俗话说“十隧九漏”,在我国北方地区由于冬季天气寒冷,冻害成为一种非常普遍的隧道病害。冻害的循环发生使衬砌混凝土产生开裂、变形、剥落、承载力降低,随着病害的持续发展还可能最终导致衬砌结构的失稳破坏。寒冷地区隧道冻害的防治其基本措施包括:综合治水、更换土壤、保温防冻等。

形成原因

其形成原因它主要是由于渗漏的地下水通过混凝土裂缝渗出，在渗点出口处受低温的影响冻结成冰，尤其在施工接缝处渗水点多，结冰明显，逐渐积累冰柱、冰溜子。

在围岩良好的地段，一旦施工时衬砌壁后留有空隙，渗透岩层的地下水就会在排水不通畅的情况下聚集在空隙内，结冰冻胀，产生冰冻压力，常年积累，冰冻压力就像楔子一样，给衬砌结构造成不可逆转的塑性变形。

在围岩不良地段，当围岩层面含水较多时，拱部衬砌就会因冻胀压力而下沉、开裂，边墙墙中内鼓，墙顶内移，水渗入混凝土产生纵向和环向裂纹。

由于施工原因，不可避免存在着衬砌发生冰楔的情况。这些冻害的形成首先和当地的地质情况有着密切的联系。隧道区地下水类型为基岩裂隙水，且各渗漏段裂隙尤为发育，含水量丰富。其次由于衬砌周围超挖尺寸大小不等，部份位置超挖回填用料不当。回填不密实，从而导致衬砌外侧产生大量积水，因此在外界低气温的影响下，衬砌周围会形成一个季节性冻结圈。进入冬春交季后，随着气温的回升，冻结部位开始解冻，冰融化成水，这时水就会去寻找出路，此时由于隧道环向、纵向排水管埋深加较浅，冻结在圈内，大部份已经发生冰塞无法发挥其排水功能，因此这些水就会在压力作用下，透过衬砌的薄弱环节渗漏出来，此时隧道的冻害就通过冰溜子、漏水、裂缝等形式表现出来。随着气温的进一步回升，冻结圈全部解冻、环向、纵向排水管逐渐恢复了它的排水功能，此时的漏水现象也就随之消失。

另外，隧道的冻害形成还与围岩的岩性及其分布、隧道的设计和施工都有很大的的关系。

治理方法

寒冷地区隧道冻害的防治其基本措施包括：综合治水、更换土壤、保温防冻等。

综合治水

隧道冻害的根本原因是围岩地下水冻结，如果能将水排除在冻结圈外，就能够达到防治冻害的目地，即综合治水是防治冻害的最基本措施，它的主要包括下面几点：

1.对有冻害的段落增设或改进防、排水系统，不允许衬砌背后积水，并防止圈外的地下水向冻结圈内移动。

2.衬砌背后空隙用砂浆或水泥浆等材料回填密实。

3.深埋泄水洞等排水设施，确保在任何天气条件下不冻结。

更换土壤

更换土壤实质就是把冻胀性土改造为非冻胀性土，其方法主要有如下几点：

1.向冻结圈内注入水玻璃——水泥浆或其它化学浆液。使围岩固结而消除冻胀性。

2.向冻结圈内注入憎水性填充材料，使之堵塞所有孔隙，裂隙、从而阻止水分的迁移和聚冰。

保温防冻

通过控制温度使围岩中的水分达不到冰点，从而达到防治冻害的目的，主要方法如下：

1.在隧道内加筑保温层、防止衬砌周围形成季节性冻结圈，主要材料有：加气混凝土、泡沫混凝土、浮石混凝土等，一般厚度为20cm～40cm.

2.作局部处理时可向围岩注入一些化学防冻的材料，降低水的冰点。

3.供热防冻，常做临时采用，主要有红外线融冰、电热、锅炉采暖等。

除了上面的措施外，加强衬砌结构，防止融塌等措施都是隧道冻害防治的重要内容。

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知识点：隧道冻害形成与治理