四角山隧道病害特征及原因分析与处治方案研究

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上鼓 不小 于 1 c 裂 缝 宽不 小 于 2 m, 面 板 破 碎 0 m, c 路
由于多种 原 因 , 隧道 在 20 年 前施 工一 段 时 该 02 间后 停工 , 换施 工 单 位 , 重 新设 计 , 次进 行 了 更 并 再
施 工 。停 工 后 局部 ( +5 9 + 5 0 5 段 衬 砌 背 K0 2 ~ 9. ) 后 存在 较大 、 高 空 洞 , 岩 裸 露 时 间 长 达 1年 之 较 围
类分段 提出处治 方案 , 为我 国公路隧道建设 的投资 、 管理和养护等提供参考 。



起 点 , 号 K0 0 ; 桩 +00 以垄 滩端 洞 口为终 点 ; 号 K0 桩
+ 8 8 。 7[
上世 纪 9 代 后 期公 路 隧 道 进 入 了高 速 发 展 0年
时 期 , 止 2 1 年 ,全 国 公 路 隧 道 7 8 座 , 截 00 34 5 2. k 1 2 6 m。其 中 , 长 隧
秦之 富 , 等 四 角山隧道 病 害特征 及 原 因分析 与处 治 方案研 究
仰拱 。
树脂 灌缝 胶 封 闭裂 缝 , 阻止 其 进 一 步 发 展 。低 压 注
浆法 的施 工 工序 为 : 缝清 理一 粘贴 注浆 嘴 、 闭裂 裂 封 缝一 试注 一 配制 注浆 液一压 浆一 二 次注浆 一 清理 表
射 混凝 土 厚 2 c 2 b工 字 钢 , 5 c 纵 向 采 用 6 m, 0 @ 0m,
围岩 荷 载增加 。同时 结 构 承 载力 不 足 , 致 衬 砌 开 导 裂剥 落 隧道支 护 。结构 下沉 , 挤压 路 面 , 引起 路 面鼓
起 开裂破 坏 。
02 2钢筋 联接 , 向 间距 为 10m。 环 0c
形破 坏 。
图 7 衬砌 换 拱 衬砌 断 面 设 计 图 ( 位 :m} 单 c
( ) 先对 拆换 段采 用 2 b工 字钢 作 临时 支撑 , 1首 o
衬砌 采用 机械 拆除 , 不得 爆破 。
( ) 砌拆 除前 在拱 部 1 0范 围 内施 做 0 2 2衬 2。 4 钢
() 6 由于 当时设 计施 工技 术水 平低 , 防排 水系 统
车。
3 隧 道 病 害 特 征
四角山隧道病 害主要是衬砌开裂 、 衬砌错 台剥
落 、 面隆起 开裂 和渗 漏 水 。本 文 以酉 阳端 洞 口为 路

2 ・ 0
公 路 隧道
5 1 衬砌 拆换 .
21 0 2年 第 1 ( 期 总第 7 7期 )
4 隧道 病 害原 因分 析
() 4二次衬砌采用 C 5 2 钢筋混凝土厚 5 c 主 0m,
筋采用 0 2 纵 向间距 2 c 2, 0m。 5 2 增设 或拆 换仰 拱 .
5 病 害处 治 方 案
根据 病 害原 因 和病 害 严 重 程度 , 隧 道各 段 进 对 行分类 、 段 , 有 针 对 性 地 采 用 不 同 的处 治 方 案 , 分 并
的国家。近十年来我国公路隧道建设技术也得 到了
突飞猛 进 , 技术 E益 更新 , t 同时在 隧道 高速发 展过 程
中, 由于各 种原 因 , 也给 已运 营 的隧道 留下 了较 为严 重 的安全 隐 患 , 别 隧 道 在 建 成 通 车 不 到 1 个 O年 时
+5 2 。裂缝 特 征 : 裂 缝 以纵 、 向为 主 ; 7段 ① 斜 ②
管径 向注浆 , 一50m, 8c I 0 c @ 0m×8 c 梅 花 形 布 0m,
置 。
() 3 初期 支 护 : 8钢 筋 网 , 2 c ( D @ 0 m×2 c R2 0 m; 5
中空注 浆锚 杆 , L一3 0m,@ 8 c 5c 0 m×5 c C 5喷 0 m; 2
3 1 隧道 衬砌 裂缝 .
该 隧 道衬砌 裂 缝 主 要 表现 为斜 向和 纵 向裂 缝 ,
在局 部段 边墙有 少 量 的环 向裂缝 。裂缝 较严 重 段为
+ 3 5 + 3 5 + 4 0 + 4 0 + 4 5 + 5 5、 5 5 3 5 、 0 2、 74 2 + 6

隧 道 11 28座 , 22 .k 是世 界 上公 路隧道 最 多 长 0 0 8m,
() 1 隧道 围岩地 质 条 件 较 差 , 要 为 炭质 页 岩 , 主 少 部 分为砂 岩 、 泥岩 、 灰岩 , 节理 发 育 , 散 、 碎 , 松 破 围
K0 O ~ +4 0和 K + 5 0 +5 5段 、 砌 +4 0 2 0 14 9 衬
开裂严 重 , 缝 对 衬 砌 进 行 交 叉 切 割 , 缝 错 台 张 裂 裂 开, 混凝土 可 能剥落 , 衬砌 结构 失去 承载 能力 。考 虑 该 隧道为 地方公 路 隧 道 , 道 内经 常会 有 行 车 和 摩 隧 托 车行通 行 , 同时该 隧道 的净 空 不 大 , 别是 K + 特 0 5 9 +5 5原套 拱段 已侵 入 建筑 限 界 , 原结 构 进 2~ 9 对 行 加强 的方 案基本 无 法实施 , 达不 到结 构要 求 , 或 同 时再套 拱 已没有 空 间 , 此 以上 述 段 采 用拆 换 衬 砌 因 及 初期 支护 方案 。 根 据调 查 以上段 落 围岩 松 散 , 要 开 孔 围 岩 松 只
3 2 路面 隆起开 裂 .
页理发 育 , 围岩 质 软破 碎 , 结构 松 散 , 有 少 量 地 下 且
水, 隧道开 挖过 程 中大 型坍塌 时有 发生 , 以成洞 。 难
该 隧道 + 1 7 +3 5段 路 面 开裂 破 坏 较严 重 , 9~ 1
其 中尤 以 +17 +2 5和 + 2 5 +3 5段 最 为 严 9~ 3 6~ 1 重 。路 面开 裂破 坏 特 征 : 路 面 裂 缝 以纵 向开 列 为 ① 主 , 向裂 缝对 路 面板 进 行 切 割 ; 路 面鼓 起 开 列 , 横 ②
3 3 隧道渗 漏水 .
20 年初 发 现该 隧道 衬砌 结 构 开 裂错 台 , 凝 09 混 土剥 落掉块 、 面 隆起 开裂 和隧道 渗漏 水等 病 害 。 路
该隧道渗漏水主要 表现为边墙局部渗漏 , 局部
衬 砌裂 缝渗 漏 和施工 缝渗 漏水 。在 枯水 季节 该 隧道 渗 漏水 基本 不会 对行 车造 成影 响 , 在雨 季 , 但 由于洞 外地 表水 往 洞 流 , 时 洞 内渗 漏 水 增 大 , 影 响 行 同 会
做到有 的放 矢 , 到好处 。本次 的处 治方 案如 下 。 恰

对 隧 道路 面及 路 缘 石上 鼓破 坏 段 , 据原 因分 根 析 , 段基 础承 载 力不 够 , 构 整体 下 沉 , 路 面 和 该 结 对
路缘石形成挤压上鼓 , 隧道仰拱充填或路面底部基
础 等存 在不 密实 现象 。对 这些 段落 进行 增设 或拆 换
大 , 利 于隧道 支 护结构 受力 。 不 () 4 隧道施 工 质量控 制差 : 隧道采 用小 模板施 ①
工 , 部衬 砌混 凝 土强 度低 , 局 最小 的强 度 为 1MP ; 5 a
②二 次衬 砌厚 度不 均匀 , 衬砌 厚度 严重 不足 , 足设 满 计 厚度 的衬 砌 约 占 5 . 最 薄 的 只有 7 m, 砌 8 64, , o c 衬 欠 厚大 部分 在拱 部 ; 支护 结构 背后 空洞严 重 , ③ 全隧 道 共发 现 1 8 二次 衬砌 背后 和初期 支护 背后 空洞 7处 或 不密 实 区 , 长 的达 到 2 m, 导致 围岩 松动 范 围 最 7 这 增大 , 松散 围岩荷 载逐 渐 增 大 ; 衬砌 配 筋 率 不 够 ; ④
( 0 +4 0拱部 裂 缝 错 台 张开 不 小 于 3 mm) +4 0 2 0 ,
在拱 部形 成半 圆形 , 局 部 混 凝 土 存 在 剥落 的 可 能 使
( 1 图4。 图 ~ )
座单 洞双 向双车道 隧道 , 为 8 8 长 7 m。隧址 区地 质
情 况 复杂 , 穿越 段主 要为 页岩 、 炭质 页岩 , 围岩节 理 、
⑤ 钢筋 布置 不合 理 , 护层 厚度 不均 匀 , 部钢 筋 已 保 局
外露 。 ( ) 于 隧道 基 础 承 载 力 不 够 , 面 底 部 不 密 5由 路
实 , 仰拱 或 仰 拱 施 工 质 量 差 , 不 成 整 体 受 力 结 无 形 构 , 结构 整体 出现 下沉 , 面和路 缘石 受挤鼓 起变 使 路
散 体就 会塌 下来 , 因此 拆 换前 必须 先 进 行 围岩 注 浆
加固, 然后 再 进 行 拆 换 ( 7 。衬 砌拆 换 参数 及 施 图 )
工工 序如 下 :
2次施 工在 第 1次 施 工 基 础上 进 行 了加 强 , 同时局 部段 落 围岩 暴 露 时 间长 , 围岩 松 散 区 增 大 , 载增 荷
不工 作 或不 能正 常工 作 , 砌 背 后 的地 下 水 不 能 及 衬
时排 出 , 形成水 压 力 , 加结 构荷 载 。 增 综 上所述 , 隧 道衬 砌 开 裂 的主要 原 因是 围岩 本 地 质条件 差 , 由于 地 下水 和支 护 结 构 背后 空 隙原 因 围岩产 生流变 , 引起 围岩 松散 区和塑性 区范 围增 大 ,
已无 整 体 结 构 ; 路 缘 石 被 挤 出 破 坏 , 鼓 不 小 ③ 上 1 c 边 沟破 碎严 重 ; 0m, ④该 段衬砌 有 少量 裂缝 ( 5 图 、
图6。 )
久, 大部 分 衬 砌 结 构 开 裂 , 基 本 失 去 承 载 能 力 。 已
20 0 2年重 新施 工 时对该 段 病 害进 行 了系 统处 治 [ , 1 ] 隧道 于 2 0 年 元月竣 工通 车 。 03
运 营安全 。
+5 2最 长 的约 4 m) 在 尾 部 发 展 成 多 条 裂 缝 , 7 2 ,
呈帚状 分 布 , 缝 宽 度 较 大 ( 7 ~ + 5 5段 最 宽 裂 +4 5 2
2 工 程概 况
四角 山隧道 是重 庆市 酉 阳至龚滩 二 级公路 上 的

约5 mm)⑤ 局部 裂缝伴 有 渗漏水 ; 裂缝 错 台 张开 ; ⑥
裂缝 呈组 出现 , 平 行 发 展 , 且 同时 又 在局 部 交 叉 , 对 结 构形成 交叉 切 割 , 坏严 重 , 破 使结构 基 本失 去 承载
能力 ; ③裂 缝 主要 分 布于拱 部 ; ④裂 缝 发展 长 ( 3 +50

间, 出现 了严 重 的病 害 , 已严 重影 响到 其使 用功 能 和
岩压 力较 大 , 施工 过程 中多 次发 生塌方 事故 。 在
( ) 资 建 设 管 理 缺 陷 : 隧 道 为 地 方 公 路 隧 2投 该 道, 地方管 理 对隧 道本 身认识 不 够 , 同时受 地方资 金 短 缺影 响 , 设 资金少 , 建 原设 计单 位 和施 工 单位基 本 无 隧道设 计 和施 _ 经验 , T 隧道设 计结 构支 护偏弱 , 结 构设 计 不合 理 , 隧道施 工方 法不 当 , 引起 围岩荷 载增 大 , 本身 已偏 弱 的结 构 , 使 承担更 大 围岩荷 载 。 ( ) 隧道 在第 1 3该 次施 工后 , 因种 种原 因中途停 工 , 换施 工单 位 , 重 新 设 计 。根 据 资 料显 示 , 更 并 第
公路隧道
2 1 年 第 l 总第 7 期) 02 期( 7
四角 山隧道 病 害特 征 及原 因分 析 与 处治 方 案研 究
秦之富 谢 锋
406) 0 0 7 ( 招商局重庆交通科研设计 院有 限公 司 重庆
摘 要 关键 词
本文对重庆四角山隧道病害特征进行综合阐述并分析其病害原因, 根据病害产生原因及其病害特征分 隧道 病害特征 分析 处治方案
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