大峪隧道病害成因分析及整治技術(shù)

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1、廣東建材2010年第3期施工技術(shù)大峪隧道病害成因分析及整治技術(shù)劉宇關永平張靖杰李云龍宋建(東北大學資源與土木工程學院巖土工程所)摘要：針對大峪隧道的病害，分析了造成大峪隧道產(chǎn)生病害的原岡：地質(zhì)原因、設計原因、施工原因；通過檢測結(jié)論，提出了整治技術(shù)，旨在為類似隧道病害整治工程提供借鑒。關鍵詞：隧道；病害；成因分析；整治I前言隨著我國國民經(jīng)濟實力的不斷增強，特別是西部開發(fā)的不斷深入，公路、鐵路等交通建設工程日益增多，我國是一個多山的國家，山區(qū)面積約占總面積的三分之二，因此，隧道工程以其自身具有的改善線形、縮短里程和行車時間、提高運營效益等方面的優(yōu)勢，在高速公路建設中，其方案的優(yōu)越性越來

2、越多地為道路建設者和設計者所公認而被大量采用。隧道工程在道路建設中所占線路長度比例迅速提高，這在客觀上極大地促進了隧道的建設，而隧道工程在工程建設中的眾多技術(shù)領域中十分突出。但是，由于地質(zhì)條件、地形條件、氣候條件和設計、施工、運營過程中各種因素的影響，隧道建成后在長期的使用過程中會出現(xiàn)各種各樣不同程度的病害，部分隧道甚至在使用的前期就出現(xiàn)比較嚴重隧道病害，如襯砌裂損、隧道滲漏水、基底下沉和底鼓等。隧道襯砌裂損造成的危害較多，如襯砌結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞，凈空變小而侵限等，將使隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到一定程度的破壞，使襯砌結(jié)構(gòu)的安全可靠性降低，造成行車安全的重大問題。隧道滲漏水不僅增加隧道內(nèi)濕度，

3、造成線路短路等事故，危機運輸安全，而引發(fā)其它災害如會造成襯砌開裂或使原有裂縫發(fā)展變大，加速襯砌的損壞：當?shù)叵滤星治g性時，會使襯砌混凝土產(chǎn)生侵蝕，并隨著滲漏水的不斷發(fā)展，使混凝土侵蝕日益嚴重，在寒冷地區(qū)還會產(chǎn)生凍脹病害等。基底下沉或底鼓將嚴重影響行車安全隱患。這些病害既影響了隧道作為快速安全交通信道的功能，在維修加固時又會花費大量的資金。2工程概況大峪隧道位于沈丹高速公路本溪至南芬段K67+300，設計長1530m，寬10．5m，高7．5m，為雙向四車道公路隧道，于1994年開工建設，1996年9月建成通車。大峪隧道所在的大峪嶺屬千山山脈中段北側(cè)支脈，海撥標高500m，屬低山地形。

4、地貌以侵蝕構(gòu)造類型為主，山坡陡峭，山脊狹窄，局部巖石裸露，中等切割，植被發(fā)育。工程地質(zhì)、水文地質(zhì)均為太古代鞍山群大峪組變質(zhì)巖系，地下水以第四紀孔隙潛水和基巖風化襲裂隙潛水為主，Ⅳ、V類圍巖占隧道總長80％左右，個別地段圍巖軟弱。夾泥帶、破碎帶及小斷層多，進出口圍巖穩(wěn)定性稍差。由于地質(zhì)條件較復雜，施工時曾發(fā)生大冒落。因排水管路堵塞，運營當年即出現(xiàn)澗壁滲水現(xiàn)象，1997年1月和2000年1月又發(fā)生嚴重冒水結(jié)冰，影響車輛通行。經(jīng)運營后幾個冬春的凍融作用，隧道基礎部位局部出現(xiàn)裂紋和混凝十脫皮現(xiàn)象。眾所周所，凍脹力的破壞能力是相當大的，水凍結(jié)后體積膨脹約10倍，如果膨脹受阻，其凍脹力是可觀的

5、，對結(jié)構(gòu)的隱形破壞是十分嚴重的。如果不及時監(jiān)測評價，一旦結(jié)構(gòu)失穩(wěn)會造成嚴重事故。3病害原因分析(1)地質(zhì)原因：大峪隧道地貌以侵蝕構(gòu)造類型為主，山坡陡峭，山脊狹窄，局部巖石裸露，中等切割，部分路段圍巖軟弱，夾泥帶、破碎帶及小斷層多，進出口圍巖穩(wěn)定性稍差。更重要的是由于隧道開挖所揭示的圍巖地質(zhì)情況與地質(zhì)勘察報告所提供的地質(zhì)情況相差很大，而且由于時間緊迫，地質(zhì)勘控的成果不夠充分，實際施工時，地質(zhì)情況局部有較大的變化，也給施工帶來不少困難。(2)設計原因：由于設計單位對該隧道的地質(zhì)情況掌握不夠，而且在施工中發(fā)生多次坍方，地質(zhì)情況已揭示后，對局部坍方段二次襯砌采用了鋼筋混凝十結(jié)構(gòu)，但大部分仍

6、采用普通混凝+結(jié)構(gòu)，事實上，采用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的二襯結(jié)構(gòu)完全穩(wěn)定，沒有發(fā)現(xiàn)病害。原設計初期支護，加設鋼筋網(wǎng)的直徑使用①10，除了鋪設不易隨圍巖表形狀而變化施工不便外，對噴射混凝土的柔性也有所限制，隨圍巖變形不利，實際上，采用c96鋼筋網(wǎng)，必要時可以加密網(wǎng)眼。(3)施T原因：施工質(zhì)量控制不嚴，施工方法不合理，如噴射混凝土是新奧法支護的重要手段，但由于地下水多，不易粘結(jié)，回彈量大，造價高，采用一般爆破，平整度一71—施工技術(shù)廣東建材2010年第3期差，超挖多，噴射后的外觀形狀不佳等客觀表象起了作用，最重要的還是主觀上對其作用認識不深，曾一度將噴射混凝土改為模筑混凝土，從外觀上看好于噴

7、射混凝土，忽視了初期支護混凝士必須與圍巖密切結(jié)合的這一要求，后來，局部脫落和塌方時發(fā)現(xiàn)，與圍巖結(jié)合不好，特別拱頂部位更為嚴重，又因為厚度薄，強度不足根本不能起到支護的作用。隧道施工準備時間較長，實際進洞幾十米以后就到了冬季，因當?shù)靥鞖夂?，洞?nèi)結(jié)冰，保溫效果差，因此初期支護的混凝土施上不能進行，又為了加快施工進度，充分利用冬季時間，先進行上導洞開挖，下導待明年氣溫適合于作混凝土支護時再進行開挖。因此上、下導洞相距甚運，有百米以上，上導又沒有很好作初期支護。在第二年下導