12.6.1隧道凍害一、凍害的種類1．冰柱、冰溜子滲漏的地下水通過混凝土裂縫逐漸滲出，在滲出點(diǎn)出口處受低溫影響積成冰柱，尤其在施工接縫處滲水點(diǎn)多，結(jié)晶明顯，累積十至幾十厘米厚的冰溜子（又稱為掛冰）。如不清理，冰溜子越積越大，侵入限界，危及行車安全。拱部滲漏逐漸形成冰柱子（冰葫蘆），一般地區(qū)僅僅是影響限界。隧道排水溝槽設(shè)施，保溫不良引起冰凍稱冰塞子。水溝地下排水困難，因結(jié)冰堵塞，使水溝（管或槽）凍裂破損，地下水不易排走，襯砌周邊因水結(jié)冰而凍脹，致使隧道內(nèi)各種凍害接踵而來。2．襯砌發(fā)生冰楔

隧道砌筑在圍巖良好地段，一旦襯砌壁后有空隙，滲透巖層的地下水，在排水不通暢時(shí)水就積在襯砌與壁后圍巖間，結(jié)冰凍脹產(chǎn)生冰凍壓力，傳遞給襯砌。3．圍巖凍脹破壞（1）隧道拱部襯砌發(fā)生變形與開裂：拱部受凍害影響時(shí)，拱頂下沉內(nèi)層開裂，襯砌開裂嚴(yán)重時(shí)尚有錯(cuò)牙發(fā)生，拱腳變形移動(dòng)。凍融時(shí)又有回復(fù)（留有殘余裂縫），多次循環(huán)危及結(jié)構(gòu)安全。

（2）隧道邊墻變形嚴(yán)重：邊墻壁后排水不暢，積水成冰，產(chǎn)生凍脹壓力，造成拱腳不動(dòng)，墻頂內(nèi)移，有的是墻頂不動(dòng)墻中發(fā)生內(nèi)鼓現(xiàn)象，也有墻頂內(nèi)移致使斷裂多段。（3）隧道內(nèi)線路凍害：線路結(jié)構(gòu)下部無排水設(shè)施，在地下水豐富地區(qū)，水在冬季就凍結(jié)，道床隆起。在水溝之處因保溫不好，與線路一樣有凍結(jié)，這樣水溝全長也會(huì)高低不平。由于凍融使線路和道床翻漿冒泥、水溝斷裂破壞。水溝破壞后排水困難，滲入線路又加大了線路凍害范圍。（4）襯砌材料凍融破壞：隧道混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號較低，抗?jié)B性差，在地下水豐富地區(qū)，水就滲入混凝土內(nèi)部。到冬季水在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)凍結(jié)，膨脹產(chǎn)生凍脹壓力，經(jīng)年凍融循環(huán)使結(jié)構(gòu)變酥、強(qiáng)度降低，造成凍融破壞。洞口段凍融變化大，襯砌除結(jié)構(gòu)內(nèi)因含水受凍害外，巖體凍脹壓力傳遞等破壞，促使襯砌發(fā)生縱向裂紋和環(huán)向裂紋。（5）隧底凍脹和融沉：對多年凍土隧道，隧底季節(jié)融化層內(nèi)圍巖若有凍脹性，而底部沒有排水設(shè)備，每年必出現(xiàn)凍脹融沉交替，無鋪底的線路很難維持正常狀態(tài)；有時(shí)鋪底和仰拱也發(fā)生隆起或下沉開裂。12.6.2凍害的成因寒冷氣溫的作用：所在的地區(qū)氣溫（低于0℃或正負(fù)交替）。季節(jié)凍結(jié)圈的形成：襯砌周圍超挖尺寸大小不等，超挖回填用料不當(dāng)及回填密實(shí)不夠產(chǎn)生積水，形成凍結(jié)圈。圍巖的巖性對凍脹的影響：在隧道的季節(jié)凍結(jié)圈內(nèi)如果是非凍脹土，是不會(huì)發(fā)生凍脹性病害的。凍結(jié)圈內(nèi)凍土的分布情況就決定了發(fā)生凍害的部位。如果隧道圍巖全是凍脹性土且均勻分布，則發(fā)生凍脹時(shí)沿襯砌外圍對稱均勻分布；如果是凍脹性土與非凍脹性土成層狀分布，就可能出現(xiàn)凍脹部位不對稱和非均勻分布。隧道設(shè)計(jì)和施工的影響：隧道在設(shè)計(jì)和施工時(shí)，對防凍問題沒有考慮或考慮不周，造成襯砌防水能力不足、洞內(nèi)排水設(shè)施埋深不夠、治水措施不當(dāng)，加上施工單位未能按規(guī)范認(rèn)真施工等，都會(huì)造成和加重運(yùn)營階段隧道的凍害。12.6.3隧道凍害整治（一）綜合治水：消滅襯砌漏水缺陷，保證襯砌圬工不再充水受凍，同時(shí)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)層和接縫防水（所用防水材料要有一定的抗凍性）；對有凍害的段落，要設(shè)置防、排水系統(tǒng)，不允許襯砌背后積水，并防止凍結(jié)圈外的地下水向凍結(jié)圈內(nèi)遷移；襯砌背后空隙用砂漿回填密實(shí)；排水設(shè)施或泄水溝應(yīng)保證在任何季節(jié)、任何條件下不凍結(jié)，在嚴(yán)寒地區(qū)可采用中心深埋泄水洞。（二）更換土壤：將強(qiáng)凍脹土（主要是細(xì)粒土），更換為透水性強(qiáng)的粗粒土；向凍結(jié)圈內(nèi)注入水泥漿液或其它化學(xué)漿液，使圍巖固結(jié)而消除凍脹性；向凍結(jié)圈內(nèi)注入憎水性填充材料，使之堵塞所有孔隙、裂隙，從而通過阻止土中水分遷移和聚冰作用來消除圍巖凍脹。（三）保溫防凍（1）在隧道內(nèi)加筑保溫層：隧道襯砌的內(nèi)緣（或外緣）或雙層襯砌之間加筑一層保溫襯層（加氣混凝土、泡沫混凝土、浮石混凝土、膨脹珍珠巖混凝土等）。（2）降低水的冰點(diǎn)：圍巖注入丙二醇、氯化鈣、氯化鈉等。（3）供熱防凍：紅外線融冰、電熱、鍋爐采暖等。（四）防止融塌：將邊墻加深至凍土上限以下或凍而不脹層，后者可加強(qiáng)底部排水，疏干底部圍巖含水或采用換土法。（五）結(jié)構(gòu)加強(qiáng)（1