當前，許多已建隧道出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)裂損、空洞、變形、錯臺、滲漏水等病害，大大降低了隧道的使用功能，威脅到其在運營中的安全。

　　據(jù)對6000多座公路隧道的統(tǒng)計資料發(fā)現(xiàn)，約占總數(shù)1/3的隧道已存在著襯砌結(jié)構(gòu)裂縫和滲漏水等病害，出現(xiàn)的病害問題更多、更嚴重，病害產(chǎn)生原因更復(fù)雜。隧道襯砌裂損將使整個隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成不同程度的破壞，使襯砌結(jié)構(gòu)的可靠性降低。而隧道滲漏水則會造成襯砌開裂并使原有裂縫發(fā)展變大，加速襯砌的損壞。這些損傷如果不能及時得到檢測和維修，輕則影響行車安全和縮短隧道的使用壽命，重則導(dǎo)致隧道突然破壞和坍塌。一旦發(fā)生安全事故，會造成很大的輿論壓力和社會壓力，后果非常嚴重。因此，建立隧道病害安全監(jiān)測和健康評估體系必要且緊迫。

　　運營隧道健康評價體系

　　隧道健康評價是指通過運用系統(tǒng)工程的基本思路與原理，對存在的有害、有風險的因素以及可能導(dǎo)致的危險后果及危害程度進行尋找、判斷、解析、預(yù)警，預(yù)測和綜合評價系統(tǒng)或工程中存在的危險性，并根據(jù)風險等級，提出科學(xué)合理的安全對策措施，并指導(dǎo)建議對危險源進行監(jiān)控，預(yù)防事故發(fā)生，從而有效地降低事故率、減少損失以及獲得最優(yōu)的安全投資效益。

　　評價指標直接影響評價體系的準確性，指標太多，干擾評價結(jié)果；指標過少，缺乏足夠的代表性，帶來片面性影響。通過對隧道結(jié)構(gòu)病害檢測資料的統(tǒng)計，依據(jù)長期監(jiān)測數(shù)據(jù)，統(tǒng)計各種影響因素引起襯砌損傷的數(shù)量以及襯砌病害的分布特征，獲得各主要影響因素引起襯砌病害的比重。也可運用層次分析法原理，將運營隧道結(jié)構(gòu)健康安全評價體系，自下而上地分解為若干個層次，形成一個包含多個評價子項目多級評價指標的分層次評價系統(tǒng)（圖1）。

　　隧道營運期間結(jié)構(gòu)的安全狀態(tài)是一個外延清楚、內(nèi)涵模糊的“灰色系統(tǒng)”，影響因素眾多，即包含定性因素，又包含定量因素，各因素相互聯(lián)系、相互影響。綜合考慮隧道的自身模糊性，對隧道營運期間結(jié)構(gòu)的安全性評價體系宜采用多級模糊綜合方式來評判（圖1）。

　　運營隧道結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測技術(shù)

　　我國《公路隧道養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（J T GH12-2015）規(guī)定：經(jīng)常檢查/定期檢查是指一般性定性檢查，按規(guī)定頻率對土建結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況進行全面檢查；專項檢查/長期監(jiān)測是指對嚴重不良地質(zhì)地段、重大結(jié)構(gòu)病害或隱患處，開展運營期長期監(jiān)測，對其結(jié)構(gòu)變形、受力和地下水狀態(tài)等進行長期觀測。

　　經(jīng)常檢查/定期檢查 經(jīng)常檢查內(nèi)容主要包含隧道襯砌的裂縫、錯臺、起層、剝落以及排水設(shè)施的破損、堵塞、積水和結(jié)冰等。而定期檢查是系統(tǒng)掌握隧道的基本技術(shù)狀況，采取徒步的目視檢查為主，配備必要的檢查工具或設(shè)備。

　　專項檢查/長期監(jiān)測 根據(jù)《公路隧道養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（JTG H12-2015）中對專項檢查內(nèi)容的規(guī)定如表1所示，而運營隧道結(jié)構(gòu)安全的主要監(jiān)測項目有：圍巖內(nèi)部位移監(jiān)測、裂縫監(jiān)測、初支鋼拱架應(yīng)變監(jiān)測、二襯結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測和錨桿軸力監(jiān)測。

　　監(jiān)測設(shè)備與技術(shù)

　　監(jiān)測儀器 如圖3所示，目前隧道運營監(jiān)測中采用的傳感器系統(tǒng)：差動電阻式傳感器系統(tǒng)；振弦式傳感器系統(tǒng)；光纖光柵傳感器系統(tǒng)。對于特殊地質(zhì)條件、復(fù)雜環(huán)境、潛在災(zāi)害源等方面的原因（如地裂縫、斷層、巖溶等），荷載將逐漸向二襯轉(zhuǎn)移，二襯也由隧道建成之初的安全儲備逐漸過渡為承載單元。

　　故對特殊地段，隧道長期安全性監(jiān)測的重點應(yīng)放在隧道的主體支護結(jié)構(gòu)（圖4），即二襯來判斷隧道在營運期間的安全狀況。接觸壓力和二襯內(nèi)力，對于巖溶隧道，襯砌所受水壓力也應(yīng)重點關(guān)注。同時，選擇少量斷面布置錨桿軸力計和多點位移計。

　　光纖傳感技術(shù) 該技術(shù)比傳統(tǒng)方法更適合在惡劣的隧道環(huán)境下工作和進行長距離、大面積的遠程監(jiān)測（圖5），正逐漸發(fā)展成一個貫穿隧道施工與運營兩大階段的、長短期相結(jié)合的科學(xué)監(jiān)測手段。

　　石梯溝隧道健康評價

　　京昆高速公路綿廣段石梯溝隧道于2002年竣工，經(jīng)過幾年的運營，存在多種病害：襯砌背后空洞、襯砌裂縫、滲漏水等問題，為確保隧道結(jié)構(gòu)安全，對隧道進行健康評估。

　　襯砌裂縫病害評價 裂縫寬度采用D J C K-2智能裂縫測寬儀進行測量，測量位置選取裂縫最寬處，如果目測不出，則多測幾次取最大值。測量時將顯微探頭掃描裂縫，儀器屏幕即顯示寬度數(shù)值，數(shù)值精確到0.01毫米，現(xiàn)場檢測如圖6所示。

　　檢測得出結(jié)果：右線裂縫共計56條，分別分布在左襯砌、右襯砌及隧道拱部，裂縫寬度主要分布在1毫米＜b≤2毫米之間，占總量的62%（圖7）；左線裂縫共計51條，分別分布在左襯砌、右襯砌及隧道拱部，所有裂縫寬度經(jīng)統(tǒng)計在0毫米＜b≤1毫米之間的為21條，占總量的41%，裂縫寬度在1毫米＜b≤2毫米之間的為22條，占總量的43%。左、右線隧道裂縫病害判定等級為1A，即結(jié)構(gòu)存在破壞，可能會危及行人、行車安全，應(yīng)準備采取對策措施。

　　為了準確地探明隧道支護結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，采用鉆芯取樣的方法對隧道襯砌、路面及隧道基礎(chǔ)進行抽樣評估。鉆芯取樣布置如圖8所示（CQ代表襯砌、LM代表路面、SJ代表隧道基礎(chǔ)；綿陽側(cè)為起始點、廣元側(cè)為終點；綿陽→廣元方向隧道記為右線，廣元→綿陽方向隧道記為左線）。

　　隧道路面及右線襯砌強度滿足設(shè)計要求，但隧道基礎(chǔ)及右線襯砌抽樣點強度不滿足設(shè)計要求。抽樣點隧道基礎(chǔ)、襯砌及路面厚度均滿足設(shè)計要求如圖9。

　　隨后，又采用地質(zhì)雷達對石梯溝隧道進行了探測，根據(jù)隧道現(xiàn)場實際情況，在石梯溝隧道內(nèi)左右拱腰（距路面約6米）、邊墻（距路面約1.36米）、拱頂共布設(shè)8條測線，其中，左線布置L Z-1、L Z-2、L Z-3、L Z-4測線，右線布置LY-1、LY-2、LY-3、LY-4測線。雷達時間剖面可以真實、全面地反映地下介質(zhì)的變化情況，保證資料的質(zhì)量。經(jīng)檢測，隧道8條測線均存在不同程度的襯砌背后脫空情況。

　　對各測線的脫空區(qū)進行統(tǒng)計分析，脫空區(qū)的分布情況如圖10所示。統(tǒng)計各部位脫空情況如圖12所示。石梯溝隧道襯砌脫空長度分布情況如圖11中散點所示。

　　一些建議

　　筆者認為，建立隧道運營期間的實時監(jiān)測及評價體系，能及時高效保證隧道營運期間結(jié)構(gòu)的安全；長期進行安全性監(jiān)測，重點應(yīng)為隧道主體支護結(jié)構(gòu)，即二襯來判斷隧道在營運期間的安全狀況；充分運用光纖傳感技術(shù)，特別是在惡劣的隧道環(huán)境下遠程結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測；考慮隧道自身模糊性，對運營隧道健康評價體系采用多級模糊綜合方式。

　　在安全監(jiān)測方面應(yīng)做到設(shè)計可行、安全檢查合理化、長期監(jiān)測全面化和監(jiān)測技術(shù)智能化；在健康評價方面應(yīng)做到病害判斷科學(xué)化、評價指標多級化、模糊綜合化和規(guī)范標準化；

　　在病害處治方面應(yīng)做到精準發(fā)力、高效便捷和持久耐用。( 來源: 《中國公路》 作者：文/ 圖 長安大學(xué) 謝永利 王亞瓊 )