié)構(gòu)的受力和耐久性。

再次是重視對(duì)隧道變形特征的研究和分析，隧道施工和運(yùn)營(yíng)中產(chǎn)生的變形，都會(huì)給整個(gè)隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定帶來(lái)影響。因此，施工中需要按照設(shè)計(jì)的要求，在隧道拼裝施工中，隧道襯砌拼裝成環(huán)，確保接頭等符合施工要求，這樣才能確保其耐久性，并根據(jù)隧道全斷面，分析隧道不同部位的變形。了解不同受力結(jié)構(gòu)狀態(tài)的變形問(wèn)題，并采取針對(duì)性的措施，減緩隧道變形的進(jìn)一步發(fā)生，將隧道的受力狀態(tài)控制在穩(wěn)定的范圍。

最后，隧道結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)，還要考慮沉降量、沉降坡度、沉降發(fā)生的速度等。因此，要設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)和觀察點(diǎn)，定期對(duì)隧道周?chē)沫h(huán)境和地質(zhì)條件等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并發(fā)現(xiàn)其中的沉降變化規(guī)律，持續(xù)關(guān)注沉降問(wèn)題，在不同的沉降區(qū)域，采取不同的處理措施。

2.2 做好隧道的養(yǎng)護(hù)和維修工作

隧道工程施工完成之后，要結(jié)合隧道的具體現(xiàn)狀，制定出完善的維修計(jì)劃，確保隧道的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定。隧道施工和后期的運(yùn)營(yíng)，都會(huì)受到自然因素的影響，自然因素具有很大的不確定性，因此，必須加強(qiáng)后期工程的觀察和控制，在隧道建成后的3～5年時(shí)間內(nèi)，很多隧道因施工對(duì)土層等產(chǎn)生的影響，會(huì)出現(xiàn)沉降的問(wèn)題，這一時(shí)間段主要是做好沉降控制，集中精力防止隧道出現(xiàn)滲漏水的問(wèn)題，并做好沉降控制作業(yè)。

2.3 做好砂性土的治理，減少滲水透水問(wèn)題

對(duì)土層做細(xì)致全面的分析，砂性土滲水性較強(qiáng)，在接縫外部注漿，能形成一個(gè)有效的防水層，這樣能減少砂土滲透到隧道中的幾率；在整個(gè)施工中，隧道環(huán)縫外部防水是重點(diǎn)工作，尤其是隧道的底部，要提升防水效果，可以在接縫處開(kāi)孔，在底部注漿，我國(guó)采用最多的是聚氨酯材料進(jìn)行壁后注漿作業(yè)，這樣能起到良好的作用。

2.4 安全保護(hù)區(qū)施工影響變形的控制

除了隧道自身工程建設(shè)帶來(lái)的結(jié)構(gòu)安全威脅等，還存在周?chē)こ痰挠绊?。有的隧道附近存在很多工程，這些施工會(huì)隨隧道的安全帶來(lái)長(zhǎng)期性的影響干擾，常常會(huì)引起隧道的變形，且這種變形多為不可逆轉(zhuǎn)的變形，如果不能及時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，會(huì)帶來(lái)很大的安全隱患。從監(jiān)測(cè)控制的角度來(lái)講，最重要的就是對(duì)工程自身變形進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這樣才能將工程給結(jié)構(gòu)帶來(lái)的影響降到最低程度。周?chē)纳罨庸こ毯徒嚯x穿越工程，會(huì)給隧道帶來(lái)很大的影響，因此，在技術(shù)方案確定之前，需要對(duì)每個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，了解施工給周?chē)h(huán)境帶來(lái)的影響，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件，制定施工方案，并加強(qiáng)監(jiān)護(hù)，將隧道變形控制在一定的范圍內(nèi)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)工程建設(shè)的不斷發(fā)展，道路交通網(wǎng)也在不斷完善，隧道工程是道路工程建設(shè)中常見(jiàn)的工程，其工程施工會(huì)直接影響到整個(gè)交通線路的安全運(yùn)營(yíng)，隧道的結(jié)構(gòu)安全，直接影響到整個(gè)交通線路的安全穩(wěn)定。隧道工程施工會(huì)受到多方面因素的影響，在施工中，要結(jié)合隧道工程所在地區(qū)的環(huán)境，并在認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上，制定切實(shí)可行的施工方案，施工中嚴(yán)格按照具體的施工要求進(jìn)行，確保整個(gè)工程施工的質(zhì)量，同時(shí)，為了保證隧道結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性，還要對(duì)隧道病害進(jìn)行分析，分析其產(chǎn)生的原因，提出有針對(duì)性的治理方案，確保隧道結(jié)構(gòu)的安全性。