关于隧道工程的相关问题研究

【摘要】

本文以隧道工程为研究对象，针对相关问题展开了讨论。文章首先介绍了我国隧道工程的发展现状，在分析了隧道工程中存在病害问题的基础之上，最后提出了对于我国隧道工程健康研究的意义。本文旨在为隧道工程的相关问题研究提供一些参考和借鉴。

【关键词】隧道；病害；健康

一、我国隧道工程的发展现状

近年来，世界各国长大隧道的不断建成，无疑为世界隧道的大发展掀了起一股新的高潮。我国是一个多山的国家，山区面积约占总面积的三分之二，铁路和公路一直是我国人民出行的主要交通方式。随着生活节奏的加快和科技的进步，人们对安全、快捷、舒适、方便、经济的运输方式的需求日益突出。过去的道路盘山越岭，既不经济也不安全，已不能适应时代要求。隧道以其自身具有的改善线路，缩短里程和行车时间、提高运营效益等方面的优势，在道路建设中的优越性越来越多地为道路建设者和设计者认可且被大量采用。

随着我国国民经济实力的不断增强，特别是西部开发的不断深入，公路和铁路建设步入了高潮时期。在最近几十年间，我国的公路里程将大幅度增加。而在交通大力发展的同时，我国可耕土地与道路建设用地的日益矛盾凸现出来，为了解决这一问题，隧道工程在建设中所占线路长度比例迅速提高，而这在客观上极大的地促进了隧道工程的发展。

根据有关资料表明，我国大陆已建成铁路隧道超过七千座。从最近几年的建设规模和速度来看，铁路隧道和公路隧道分别约以每年300km和200km或更快的建设速度在增长。目前，我国的隧道建设技术水平也有了很大的提高，隧道对我国的经济建设与发展也起到了积极的推动作用。从隧道的数量、规模和建设速度来看，我国已成为世界上隧道和地下工程最多，最复杂、也将是今后发展最快的国家。

二、隧道工程中存在的病害问题

随着我国隧道工程的快速发展，隧道工程病害问题日益凸显。我国地域自然条件差异较大，隧道穿越的山体工程地质条件、气候条件、水文地质和设计、施工、运营等条件复杂多变，早期修建的隧道经常出现隧道拱顶开裂、边墙开裂、拱顶空洞、衬砌损坏、隧道渗漏水、隧道冻害、围岩大变形、衬砌厚度薄、混凝土强度低、隧道内空气污染等病害；另外，由于各方面的原因，隧道内部的照明设施不足等引发交通事故，也是可能引发灾难性火灾事故的隐患所在，甚至部分隧道在投入使用的前期就出现比较严重的隧道病害。因此，隧道的健康问题变得日益突出。

我国公路隧道的快速发展也经多年的经验，但是目前隧道的运营状况十分堪忧。隧道和其它地下建筑的维护与修缮问题是土木工程的主要任务。虽然我国目前多采用新奥法进行隧道设计与施工，隧道的建设成就世界瞩目，但是隧道施工单位的良莠不齐和“重建设、轻维护”的理念，使目前隧道及地下工程健康问题严重。另一方面，由于我国隧道建设与维护的经验相对国外来讲，目前尚存在一定的差距，对隧道及地下工程健康的认识存在着严重不足。从目前现有的资料来看，满足结构物功能要求的混凝土的耐久性可能只有60年左右，喷射混凝土就更低了，只能满足30年不维护的要求。而一般混凝土结构物的使用寿命，都应该在100年以上，对于高速公路和作为运输动脉的铁路来讲，隧道更应该成为道路的重中之重，成为隧道建设和维护的咽喉工程，延长隧道结构的寿命，将成为今后地下工程工作者的首要任务。

三、对于我国隧道工程健康研究的意义

1、隧道健康的提出

任何结构物都有其寿命，隧道和地下工程也是如此。为了尽可能延长其使用，我们必须要掌握在隧道使用过程中发生或可能发生的各种病害，并推进病害发生的原因，评价结构物的损失程度和研究是否采取相应的措施和对策，以延长其寿命，提高其服务功能。从结构物劣化曲线的意义我们可以清晰地认识到结构物及时维护的重要性和必要性，隧道和地下工程同样遵循这个规律。

既然隧道和地下工程都需要及时维护，那就存在一个问题――这些工程都是隐蔽工程，怎样才能知道此类结构物需要维护，到那种程度进行治理可最大程度延长隧道寿命，达到最佳效果。这就需要对此类工程病害的程度进行判定，需要一个判断依据，使工程技术人员据此可以决定此结构物是否需要及时维护。到目前为止，还没有一个较为权威的、被大家公认的可以接受的判断依据。因此，如何对现役营运隧道或新建隧道等地下建筑物进行病害与灾害预防和控制就显得极为重要，成为目前公路与铁路交通的研究重点和热点问题。

近年来，有学者对隧道和地下工程的健康诊断做了一些研究。健康诊断，就是指结构在受到自然的(如地震、强风、洪水、地下水压力与侵蚀等)、人为的破坏之后，后者经过长期使用之后，通过测定其关键性的指标，检查其是否受到损伤。在允许的条件下，结合损伤识别技术，确定损伤的部位，评估损伤的程度，预测剩余的有效寿命。其主要任务就是判断结构的损伤程度，可以从不同的层面进行理解。隧道健康诊断是指对影响隧道结构物安全性、耐久性的病害进行检查和调查，并对隧道的病害进行分析，评价隧道的安全状况，提出整治病害的对策和措施。隧道健康诊断主要包括对隧道病害的检查、调查、分析和隧道安全性的评价，以及提出隧道病害整治的措施。

2、隧道工程健康诊断研究的价值

目前在公路隧道及地下工程健康方面的研究，主要侧重于隧道病害，机理研究较少，处理方法探讨较多，研究成果始终停留在较低的科学层面，这可能是目前公路隧道病害日益发育的根本原因。鉴于此，隧道及地下工程健康问题研究应遵循下述原则或思路：

（1）从病害现象上升到公路隧道及地下工程健康理念，公路隧道现行、结构形式、结构材料及隧道危岩构成隧道及地下工程健康的有机系统，采用系统论、多学科耦合方法实施公路隧道及地下工程健康研究。

（2）高度重视公路隧道及地下工程健康诊断机理研究，宏观和微观结合，建立健康频谱，构建公路隧道及地下工程健康智能诊断机理。

（3）随着我国公路交通事业建设的快速发展，隧道及地下工程健康状况日益成为公路隧道养护中极其重要的环节，从公路隧道及地下工程健康因子、健康状况恶化原理、健康诊断及健康控制等方面，推动隧道研究的科学进展，具有紧迫的现实意义。

【参考文献】

【1】新安，黄宏伟．隧道病害与防治[M]．上海：同济大学出版社，2011

【2】关宝数．隧道维修管理要点集[M]．北京：人民交通出版社，2010

【3】王贵堂．日本铁路隧道的检查与维修[J]．铁路知识，2010，01（11）