山区高速公路隧道运营期围岩稳定性评价与渗漏水治理技术
摘要
关键词
山区高速公路;隧道运营期;围岩稳定性评价;渗漏水治理;监测数据;风险分级;治理方案
正文
1 引言
山区高速公路隧道在运营期间常面临围岩稳定性变化与渗漏水等病害问题,这些问题不仅影响行车安全与舒适性,还可能加速结构劣化,缩短使用寿命。复杂的地质条件、地下水作用及长期交通荷载,使围岩在运营期仍可能发生缓慢变形或突发失稳。渗漏水不仅导致路面湿滑、结冰,还会引发衬砌开裂、钢筋锈蚀等连锁病害。传统的定期检查与被动维修已难以满足安全运营需求,亟需建立科学的稳定性评价体系与高效的渗漏水治理技术体系。本文旨在探讨山区高速公路隧道运营期围岩稳定性评价方法与渗漏水治理策略,为保障隧道长期安全、提升养护管理水平提供参考。
2 围岩稳定性评价体系与方法
2.1 评价指标体系构建
围岩稳定性评价指标体系应综合反映地质条件、结构状态与环境因素的影响。首先需确定核心评价指标,包括围岩变形特征、衬砌结构完整性、地下水作用状态及支护系统工作性能等。变形特征指标主要反映围岩在运营期的动态变化趋势;结构完整性指标关注衬砌是否存在裂缝、剥落或渗漏水痕迹;地下水指标评估水量、水压及其对围岩和结构的影响程度;支护系统指标考察锚杆、钢架等是否保持有效工作状态。
在指标权重确定上,应结合工程实际与专家经验,采用层次分析或模糊综合评判等方法,确保各指标的相对重要性合理。同时,需建立明确的分级标准,将各项指标划分为不同等级,以便于综合评价与风险判定。指标体系应具备可扩展性,能够根据隧道地质条件和运营状况的变化进行动态调整,为后续的稳定性评价提供科学依据[1]。
2.2 监测数据采集与处理
监测数据是围岩稳定性评价的基础。应根据隧道地质条件与结构特点,布设必要的监测点,包括位移监测、应力监测、渗压监测及环境监测等。位移监测主要采用多点位移计、收敛计等设备,实时获取围岩及衬砌的变形数据;应力监测通过应变计、压力传感器等手段,掌握支护结构的受力状态;渗压监测用于记录地下水位与水压变化;环境监测则关注温度、湿度等参数对结构的潜在影响。
数据处理过程中,需对原始数据进行异常值剔除、趋势平滑与误差修正,确保数据的准确性与连续性。同时,应建立统一的数据管理平台,实现监测数据的集中存储、可视化展示与历史对比分析。通过数据处理,将分散的监测信息转化为可直接用于评价的特征参数,为稳定性分析提供可靠输入。
2.3 稳定性评价与风险分级
稳定性评价应结合监测数据与指标体系,采用定量与定性相结合的方法。定量评价通过建立数学模型,将各项指标量化并计算综合稳定性指数;定性评价则依赖专家经验,对地质背景、施工历史及现场巡查信息进行综合分析。评价结果应形成明确的稳定性等级,如稳定、基本稳定、潜在失稳与失稳等,以便于工程管理部门直观把握风险状况。
风险分级是在稳定性评价基础上,结合隧道重要性、交通量及环境敏感性等因素,对不同区段的风险程度进行划分。根据风险等级制定差异化的养护策略,高风险区段需加强监测频率与现场巡查,及时采取加固措施;低风险区段可维持常规监测与养护。通过稳定性评价与风险分级,能够实现对隧道运营期围岩状态的动态管理,有效预防重大安全事故的发生[2]。
3 渗漏水治理技术与实施策略
3.1 渗漏水类型与成因分析
渗漏水类型主要包括点渗、线渗、面渗及喷射状渗漏,不同类型反映了不同的水文地质条件与结构缺陷特征。点渗多源于局部裂缝或衬砌薄弱部位,线渗通常与施工缝、沉降缝或结构接缝相关,面渗则多由大面积混凝土不密实或防水层失效引起,喷射状渗漏表明存在较高的水头压力与集中涌水通道。
成因分析需结合地质勘察资料、施工记录与运营期监测数据。常见原因包括围岩裂隙水丰富且排水不畅、防水层破损或施工质量缺陷、衬砌混凝土存在蜂窝麻面或裂缝、结构变形导致接缝张开等。此外,长期冻融循环、化学侵蚀及交通振动也会加速防水系统老化与结构开裂,增加渗漏风险。准确判断渗漏水类型与成因是制定有效治理方案的前提。
3.2 治理方案设计与材料选型
治理方案设计应遵循“堵排结合、因地制宜、综合治理”的原则。对于局部点渗与线渗,可采用注浆封堵与局部修补相结合的方法;对于面渗,需进行全面防水加固处理;对于高压涌水,应先建立排水系统降低水头压力,再实施封堵。方案设计需考虑施工便捷性、耐久性与经济性,避免对运营交通造成较大影响。
材料选型应根据渗漏特征与环境条件确定。常用材料包括聚氨酯注浆材料、环氧树脂修补材料、丙烯酸盐类浆液、高分子防水卷材及聚合物水泥砂浆等。注浆材料需具备良好的渗透性与膨胀性能,修补材料应具有高强度与抗渗性能,防水卷材需具备耐老化与抗刺破能力。材料性能应符合相关标准,并通过现场试验验证其适用性与可靠性。
3.3 施工工艺与质量控制
施工工艺应严格按照设计方案与技术规范执行。注浆施工需合理选择注浆孔位置与深度,控制注浆压力与流量,确保浆液充分填充裂隙与空隙;修补施工应先清理基层,去除松散材料与积水,再进行分层涂抹与压实;铺设防水卷材时需保证基层平整干燥,卷材搭接宽度与粘结质量符合要求。施工过程中应采取必要的交通组织与安全防护措施,确保施工安全与运营畅通[3]。
质量控制应贯穿施工全过程。施工前应对原材料进行检验,施工中进行工序质量检查与记录,施工后进行效果评估与复核。常用质量检验方法包括外观检查、渗水检测、压力试验及长期监测等。对发现的质量缺陷应及时整改,确保治理效果达到设计要求。通过科学的施工工艺与严格的质量控制,可有效提升渗漏水治理的成功率与耐久性,保障隧道结构安全与运营环境改善。
4 结语
本文围绕山区高速公路隧道运营期围岩稳定性评价与渗漏水治理技术进行了系统研究,从评价指标体系构建、监测数据采集与分析到稳定性等级划分,提出了一套科学可行的评价方法。同时,针对不同类型的渗漏水问题,分析了成因并提出了相应的治理方案与材料选型建议,强调施工工艺优化与全过程质量控制的重要性。研究表明,通过动态监测与综合评价能够及时识别围岩风险,采取有针对性的治理措施可有效改善渗漏水状况,延长隧道使用寿命并提升运营安全性。本文成果可为类似工程的运营期管理提供参考,对推动山区高速公路隧道养护技术进步具有积极意义。
参考文献
[1]祝塘,李剑.复杂地质条件的隧道围岩稳定性分析[J].交通科技与管理,2021(35):100-101.
[2]汪洋,李强,杨平福,陈圣伟,王元汉.山区隧道垭口段围岩稳定性研究[J].华中科技大学学报(城市科学版),2009,26(2):72-75.
[3]王瑞兴.云南某高速公路隧道出口滑坡变形成因机制与稳定性分析[J].甘肃水利水电技术,2020,56(6):33-37.
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