公路隧道病害整治设计

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西部 探矿工 程
２ １ 年第 １ 期 ０１ １
．
（） １拱部 围岩极软弱破碎 ， 施工 中发生大塌方 ， 且处
西 （） ２ 衬砌混凝土裂缝密集及呈蜂窝状 ；
拱部注浆锚 固及套拱 ： （） １ 首先采用 ２ ５中空锚杆对衬砌后 ３ ５ 范围围岩 或充填 区 ．ｍ 高压压 注水泥净 浆 ， 注浆 固结 和锚 杆锚 固 的双重作 用 ， 起 提高 拱 背岩体 自承力 ， 在拱背 ３ ５ ． ｍ范 围形成较稳定 的组合拱 ； （） ２ 原衬砌表面清洗干净后铺 挂 Ｐ ＶＣ防水板及无纺布 ； （） ３ 浇注 Ｃ ５钢筋混凝土套拱 ， ２ 套拱 中设置钢筋 ， ２ ｃ 厚 １ｍ
供 参考借 鉴 。 关 键词 ： 隧道 病 害 ； 害整治 ； 害成 因 病 病
中图分 类号 ： ５ 文献标 识码 ： 文章编 号 ：Ｏ ４ ５ １ （０ １ ｌ— ０ ９ 一Ｏ Ｕ４ ７ Ｂ １０ — ７ ６ ２ ｌ ） １ １ ６ ５
１ 工程概 况
１ １ 地 形条件 和地 质条件 ．
进 行全 面整 治 。 ３ 病 害主要 成 因
通过方案 比选及论证 ， 采用 套拱方案。主要措施
是：
结合隧道现场病害检测成果 ， 并根据理论及经验分 析， 我们认为 造成这些病 害的原因主要 有如下几个方
面。
（） １利用原 有衬砌 、 加锚杆 、 固原有衬 砌 ； 增 加 （） 围岩 进行 注浆 加 固 ； ２对 （） 加 ２ｃ 厚钢筋 混凝 土 内衬 ； ３增 １ｍ （） ５重新设 置 防排水 系统 ； （） 面 、 明 、 防 、 ４路 照 消 供配 电 、 装饰 等重建 。
状缺陷。在塌方段及其附近（ ４ ＋３ ０ Ｋ１３ ８ ￣Ｋ１３ ６ ） ４ ＋４ ６ 最 密集 ， Ｋ１４ ０ ￣Ｋ１４ ８ 在 ４ ＋００ ４ ＋０ ０段拱顶 蜂窝 状较 为 显 著段 ， 深 度 ０ ３ｍ 内混 凝 土均 匀 、 实 性 较好 ， 在 ．０ 密 但 在 ０ ３～０ ８ｍ 多 呈蜂 窝状 。 ． ０ ．０
（） １衬砌较完整或裂缝很少 ；
霎 不； 足
区
，
（） １原衬砌表面清洗干净后铺挂 Ｐ Ｃ防水板及无纺布 ； Ｖ （） ２浇注 Ｃ ５ ２ 钢筋混凝土套拱 ， 套拱 中设 置钢筋 ， ２ ｃ 厚 １ｍ￣
该 隧道 位 于广东 省北部 的岭南 山区 ， 山势 总体走 向
近东西 ， 地形复杂 ， 冲沟发育， 冲沟大都与隧道正交， 部 分 沟常年 流水不 断 。隧 道 区植 被 覆 盖茂 密 ， 候 炎热 ， 气
湿 润多雨 。
隧道 围 岩为燕 山期 花 岗岩 ， 地质 条 件较 为复 杂 ， 节
２６ 隧道 内空侵 限情 况 ．
采用全站仪和隧道断面仪对 隧道净空断面进行检
测。
（） １隧道内空与设计 内轮廓相差较大， 多处地段侵 入 净空 ， 顶 、 拱 边墙 最多 ， 墙脚 侵 限较 为严 重 ； （） ２ 隧道 贯通误 差较大 ， 口和 出 口中线偏移 达 进
２ ．ｃ ； ４ ５ｍ
２ ５ 衬砌 裂 缝 ．
根据病 害现状 、 发展 趋势及潜在 隐患 ， 针对具体 病害成 因， 足 于彻底整 治 、 留后 患 、 立 不 不得 降低 隧 道结构 的安全度 、 设计标准 和使 用功能 的前 提 ， 提出 了三个方案 ： １ 换拱 方 案 ； ２ 套 拱方 案 ； ３ 局 部 （） （） （） 换拱方案 。
依据套拱整治方案及实际内轮廓情况， 本着安全、 经济合理 的原则 ， 《 路隧道设 计规范 》 Ｊ Ｊ２ — 按 公 （Ｔ Ｏ６ ９） ０ 中山岭高速公路建筑限界的有关取值对隧道建筑限 界及内轮廓进行了调整。Biblioteka Baidu整后路面标高较原设计路 面标高降低 ２ｃ 路缘及余宽做相应调整。 ０ｍ， ４３ 结构病 害整 治设计 ． 套拱 衬砌 采 用 厚 ２ ｃ Ｃ ５的 钢 筋 混 凝 土 结 构 。 １ｍ、 ２ 根据病害不同程度， 对病害进行分类 、 分别治理 。依据 衬砌 强 度 、 厚度 、 实度 、 密 结构裂 缝 、 漏水 和 围岩 空洞 、 渗 塌方处理情况等。将隧道病害程度分为 Ａ、 、 Ｂ Ｃ和特殊 加固等 ４ 类。详细方案见表 ２ 。
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西部 探矿 工程
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公 路 隧 道 病 害整 治 设 计
孙雪莲 ， 金美海
（． １ 重庆 交通大 学建筑 与土木 工程 学院 ， 重庆 ４ ０７ ； ． ０ ０４ ２ 深圳 高速 工程顾 问有 限公 司 ， 广东 深圳 ５８ ０ ） １３４ 摘 要 ： 着对隧道 的现代化 改造 和 维修 加 固时期 的到来 ， 随 隧道 病 害整 治问题 已不容 忽视 。基 于不得
理裂 隙 十分发 育 ， 现 为近 水平 流劈 理 、 直立 柱 状 节 表 近 理 和倾斜 节理 。隧道 埋深 较浅 ， 隧道 纵 向表 现为 显著 沿 差 异风化 ， 成强 、 、 风化分 带 ， 形 中 弱 围岩类别 变化频 繁 ， 工 程地质 条件 变得 十 分复 杂 。隧 道穿 越 地 层 主要 处 在 强 风化 一全 风化花 岗岩岩层 中 ， 围岩为燕 山第 四纪 中粒 花 岗岩及 斑状 花 岗岩 ， 局部 有 玢 岩 岩脉 侵人 ， 地表 水 顺 岩 脉侵人 引起 花 岗岩风化 ， 断层 密集 ， 节理发 育 ， 渗水 严 重 ， 向节理 相互切 割形成 滑 面 ， 多 极易 引起坍塌 ， 围岩级 别 主要 有 Ⅲ、 、 Ⅳ Ｖ级 （ 现 行 规 范 Ｊ Ｄ７ — ２０ 按 ＴＧ ０ ０ ４分
４ ２ 建 筑 限界 调 整设计 ．
３ １ 结构病 害原 因 ．
（） １隧道 选址 问题 ， 隧道 穿越 山体 围岩最差 的位 置 ， 施 工过 程 中发生多 次塌 方 。 （） ２衬砌 混凝 土浇 筑质量 较差 。
（） ３拱背充填不密实或存在空洞。 （） ４采用 先拱 后墙 法 ， 肩质 量难 以保证 。 刹 （） ５温缩等其它原因。 （） ６边墙 脚悬 空 。 （） ７ 边墙 背也 有空 洞 ３ ２ 渗漏水 原 因 ． （） １隧道 富含 地下 水 ， 围岩渗水 性好 。 （） ２原设计防排水系统已基本损坏 。 （） ３施工 缝及 衬砌 裂缝 的存在 。 ４ 病 害整治 设计 ４ １ 整治设 计方 案 ．
拱背锚 杆锚 固及套拱 ：
：： 理不彻底 ； 幸 昝
（） ３衬砌混凝土强度不足 ； 长 ｕ ｍ 此类地段存在严重隐患 须彻底整治
。 ，
，
（） １衬砌混凝土有荷载裂缝 ， 不密集 Ｂ类 （） 背 围岩 较 差 ， ２拱 施工 中发生 小塌 方 ， 理 不彻 处 （） ３ 衬砌混凝土强度不足 ； 长 ５ ７ （） 背充 填不 密实 ， ０ｍ ４拱 或有空洞 ； 此类地段结构安全仍存在较大隐患
２ ３ 衬砌混 凝 土强度 ．
采 用 回弹仪对 隧 道 衬砌 混 凝 土 强 度进 行 检 测 。其
＊ 收 稿 日期 ：０ ｌＯ —２ 修 回 日期 ：０ １０ —８ ２ １—３２ ２ １—４０
第一作者简介 ： 孙雪莲 （９ １）女 （ １８ 一， 汉族） 天津人， ， 工程师 ， 从事隧道工程技术工 作， 重庆交通大学建筑 与土木 工程学院在读硕士研 究生 ， 研究方 向： 隧道工程。
降低 隧道 结构 安全度 、 用功能 的前提 ， 使 隧道病 害整 治设计 必 须达 到彻 底 整 治 、 留后 患 的 目的 。通 不
过 某 隧道病 害处 治工程 的设计施 工 实例 ， 隧道病 害现状 、 害成 因 、 害整 治设 计 、 工 方案和 注意 从 病 病 施
事项等进行 了详尽分析， 对山岭公路 隧道病害整治方法与措施获得 了相应的经验 ， 以期为相似工程提
（） ３ 隧道衬砌表面大部凹凸不平 。 ２ ７ 隧道渗 漏水 情况 ． 全隧道渗漏水严重 ， 大部分施工缝、 裂缝出现漏水 ， 施 工缝尤 为 严 重 ， 的渗 水 带 出泥 浆 。路 面 也 多 处 冒 有 水 。总体 上该 隧道 病 害严 重 、 响 隧 道行 车 安 全 ， 须 影 必
设计 要 求 ， 在 个 别 坍 方 段 未 达 到 设 计 衬 砌 厚 度 的 但 １ ２ ｍ的要求 。 ．０ ２ ２ 衬砌 密 实情况 ． 在一 些地 段衬砌 呈现 出分层 结构 ， 存在 裂缝 和蜂 窝
《 路 隧 道 设 计 规 范 ￣Ｔ ０ ６ ９ 公 Ｊ Ｊ ２ — ０进 行 设 计 。 本 隧 道 均 采 用 复合 式 衬 砌 ， 喷 支 护 衬 砌作 为 初 期 支 护 、 锚 模 注砼 衬 砌 作 为 二 次 支 护 。隧 道 防 排 水 采 取 “ 排 以 为 主 ， 、 结 合 ” 治 理措 施 ， 期 支 护 与 二 次 衬 砌 防 排 的 初 之 间 设 有 防 水 层 。隧 道 限 界 宽 １ ． ５ 净 限 界 高 ０ ２ ｍ、 ５ Ｏ 隧 道 内 轮 廓 采 用 单 心 圆 断 面 ， 道 净 宽 ． ｍ； 隧
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西部探矿工程
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中边墙 约 ２ ～ ２ 低 于 ２ＭＰ ￣ 脚 约 ５ 低 于 ６ ８ ５ ａ墙 Ｏ ２ ＭＰ ； 顶 约 ８ 低 于 ２ＭＰ 。 ５ ａ拱 Ｏ ５ ａ ２４ 拱 背 回填及 空洞 ． 在 隧道径 向探 测深 度 ４０ 范 围 内 ， ．ｍ 围岩 中 局部 存 在 一些空 洞 、 松散 区或 称欠密 实 区 。
级 ） 地 下水 为裂隙水 。 ， １ ２ 原 隧道 设计情 况 ． 该 隧道 属 单 洞 双 向 隧 道 ， 长 ８ ０ 原 设 计 按 全 ８ ｍ，
１ ． ｍ、 ０ ３ 净高 ７ ４ ｍ。设计 为一直线 隧道 ， ．７ 隧道纵 断 面 为 人 字 坡 ， 形 竖 曲线 半 径 Ｒ＝２ ０ ０ 凸 ＝ ０ ０ ｍ。 隧 道 洞 ＝ 内照 明 按 三 级 调 光 设 计 ， 白天 晴 天 、 即 阴雨 天 和 夜 间 照 明 。隧 道 按 纵 向式 通 风 但 未 实 施 ， 用 自然 通 风 采 运 营 ； 道 内没 有 设 消 防 设备 洞 。 隧 １ ３ 隧道 施 工情况 ． 隧道施 工 中 ， 共处 理 大 小塌 方 ５次 ， 中 ３处塌 方 其 坍至 地表 ， 通过 ４个 断层 ， 工 期 历 时 ｌ 个 月 ， 中正 施 ８ 其 常掘 进时 间只 有 ６ 月 ， 余 １ 月 均在 处 理塌 方 及 个 其 ２个
表 １ 三方案技术经济 比较
隧道左、 右侧墙有竖 向及纵斜 向裂纹， 裂纹宽度约 为 ０ １－ ． ｍｍ， 约 ６ ． －０ ３ － 共 ８条 （ 目测 ） 。竖 向裂 纹 一 般 在 施工缝附近 ， 纵斜向裂纹侧墙较多 ， 大部分 为微 裂纹。 隧道 拱部 环 向裂纹 均发 生在施 工缝 附近 ， 沿隧道 纵 向均 布 。纵 向 、 向裂 缝 在 进 出 口地 段 及 塌 方 地 段 较 为 密 斜 集， 隧道 中段拱 部裂 纹相 对较 少 。
通过 不 良地质 段 。 ２ 病害现 状 ２ １ 衬砌 厚 度 ．
采用 ＳＲ－ ２ ０ 地质 雷达 对 隧道 衬 砌 厚 度检 查 Ｉ － ０ ０型 发现 ， 衬砌 厚度 均在 ０ ４ ｍ 以上 ， 洞 口两端 和 洞 内坍 ．０ 在
方段 达到 ０ ８ｍ 左 右 ， ．０ 个别 点达 到 １０ｍ， ． ３ 基本 达 到 了
—
病 害段 底 ；
（） １拱部打设 中空 注浆锚 杆 ， 对衬砌 背后岩 体或 充填 区进 行锚 固， 提高其稳定性并 自成拱 ；
（） ２ 原衬砌表面清洗干净后铺 挂 Ｐ ＶＣ防水板及无纺布 ； （） ３ 浇注 Ｃ ５ ２ 钢筋混凝土套拱 ， 套拱 中设置钢筋 ， ２ ｃ 厚 １ｍ 施作套拱 ：