强降雨作用下岩溶区公路隧道衬砌破损机制分析

李 清， 祝志恒, *， 李林毅

(1. 广东华路交通科技有限公司， 广东 广州 510420； 2. 广东交科检测有限公司， 广东 广州 510550；3. 中南大学土木工程学院， 湖南 长沙 410075)

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随着国家路网建设的发展，大量公路隧道逐步投入运营，截至2019年底已建公路隧道超19 000座，运营总里程达18 966 km[1]。然而，由于我国岩溶地层广泛分布(如西南地区)，有相当比例的公路隧道建设于富水岩溶地区[2-3]。据岩溶公路隧道运营情况调查，因地层富水性较好、排水系统逐步失效等原因，以结构渗漏水、混凝土裂损、路面隆起、局部掉块为典型特征的隧道运营水害频发[4-6]，且隧址区出现强降雨时水害特征尤为严重[7-8]。以上问题的存在不仅影响隧道内部电力、消防等设施的正常使用，还会导致隧道运营存在安全隐患，严重时甚至危及行车人员的生命安全[9-11]。因此，如何探明运营水害演化机制成为公路隧道领域关注的重点问题。

截至目前，研究人员已从数值仿真、地质勘探、现场调查、模型试验等方面开展了研究工作。其中，张彦龙等[12]依托广梧高速某岩溶隧道水害案例，联合现场勘探与数值仿真手段，探究了水害发生原因及机制；高春君等[13]采用“以板代孔”仿真方法对排水管堵塞进行了分析，探讨了在不同水位及堵塞条件下二次衬砌结构的应力响应规律；李林毅等[14]针对隧道排水系统堵塞问题，通过融合3D打印技术的模型试验，探究了堵管后仰拱结构及其上覆轨道的上拱规律。以上研究成果经实践验证，在一定程度上探明了岩溶隧道水害成因，指导了类似工程的整治与设计。……