隧道围岩病害及处治

隧道围岩病害及处治（精选8篇）

隧道围岩病害及处治 第1篇

九连山隧道位于连平县城东南约十八公里的九连山西侧，行政区划属连平县元善镇大埠管理区和坳肚管理所辖，九连山隧道为灯官线连平至忠信段改建工程的一部分，隧道建成后改善了路线条件，可缩短营运里程9.4公里，免除了坳肚高峰(海拔720米)恶劣气候对行车的阻挠，增进行车安全，提高行车速度，经济效益十分显著。隧道投入使用已多年，由于该部位断层裂隙发育，裂隙水在排水不畅的情况下，造成接触缝等施工薄弱环节处渗漏水。降低衬砌承载力，对照明设备保养，运营期间的安全等造成极大危害。

隧道所在地区地面标高均在500米以上，地势自坳顶往东两侧降低，九连山主体在区内呈近南北走向，山岭标高797～925米，相对高差300～450米，构成磨刀坑与坳顶两水流域的分水岭，两侧均为陡倾斜的单斜山坡，东侧较陡(坡度大于40°，局部可达50°)，两侧略缓(30°～40°)。山顶呈长条状或椭圆状，两侧发育成“V”形谷，沟床纵坡陡峭，大部分坡度大于50°，局部达70°～80°，沿沟谷形成多处跌水陡坎，形成小瀑布。区内四季常绿，混交林生长茂盛，水土保持良好。

2. 渗漏水病害原因调查分析

据调查分析：九连山隧道纵向漏渗水施工缝112条，约2240米，横向施工缝漏、渗水段1400米，不连续漏、渗点6000点，漏渗水程度不一样;渗漏水除主要为施工工作缝外，尚有部分水平裂缝及渗漏点，渗漏水程度不一致，整体上看，渗漏水量的大小与裂缝的发育及隧道施工质量有直接关系;路面渗漏水地段，衬砌施工缝渗漏水小，渗漏水缝也少。路面渗漏水主要分布在中部，渗水点主要在施工接缝处。

综合分析认为造成隧道渗漏水的主要原因有：

(1) 隧道内的渗漏水具有补给来源, 受季节变化影响补给量, 雨季渗漏水量大, 冬季渗漏水量小, 说明渗漏水水源与地面有密切联系。

(2) 渗水位置主要是施工接缝，说明接触缝的防水效果极差。

(3) 根据地质资料分析雨季时地面水渗入裂隙节理发育的地表，再通过断层作通道流到隧道顶部，由于隧道排水系统不畅，形成一定压力的承压水，在地下水压力的作用下，施工缝是比较薄弱的环节，因而造成施工缝普遍渗漏水。

(4) 路面渗漏水比较多的地方，衬砌施工缝渗漏水比较少，说明排水顺畅对衬砌具有良好的保护作用，否则会严重损坏衬砌的施工缝。

3. 渗漏处治方案

3.1 水泥注浆

3.1.1 材料：

普通硅酸盐32.5R水泥，水泥颗粒越细越好。

3.1.2 钻孔：

注浆孔用Φ36台钻成孔，纵向孔距依据渗水情况采用5～10米，钻穿衬砌砼层，横向选择择漏水较严重的接触缝进行注浆。注浆管采用Φ20镀锌管，用快速固结胶泥固定，使用压力清孔检查注浆管埋设是否稳固及其连通性。

3.1.3

水泥浆液水灰比采用先稀后浓, 水灰比控制在0.6～0.75。用BW400/40注浆泵注浆。注浆压力控制在0.2～0.5MPa。注浆顺序:重直向从下往上, 水平向从上游往下游。注浆量控制在每条缝3～4吨水泥, 对吸浆量较大的地方, 采用间歇灌浆, 以免水泥浆跑得太远, 目的主要是填满施工接缝。

3.2 渗漏堵水注浆

3.2.1 材料选择：

(1）选用丙凝高分子灌浆材料，该材料具有以下特点：

(1) 粘度低、粘度接近水、该材料可灌入任何渗漏水的微细通道中。

(2) 固化时间可控制，浆液固化时间可在几秒至几十分钟调整。当浆液灌入漏水的通道中瞬间固化，有效堵住渗漏。

(3) 固结体耐老化性好，不受酸、碱、细菌侵蚀，抗挤出能力强。

(2）选用环氧糖叉丙酮材料作为接触缝止水带的补充灌浆材料及封口材料，该材料有以下特点：

(1) 具有优良的渗透性能及良好的粘接性能(粘结力1.7～2.8MPa)，可将止水带与砼粘紧密。

(2) 固结体强度高 (抗压强度≥30Mpa) 。

(3) 耐老化性能良好。

3.2.2 堵漏施工：

(1) 沿裂缝凿“V”字形槽，并清除砼裂缝碎物，“V”型槽宽3～6cm，深2～4cm。

(2) 沿裂缝每隔30～50cm设置注浆嘴。封口材料采用速凝材料进行封缝压实抹平，漏水较大处沿裂缝铺设少许棉纱形成注浆通道，再用速凝材料封缝，并利用灌浆嘴导出裂缝中的水，必要时灌浆嘴加密至25cm一个。

(3) 把水压入灌浆嘴中，压力为0.2～0.4MPa，观察封缝的严密性，相邻灌浆嘴是否连通。

(4) 将配制好的丙凝材料压入裂缝中，待邻近灌浆嘴出浆并保持一定的压力终灌，连通第二个灌浆嘴，经此重复，当裂缝较宽、较深时，加压时间稍长，使浆液充满该段缝隙。

(5) 注浆顺序:垂直向从下往向, 水平向从下游往上游。

(6) 为使浆液挤出裂缝中水流及克服缝壁阻力，灌浆压力应适当加大至0.5MPa。

(7) 堵水完成后需表面补强的接触缝采用环氧糖叉丙酮材料处理，曾经漏水的干缝或点用该材料注浆处理。堵浆完成后，用高渗透结晶型高分子材料处理表面。A.环氧糖叉丙酮材料表面处理宽100mm，厚1.2mm;B.再采用高渗透结晶型材料表面处理宽150mm，厚1.2mm。

3.3 降排水施工

(1) 降排水孔：降排水孔设于隧道两侧排水沟底，钻孔直径130mm，孔深5米。成孔后，在钻孔下部4.8米深回填2～3cm碎石，顶部20cm采用透水土工布制成Φ130mm袋装粗砂填塞。

(2) 布孔：孔距3米，对于部分不渗漏水地段可适当调大孔距，部分漏水较大地段可适当加深加密钻孔，设计总量不变。

(3) 排水：隧道周边裂缝水通过降排水钻孔流入两侧水沟排出。

(4) 降排水孔采用XY-100型回转钻机成孔，孔内沉渣厚度不得大于10cm，孔壁必须清洗干净。

(5) 碎石规格2～3cm，选用干净碎石，如碎石中夹石粉或泥浆应高压水洗干净。

(6) 施工前采用三角堰计算出隧道涌水量、排水、降水孔完成后采用同样方法计算隧道涌水量。

4. 结语

隧道工程衬砌的病害处治论文 第2篇

3结束语

综上所述，对于隧道工程衬砌施工操作的有效落实，重点加强对于各个基本流程的关注和控制是必不可少的，尤其是对于初期支护以及永久性支护处理，更是需要进行严格把关，综合提升其混凝土材料应用价值，保障衬砌施工效果。

参考文献

[1]刘世元.隧道工程衬砌及病害处治研究[J].建材与装饰,,(19):272-273.

[2]华立辉.浅析隧道工程衬砌及病害处治[J].建筑知识,2016,(01):79-80.

[3]刘燕鹏,缑婷,田正,蔺虎平,李祥.公路隧道运营期衬砌病害分析及对策研究[J].公路,,(10):257-263.

[4]刘海京,郑佳艳,林志.公路隧道裂损病害快速加固及修复技术探讨[J].公路隧道,,(01):16-19.

[5]刘海京,郑佳艳,程崇国,黄伦海.大坂山隧道病害处治工程工艺设计与实证分析[J].重庆大学学报,,(12):138-143+150.

隧道围岩病害及处治 第3篇

【关键词】高速公路;隧道;病害成因

随着我国国民经济的快速稳定发展，对交通运输的需求量和等级要求越来越高，高等级公路、铁路的建设蓬勃发展，修建的隧道数量越来越多。但是由于设计、施工、地质等各方面的原因，导致一些隧道产生结构变形、开裂、错台、渗漏水等病害，大大降低了线路的级别，并威胁到安全运营，情况严重的使隧道失去使用价值，给国民经济带来巨大损失。

1.高速公路隧道病害种类和成因分析

据有关资料统计，目前高速公路隧道病害主要表现在：严重渗漏水、结构衬砌的腐蚀裂损、仰拱或铺底的变形损坏导致路面的破坏。几乎所有的隧道病害都与渗漏水有着直接或间接的关系，隧道结构的缺陷给隧道渗漏水提供了通道，隧道渗漏水的长期作用又会加剧隧道侵蚀破坏，特别是在围岩有地下水并具有侵蚀性的情况下，对衬砌和隧道设备的腐蚀更加严重。在运营期间，地下水常通过混凝土衬砌变形缝、施工缝、裂缝甚至混凝土孔隙等通道渗漏进隧道中，造成洞内通信、供电、照明等设备处于潮湿环境而发生锈蚀、霉烂、变质、失效，若使路面积水，就会改变路面反光条件，引起眩光，造成车辆打滑，危及行车安全。

1.1选线不当引起的病害

由于复杂的地质、地形条件，造成崩塌、落石、滑坡、泥石流等病害大量发生，经常造成洞口堵塞、衬砌开裂、泥石流倒灌，导致铁路运输中断，修建明洞的工作从未停止过，有的明洞接长不止一次，一遇雨季仍经常出现险情，中断行车，最后只好改线绕行。

1.2设计不合理可能预留的隧道病害

作为地下工程的隧道，其设计理念与地面工程不同，应该采取动态设计理念，动态设计是新奥法施工的精髓所在。无论在铁路隧道施工中，还是在公路隧道施工中，对设计参数的调整或变更多数仅依据围岩级别，只有少数根据监测的动态数据参数进行调整；一般来说，出现目前意义上的设计变更，通常是出现了大的塌方、变形、断层、涌水、溶洞、煤系地层（或瓦斯）等情况，在隧道施工中距离真正意义上的动态设计还有一定差距，因此，难免由于设计上的缺陷增加了隧道病害出现的可能性：

1.2.1设计断面形式不合理。如铁路隧道Ⅲ、Ⅱ、I级围岩一般采用直墙断面、不设仰拱，若有膨胀性夹层或遇水易软化的围岩，尤其是这些不利岩层处于边墙部位时，若仍采用赢墙，边墙根可能出现开裂现象，遇水易软化的围岩有可能造成边墙基底承载力不足，产生不均匀沉降，出现裂纹（裂缝）或错台。

1.2.2初期支护能力不足，造成坍塌、变形过大或使二次衬砌承受较大围岩压力。

1.2.3二次衬砌安全储备不足，如有些隧道施工中出现了比较大的坍方，二次衬砌仍采用素混凝土，造成运营后素混凝土出现裂缝。

1.2.4排水设计不合理。对具有膨胀性、遇水软化围岩，应设置仰拱和深排水沟，事实上多数基底出现翻浆冒泥病害的隧道均存在基底积水、排水不畅等问题。

1.2.5未充分考虑混凝土的防腐蚀性，这主要是由于对地下水的腐蚀性调查不清楚造成的。

1.3施工不当预留的病害

1.3.1回填不密实或存在空洞，由于超挖或坍方，没有按规范认真做好回填或压注浆工作，造成初期支护与围岩之间留有较大范围的空隙，尤其是拱部；或二次衬砌浇筑原因使拱部或拱腰出现局部脱空现象，或混凝土振捣不密实。由于不密实或存在空洞，形成积水空间，使隧道出现渗漏水，或使隧道与围岩不能形成一个有机整体，不能很好发挥围岩的弹性抗力作用。

1.3.2施工中的偷工减料，造成塌方，而对塌方处理不彻底，预留不密实、脱空等缺陷。

1.3.3施工中的偷工减料，如锚杆数量、质量不符合设计要求，造成初期支护不足或支护安全储备减弱，预留安全隐患。

1.3.4由于欠挖或变形过大，造成二次衬砌厚度不足。

1.3.5所选防水材料不合格（不合理）或防水板的铺设存有缺陷造成隧道渗漏水。

1.3.6所选水泥不合格或混凝土配比不合理，造成二衬混凝土强度不能满足设计要求。

1.3.7混凝土骨料不合格，造成强度不足或不能满足设计的特殊要求，若采用人工机制砂、石，除对骨料进行力学试验外，还应进行各种成分含量分析。

1.3.8在石灰岩地区特别应注意地下水，尤其是裂隙水的水质化验，检验地下水是否具有腐蚀性。边沟的水没有腐蚀性，裂隙水未必不具有腐蚀性。

1.3.9在遇水软化的围岩中，隧底浮碴未清理干净就浇注仰拱或铺垫层，易造成隧底翻浆冒泥。

1.4维护不当引起的病害

1.4.1洞外排水系统遭破坏，未及时修复，可能使或增加隧道渗漏水的可能。

1.4.2洞内水沟被堵，造成基底积水，可能使基底围岩软化，产生翻浆冒泥。

1.4.3对出现的小的裂纹（缝）、小（少）的渗漏水重视不够，或预见不足，未能采取有效措施，遏制其发展。

1.4.4对已出现病害的隧道，或病害原因分析不清楚，或处理措施不当，或处理不彻底，造成病害继续发展，形成更大的病害或形成危害。

2.隧道病害整治技术

2.1注浆加固堵水技术

注浆作为加固围岩的一种手段，在隧道病害治理中所起的作用主要表现在加固地层以提高围岩的承载力和充填衬砌背后空洞使衬砌均匀受力，从而达到阻止衬砌结构继续变形或破坏。同时，浆液能充填岩体裂（孔）隙（洞），降低地层透水系数，同时能够修补衬砌混凝土结构裂缝达到加固和阻水的双重目的。通常采用的浆液有普通硅酸盐水泥或特殊)液浆、水泥水玻璃双组份浆液及化学浆液等。

2.2锚杆支护技术

锚杆具有悬吊作用、组合粱作用、紧固作用及均匀压缩拱作用，在隧道结构产生病害部位安设锚杆，可有效提高围岩的整体承载能力，将已产生裂纹的衬砌混凝土与已加固的围岩结合在一起，阻止衬砌结构的进一步破坏。

2.3套衬技术

病害治理中如衬砌产生的裂缝不密集，尚不足以危及隧道结构安全，经加固后仍有较强的承载能力，而且存在净空断面缩小的余地，在安设锚杆、注浆加固的基础上，可以考虑施作套衬。套衬就是在既有衬砌内表面再灌注一定厚度的混凝土，与既有衬砌共同承担围岩压力。套村可以有效地阻止既有衬砌进一步裂损变形，同时可起到防水的作用。

2.4结构抽换技术

隧道衬砌结构如果裂缝交错分布，密度较大，并伴有片块剥落，严重错台，侵入净空限界，使原衬砌失去使用功能，则应考虑拆除旧的衬砌结构，重新施作新的衬砌。结构抽换过程中，必须采取如下措施，保证施工和隧道结构安全。

①架设钢架支撑，抑制结构变形发展；②注浆加固围岩，并利用注浆管悬吊既有裂损衬砌；③运用静态破碎及控制爆破技术拆除1日有裂损混凝土，并严格控制开挖进尺；④及时进行初期支护并加强监控量测。

2.5渗漏水引排技术

地下水在高速公路隧道病害成因中，是最活跃、最具破坏力的因素，隧道渗漏水病害治理难度最大，其治理效果能够综合反映隧道整治质量。对于从衬砌表面（主要在“三缝”部位）渗漏出来的地下水，必须配合采用引排技术治理。

3.结语

在隧道病害整治过程中，综合采用注浆加固堵水技术、结构抽换技术、中空锚杆加固技术、引排技术和软基袖阀式注浆加固等技术。尤其是对双连拱隧道进行注浆堵水过程中，采取普通水泥浆液和超细水泥浆液的配合使用，采用了注浆堵水结合引排水和单独引排水治理两种方案，目前来看，两种方案都达到了预期的效果。高速公路隧道病害整治要各种技术综合运用，由专业队伍来进行，治理的时机最好选择在通车前进行，要坚持一次根治、不留后患。

【参考文献】

隧道围岩病害及处治 第4篇

随着我省对修建山区高速公路的重视，公路隧道在最近几年已经开始渐渐走入人们的生活视线。但是，在工程修建期间，由于隧道在施工过程中往往带有太多的不可预见性，诸如地质变化……。等方面，因此，也导致了一些隧道病害的频繁出现，如结构变形、开裂、错台、渗漏水等病害，情况严重的，有些病害已经对过往车辆的行车安全带来了潜在的威胁。对此，隧道的病害问题不得不引起我们的重视，不得不让我们对其进行细致地探讨。首先，先让我们来了解一下公路隧道主要有哪些常见的病害类型，以及在防治这些缺陷病害时我们所应采取的一系列技术措施。

2 公路隧道病害类型及原因分析

据有关资料统计，目前我省高速公路隧道的常见病害主要表现在：严重渗漏水、结构衬砌的腐蚀裂损、仰拱或铺底的变形损坏导致路面的破坏。几乎所有的隧道病害都与渗漏水有着直接或间接的关系，隧道结构的缺陷给隧道渗漏水提供了通道，隧道渗漏水的长期作用又会加剧隧道侵蚀破坏，特别是在围岩有地下水并具有侵蚀性的情况下，对衬砌和隧道设备的腐蚀更加严重。在运营期间，地下水常通过混凝土衬砌变形缝、施工缝、裂缝甚至混凝土孔隙等通道渗漏进隧道中，造成洞内通信、供电、照明等设备处于潮湿环境而发生锈蚀、霉烂、变质、失效，若使路面积水，就会改变路面反光条件，引起眩光，造成车辆打滑，危及行车安全。

2.1 表面病害及非表面病害原因分析

公路隧道衬砌结构的病害一般分为表面病害和非表面病害两种。所谓表面病害即指肉眼可见的隧道病害，包括隧道衬砌开裂、严重错台及渗漏水等，非表面病害一般包括衬砌厚度不够，强度未达到设计标准及衬砌背后空洞等。

2.1.1 表面病害

衬砌开裂。主要成因有未能预料的外力作用造成开裂，施工方法不适当造成开衬砌开裂，混凝土收缩开裂。衬砌变形。主要成因有地质原因 (如软弱围岩、地层偏压及山体滑坡等) ，设计不完善，施工原因，其他人为的原因 (如在隧道附近取土采矿等) 。

2.1.2 非表面病害

衬砌混凝土厚度不够。成因主要有久挖，超挖末按规范要求回填。衬砌混凝土强度不足。成因主要有砂石料不合格，粗细骨料级配不合理，未严格按照混凝土配合比施工；施工中试件取样不规范。砌背后严重空洞。成因主要有超挖回填或未回填；坍方过大造成空洞；混凝土捣固不密；水灰比过大，混凝土干缩；两侧墙结构发生相对位移以至拱顶下沉。

2.2 隧道渗漏水原因分析

2.2.1 隧道开挖对地下水的影响

2.2.1. 1 隧道开挖引起围岩应力的释放和重分布，改变围岩的力学特性和水的泾流路线，使周围的水向隧道内汇集和积聚，隧道处于地下水的包围中，给隧道渗漏水创造了条件；

2.2.1. 2 隧道周围地下水渗流场的改变，进一步引起应力场的不断调整，可能引起的局部应力集中、地层不均匀沉降或滑移面活动都将对隧道结构造成破坏，使得衬砌结构出现裂缝等，形成渗漏水通道，使隧道产生渗漏水；

2.2.1. 3 隧道开挖可能引起的古滑坡复活或新滑坡、或矿产采空区失稳、或大的塌方、或大量失水后的地面沉陷以及地震或人为诱发地震等都会破坏隧道衬砌结构，引起隧道渗漏水病害。

2.2.2 混凝土施工中产生的渗漏水通道

2.2.2. 1 混凝土浇筑时水灰比过大，形成开放性毛细泌水管路；

2.2.2. 2 混凝土拌合物和易性不佳、混凝土质地不够均匀、水泥浆未能与骨料表面很好粘结、未能很好灌满捣实产生疏松层或留下各种形状的缝隙与孔洞，形成透水缝隙；

2.2.2. 3 衬砌混凝土材料中有杂物，腐烂后形成缝隙或孔洞。特别是在两环混凝土接缝部位，由于挡头板未拆除干净，腐烂后形成缝隙而漏水；

2.2.2. 4“三缝”处理不当，产生的漏水缝隙；

2.2.2. 5 防水板安装不规范，未处理好防水板的接缝和破损部位，导致渗水，排水管路堵塞，等等。

2.3 隧道衬砌结构破损原因分析

隧道衬砌结构破损是指隧道衬砌开裂变形、片块剥离以及大块坍落。其原因概括起来有地质原因 (如软弱围岩、地层偏压及山体滑坡等) 、设计不完善、施工原因和其他人为因素 (如在隧道附近取土、采矿等) 。其中反映在施工方面的问题比较普遍，如强度不足、厚度不够、模板变形、拆模过早及浇筑时机不合适等。但地质原因在衬砌结构破损成因方面起主要作用，尤其是地基不均匀沉陷和山体滑移错动。

3 公路隧道病害技术处治方案

人们早已认识到隧道病害对运营的严重威胁，只是限于条件，目前对高速公路病害隧道的治理，由于受行车条件的限制，大都处于治表为主的状况，修修补补，一段时间后旧病复发的很多。除非病害严重到危及结构安全才加以彻底整治，治理技术主要有以下几种。

3.1 注浆加固堵水技术

注浆作为加固围岩的一种手段，在隧道病害治理中所起的作用主要表现在加固地层以提高围岩的承载力和充填衬砌背后空洞使衬砌均匀受力，从而达到阻止衬砌结构继续变形或破坏。同时，浆液能充填岩体裂 (孔) 隙 (洞) ，降低地层透水系数，同时能够修补衬砌混凝土结构裂缝达到加固和阻水的双重目的。通常采用的浆液有普通硅酸盐水泥 (或特殊) 单液浆、水泥水玻璃双组份浆液及化学浆液等。

3.2 锚杆支护技术

锚杆具有悬吊作用、组合梁作用、紧固作用及均匀压缩拱作用，在隧道结构产生病害部位安设锚杆，可有效提高围岩的整体承载能力，将已产生裂纹的衬砌混凝土与已加固的围岩结合在一起，阻止衬砌结构的进一步破坏。

3.3 套衬技术

病害治理中如衬砌产生的裂缝不密集，尚不足以危及隧道结构安全，经加固后仍有较强的承载能力，而且存在净空断面缩小的余地，在安设锚杆、注浆加固的基础上，可以考虑施作套衬。套衬就是在既有衬砌内表面再灌注一定厚度的混凝土，与既有衬砌共同承担围岩压力。套衬可以有效地阻止既有衬砌进一步裂损变形，同时可起到防水的作用。

3.4 结构抽换技术

隧道衬砌结构如果裂缝交错分布，密度较大，并伴有片块剥落，严重错台，侵入净空限界，使原衬砌失去使用功能，则应考虑拆除旧的衬砌结构，重新施作新的衬砌。结构抽换过程中，必须采取如下措施，保证施工和隧道结构安全。

3.4.1 架设钢架支撑，抑制结构变形发展；

3.4.2 注浆加固围岩，并利用注浆管悬吊既有裂损衬砌；

3.4.3 运用静态破碎及控制爆破技术拆除1日有裂损混凝土，并严格控制开挖进尺；

3.4.4 及时进行初期支护并加强监控量测。

3.5 渗漏水引排技术

地下水在高速公路隧道病害成因中，是最活跃、最具破坏力的因素，隧道渗漏水病害治理难度最大，其治理效果能够综合反映隧道整治质量。对于从衬砌表面 (主要在“三缝”部位) 渗漏出来的地下水，必须配合采用引排技术治理。

结束语：

综上所述，随着我省高速公路在未来几年的迅猛发展，山岭隧道工程也将越来越多。但由于设计、施工、工程地质等方面的影响，促使已建及在建山岭隧道衬砌裂缝、渗漏水等病害现象时有发生，给隧道施工及安全运营带来极大的隐患。对此, 为防患于未然，隧道病害整治问题不容忽视。本人通过不断学习及实践积累, 对公路隧道的病害类型及特点总结如下：

公路隧道病害的形式主要有渗漏水和结构破损，其中渗漏水病害比较普遍；

公路隧道病害产生的主要原因有地质方面的、施工方面的、设计方面的和人为因素等，要认真地系统地分析；

公路隧道病害整治要各种技术综合运用，由专业队伍来进行，治理的时机最好选择在通车前进行，要坚持“一次根治、不留后患”的治理原则。

参考文献

[1]交通部重庆公路研究所主编《;公路隧道施工技术规范》;长江文艺出版社;1995年.

隧道围岩病害及处治 第5篇

1.1 地质状况

云南省西南某高速公路上的巴洒3号隧道地处横断山纵谷区南段,隧道区内沟谷交错纵横,山峦起伏,冲沟发育,地形较陡峻,其平均坡度大多近于30°～45°。巴洒3号隧道为单洞双车道隧道,隧道轴线走向为110.48°,隧道采用净宽为11.3 m、拱高为7.4 m的单心圆曲边墙结构。衬砌结构按新奥法施工原理设计,即采用系统锚杆、喷射混凝土、钢筋网、钢架组成的柔性初期支护[1]与二次模筑混凝土相结合的复合式衬砌形式(见图1)。

1.2 病害状况

本隧道围岩与勘测设计的地质情况基本吻合,施工过程中根据围岩监控量测资料调整过设计参数,施工一直较正常,初期支护收敛平稳。但在掘进310 m后出现围岩变形较大,左侧拱部常有围岩掉块现象发生。

2 病害分析

2.1 监控量测资料

根据施工图中的说明和该段地质超前预报,本段无灾害性地质情况,在施工过程中,本隧道按公路隧道施工技术规范[1]要求对初期支护进行拱顶下沉和水平收敛两项必测项目的监控量测,每20 m布设一个测设断面。在K21+545～K21+610段收敛不能稳定并且初期支护出现异常开裂变形时,增至每10 m一个测设断面。

测设频率:正常情况下按规范要求在测点布设后前15天每天测一次,第16天～第30天期间,每2天测一次,直至收敛变形趋于平缓。在K21+545～K21+610段出现异常情况后,对该段初期支护测点的测设频率加至每天测两次。变形结果见表1。

2.2 病害原因分析

1)初期支护的拱顶下沉和水平收敛,在上导坑的初期支护刚施作好及下导坑开挖时发生较大速率的线性变形,这是由于隧道开挖后,软质围岩不能承受开挖造成围岩在隧道内壁产生的急剧增长的高应力,而产生较大的塑性变形,释放应力。2)对于变形曲线已趋于平稳后突然发生大的变形现象,解释为初期支护施作后,与围岩共同作用,既让围岩发生必要的变形又阻止其发生松弛破坏性变形,达到平衡点时变形曲线趋于平缓。由于强降雨后,雨水下渗,软化围岩、减小岩体内摩擦力,也降低围岩强度,使围岩荷载变大。3)对于右侧壁水平收敛变形曲线出现的前期增大而后平缓甚至减小的异常现象,根据后面确定的该段受偏压作用可解释为在初期支护刚施工好时,隧道两侧均受主动土压力,产生向内的变形。4)最后出现的变形平缓是在停止掌子面掘进,采用内部钢拱架临时支撑后,变形曲线才趋平缓,但这时主要是临时钢拱架发挥作用,不能判断为围岩稳定。

3 隧道施工

根据隧道此段初期支护变形的异常现象,推测可能有明显地形偏压。通过用全站仪检测地表横断面,发现K21+530～K21+615段地表横坡陡峻。根据偏压隧道判断标准[2,3],K21+530～K21+610段隧道受偏压荷载,尤其以K21+545～K21+610段偏压影响严重。

3.1 施工方法

隧道施工进入设计的Ⅲ类围岩后,虽然掌子面围岩很破碎,掌子面开挖后,及时喷射混凝土封闭,掌子面尚能稳定一定时间,因此隧道施工选用长台阶法开挖支护。

按照长台阶法分部开挖,掌子面距二次衬砌施作面已大于1.5倍的开挖跨径,距掌子面距离大于1.5倍开挖跨度的初期支护变形已不受掌子面围岩约束。初期支护变形自由,初期支护由于刚度小,变形较大。下导坑开挖后,围岩和初期支护会发生向洞内收敛变形突然增大现象,围岩松动圈随之加大,造成左侧围岩主动土压力增加,变形进而增大。

3.2 综合分析

根据测设的地形横坡及覆盖层厚度,K21+545～K21+610段属于浅埋隧道,初期支护受偏压荷载作用,由于隧道埋深浅,岩体破碎均匀,围岩状态基本符合泰沙基理论假设条件,按偏压隧道荷载计算公式计算偏压荷载。

以K21+575断面为例:α=37.8°;h=9.47 m;H=24.25 m;H0=14.39 m;γ=18.4 kN/m3;φ=39°;θ0=15.6°;θ=27.3°。

可计算出:q0=0.212 MPa,q=0.282 MPa。

按偏压程度判断法[4]算出偏压率:P=1.69。

偏压率1.2<P≤2,属一般偏压,偏压荷载造成支护结构内应力极不平衡。

围岩节理裂隙发育,裂隙内充填软弱黏土质,裂隙节理面平面延伸大,且岩体走向与隧道轴线夹角、视倾角都不利于围岩稳定,结构面组合也不利于围岩稳定。由于掌子面左右两侧两种岩体分界明显,分界面与边坡的倾角基本一致,分界面上有厚层软塑状黏土层,隧道开挖后,山体有沿两种不同围岩滑动趋势,造成隧道初期支护左侧拱腰向洞内变形,右侧拱腰有向外变形的趋势,初期支护在偏压荷载作用下,左侧拱腰承受主动土压力作用,右拱腰受被动土压力作用,变形后承受主动土压力,由于隧道右侧覆盖层薄,围岩提供的被动土压力较小,右拱腰初支内切向压力σr值较小;而环向压应力σθ值较大,应力形成不利组合,导致右侧初支拱腰内表面承受非常大的压应力,因而出现拱腰喷射混凝土受压开裂剥离,拱架扭曲破坏[5]。

4 处治方法

1)洞外支护:在隧道上部及左侧地表打设ϕ70的钢管,长度至两种岩体分界面以下3 m～6 m,注水泥浆改良围岩,并阻止表层沿分界面滑动,减少偏压荷载。2)洞内支护加强:K21+545～K21+610段初期支护发生突变、收敛速率增大、初期支护多处开裂后,采用Ⅰ16工字钢钢架在初期支护内部按1 m间距进行加固支撑(见图2),由于K21+545～K21+560段起拱线处明显外凸,在该段采用4 m长ϕ42的花管按1 m×1 m梅花形布设进行注水泥浆加固围岩。K21+545～K21+610段拱顶左侧按1 m×1 m梅花形布设L=12 m长的自进式锚杆,进行注浆加固围岩并将初期支护拉锚于松动圈以外的岩体;拱顶右侧按1 m×1 m梅花形打设ϕ42×4的钢管注水泥浆改良围岩,给支护提供较大的被动压力平衡荷载(见图2)。

处治结果:注浆和打设长径向锚杆7 d后,逐榀拆除临时加固钢拱架,换拱过程中,水平收敛仍以每天1 cm左右的速度变形,起拱线处左右两侧均出现纵向开裂现象,施作二衬后,水平收敛稳定,结构稳定,再未出现开裂等异常现象。

5 结语

通过本文的总结研究认为偏压隧道宜从以下几个方面解决隧道偏压问题:1)隧道设计选线时尽量避开地形陡峭、岩体软弱、地质条件复杂的位置。2)隧道设计施工采取动态控制。3)分析调查清楚偏压产生的主要原因,针对性的调整设计、施工方案,合理采取辅助施工措施,避免偏压病害。4)根据隧道结构偏压变形的特征,偏压隧道必须有足够的刚度和强度,施工时坚持“先放后抗、及时施作二次衬砌”的原则。

参考文献

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[5]王立忠,郭东杰.偏压隧道二次应力场分析及应用[J].力学与实践,2000,22(4):25-28.

新建隧道病害处治加固技术 第6篇

关键词：隧道,衬砌,裂缝,病害整治

1 工程概况

重庆奉节至巫溪高速公路孙家崖隧道为分离式特长隧道, 左线长3 210 m (LK0+675~LK3+885) , 右线长3 255 m (RK0+615~RK3+870) 。隧道位于长江北岸, 处于四川盆地东部边缘、大巴山南缘与鄂西山地接壤地带。隧址区及其附近无区域性断层通过, 但隧道区分布有康家屋场滑坡和大坪滑坡群;隧道前半段洞身泥灰岩夹泥岩, 泥灰岩有溶蚀现象, 隧道后半段洞身分布有煤矿采空区, 洞口附近陡崖岩体有剥落掉块。隧道前半段围岩为巴东组泥灰岩夹泥岩, 强~中~微风化为主。后半段围岩以徐家河组砂岩夹泥岩为主, 夹炭质泥岩和煤线, 隧道施工中存在煤层瓦斯涌出的危害, 煤尘有爆炸危险性, 设计标高以上约40 m分布有煤矿采空区。隧道围岩以Ⅳ级、Ⅲ级为主, 洞口为Ⅴ级。

大坪滑坡位于隧道进口段, 分为前后两级, 前级分为东西两块, 整个滑坡宽约365 m, 垂直线路长约480 m, 滑坡滑动对隧道影响较大。其中左线浅埋段位于滑坡体内, 至大里程部分地段滑动面位于隧道拱顶;右线隧道基本位于滑动面附近, 至大里程段右线隧道埋深较深, 滑坡对隧道影响逐渐减小。

综上所述, 隧址区主要不良地质为滑坡、岩溶和煤矿采空区。

2 隧道病害原因及现状

孙家崖隧道进口位于大坪滑坡群地段, 2011年4月, 在连续降雨等自然因素影响下, 引发滑动面产生位移, 前级出现开裂变形, 已施工的抗滑桩桩背出现开裂变形, 之后裂缝继续向后发展, 导致坡体上出现多道裂缝, 部分房屋出现变形, 期间滑坡的右侧界变形逐渐加大。此外, 造成孙家崖隧道已施工完经过滑坡体段落初期支护、二次衬砌产生病害。隧道施工进度滞后, 严重制约施工工期和结构安全。

隧道进口LK0+806~LK0+860及RK0+780~RK0+816段初期支护变形侵入限界, 最大变形已侵入二衬厚度28 cm, 为防止变形继续扩大, 现场已采取环向注浆加固、增设临时护拱等措施, 目前变形基本趋于稳定。

由于受滑坡的影响还导致已施工完的二次衬砌出现不同程度的开裂。

左洞二衬开裂范围长171 m, 部分段落二次衬砌和矮边墙出现多条环向和斜向裂纹, 宽度约1 mm~2 mm, 裂纹长3 m~8 m;右洞二衬开裂的范围长249 m, 部分段落二衬出现网状裂纹, 二次衬砌有明显错台, 最大处裂纹宽度达20 mm, 并有12 mm横向位移错台, 裂缝从二衬至仰拱全环贯通。二次网状开裂见图1。

初支变形侵限及二衬开裂段落围岩设计情况:Ⅴ级浅埋段二衬为45 cm厚钢筋混凝土, Ⅴ级深埋段二衬为45 cm素混凝土。

3 隧道病害治理原则

1) 对于滑坡影响范围内的隧道结构, 隧道初支变形侵限换拱、二衬结构补强加固或重新衬砌, 应在滑坡治理完的前提下进行, 否则仍有可能再次发生衬砌开裂, 滑坡治理期间可对隧道结构进行临时支撑。2) 衬砌因滑坡引起的裂损无论轻重, 如有继续发展趋势时均需处理。3) 不允许衬砌背后存在空洞, 它不但降低了地层抗力, 而且将来一旦坍塌, 将使围岩进一步松弛, 故必须予以处理。4) 衬砌因地层压力大裂损严重但大部分结构仍有承载力时, 在满足净空要求时多数采用套衬处理 (厚度应不小于30 cm) , 不能满足净空要求时可采用拆除重建方法。

4 隧道病害整治方法

通过现场查看, 针对隧道初支变形、二衬开裂、渗漏水、空洞等病害具体处治方案如表1所示。

1) 隧道初支变形侵限。增加临时护拱支撑;对原有初期支护进行环向注浆加固;初支换拱长度达到6 m后即可进行再次的二衬施工, 二衬钢筋为4Φ25, 混凝土标号由C25提高为C30。

2) 素混凝土衬砌开裂。a.裂缝宽度小于5 mm (钢带+喷混加固) 。在衬砌轮廓外沿纵向布设W280钢带, 纵向间距0.8 m;对钢带位置布设ф22树脂锚杆, 长度为30 cm, 环向间距1 m, 纵向间距0.8 m;喷15 cm厚C25混凝土。钢带加固施工见图2。b.裂缝宽度大于5 mm及裂缝网状密集段 (三肢格栅+喷混加固) 。对原有二衬表面凿槽沿纵向布设三肢格栅, 纵向间距1 m;挂设ф8钢筋网片, 喷13 cm厚C25混凝土。

3) 钢筋混凝土衬砌开裂。a.裂缝宽度小于0.2 mm (直接涂抹法) 。首先用钢丝刷或风砂枪将待施工的裂缝周围混凝土表面清洗干净;对裂缝处喷涂或涂刷2遍~3遍, 先涂刷一层树脂基液, 后用树脂砂浆涂抹, 涂抹总厚度不应小于2 mm。b.裂缝宽度0.2 mm~2 mm (可采用凿槽嵌补法) 。首先用钢丝刷或风砂枪将待施工的裂缝周围混凝土表面清洗干净;沿裂缝方向开一6 cm宽、5 cm深的矩形槽;在槽底充填10 mm厚的环氧树脂, 再在环氧树脂上填充上40 mm厚的环氧砂浆。c.裂缝宽度2.0 mm~5.0 mm (可采用凿槽注浆法) 。针对延伸方向基本与衬砌表面垂直的裂缝, 采用骑缝注浆;针对延伸方向与衬砌表面有一定角度的裂缝, 采用斜缝注浆。

4) 渗漏水 (刻槽+防水堵漏剂) 。如果渗水部位仅为出水点, 将待施工的出水点周围混凝土表面清洗干净, 在出水点凿一个宽50 mm, 长50 mm, 深40 mm的U形或正方形槽;将瞬间堵漏剂压住出水点。对于较严重的渗漏水, 应刻槽埋管, 引排地下水至边沟。

5) 空洞 (衬砌背后注浆) 。对于衬砌背后存在的一般空洞或脱空, 在空洞或脱空处钻两排注浆边孔, 注浆从两个注浆边孔开始, 压注水泥浆, 工作压力0.2 MPa~0.3 MPa。对于衬砌拱顶后存在的较大空洞现象, 必要时在拱部开60 cm×60 cm的天窗, 对空洞内回填采用喷C25混凝土或1∶1水泥砂浆, 直至将拱顶空洞回填密实, 再将天窗口用微膨胀水泥封住。

5 注意事项

1) 目前确定的二衬处理范围根据现有裂缝观测资料确定, 若治理期间裂缝仍有发展趋势, 应及时调整处理措施;2) 建议对二次衬砌内表面净空进行测量, 掌握隧道施工后的内轮廓大小, 以便更好的确定补强厚度;3) 严格按处理方案组织施工, 对于处理段落必须加强左右洞的监控量测工作, 用量测信息指导施工, 及时反馈信息以修正设计和采取应急措施。

参考文献

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[3]袁永新.西兰公路 (国道312线) 六盘山隧道衬砌裂缝的产生与处治[J].隧道与地下工程, 1996 (4) :45-58.

探讨高速公路隧道病害处治技术 第7篇

随着经济的发展, 高速公路越来越受欢迎, 对我国的经济发展起着越来越重的作用, 加速了现代化进程。高速公路建设健全了我国交通网络的布局, 完善了各行各业发展的需求, 推动了高速公路周边城市的经济繁荣和发展。而且在运输速度方面, 高速公路有着明显的优势, 例如:改造后的中国京沪高速公路比原有公路节约旅程时间约80%。据不完全统计, 我国高速公路里程只占所有公路总里程的2%, 但其所产生的效益却是公路总效益的30%左右。修筑高速公路虽然花费高, 用地多, 且人力物力都是很大的付出, 但行车速度之高, 通行能力之大, 交通事故率之小, 是其他交通方式所不能比拟的, 并且投资费用很快就可以得到回偿, 所以, 高速公路越来越被政府重视, 成为大力发展的对象。

2高速公路隧道病害类型的概况

(一) 隧道病害基本状况

公路隧道主要处在山区, 通常高速公路隧道出口的坡角约为37°, 隧道的进口坡角一般设计为约为20°左右, 隧道的进出口处有3~8m残坡积层出露。由于施工原因不同, 隧道的不同部位都有裂缝产生, 主要分布在墙部和拱部, 大部分是在中墙, 隧道裂缝主要是微观裂缝, 是水平形态分布, 而且有的裂缝自己已经愈合了。

(二) 公路隧道病害类型

(1) 水害

公路隧道水害主要是由于隧道施工, 打破了原始围岩体水系平衡, 导致隧道周围的水系汇集到隧道周边围岩, 当围岩与含水地层贯通, 衬砌的防排水设施或方法不适应这种水力分布, 必然导致出现隧道水害。据调查, 使用超过8年的隧道, 约70%存在病害, 而其中的90%存在水害问题, 水害已成为公路工程八大质量通病之一。高速公路隧道水害一方面使隧道内的湿度显著增高, 使线路不能正常工作, 出现短路情况, 运输安全不能保障, 而且还引发其他病害。如果渗漏水、积水情况严重, 隧道将会出现衬砌开裂, 或者原有裂缝发展扩大, 使得衬砌裂损加重。在寒冷地区, 水是影响隧道围岩冻胀和导致衬砌开裂的重要因素。

(2) 衬砌裂损

公路隧道衬砌裂损的类型主要有衬砌变形、衬砌开裂、衬砌腐蚀破坏、衬砌背后空洞、拱脚下沉以及仰拱破碎等。但是衬砌一旦开裂, 会使得地下水通过通道产生外渗, 隧道水害现象加重, 加速侵蚀衬砌混凝土, 进一步使得墙体剥裂更为严重, 在冬天产生冻害。当冻害循环发生, 进而使衬砌混凝土再产生开裂变形, 导致衬砌承载力下降, 这些病害相互作用, 产生恶性循环。

(3) 雪害、冻害

我国冻土地区分布广泛, 其中多年冻土占整个陆地面积的1/5, 在冻土地区修建的公路隧道易产生冻害现象。例如:某公路, 呈南北走向, 沿线雪害以积雪、风吹雪为主, 雪崩极少, 且规模很小。积雪、风吹雪灾害分布路段长达283 km, 占全线路线总长的43%, 居各类病害之首。

(三) 隧道病害的整治研究

(1) 隧道渗漏水整治方法。地下水在公路隧道病害成因中, 是最活跃、最具破坏力的因素, 隧道渗漏水病害治理难度最大, 其治理效果能够综合反映隧道整治质量。隧道治水的具体措施就是防、排、堵、截等相结合。主要采用堵水注浆技术、渗透水引排技术等。

(2) 隧道衬砌结构破损整治研究。整治衬砌裂损病害, 以保障为前提, 优化为目的。首先应该稳固衬砌结构进一步破损。可通过注浆、增加支挡、锚干等方法对衬砌加固并在此基础上结合病害特征, 制定相应完善的整治方案。如果衬砌破损裂缝交错分布, 密度较大, 并且出现结构物剥落, 使原衬砌失去使用功能, 则应该考虑拆除并新建衬砌。结语:随着我国交通基础设施的建设, 高速公路网逐步向越来越多的山区铺设, 随之高速公路隧道的建设量也越来越多。同时, 对隧道病害系统完善的整治需求日益突出。目前, 还缺少一套系统、完善、经济、环保、安全的整治流程系统, 工程中还在以病害特征结合个人经验进行整治方案的确定。本文叙述了高速公路典型病害特征, 并综合分析了病害整治的研究方法。针对隧道病害原因复杂, 影响因素众多等, 需要不断探索新技术、新工艺。将"整治保障"转化为"设计保障", 最大程度的减少隧道病害带来的事故隐患, 提高高速公路道通行效率。

摘要：公路隧道病害是公路病害的主要表现, 病害对隧道结构的稳定性以及整体安全性造成影响, 隧道病害处治是一种技术难度大、风险高的特殊工作, 处治绝不允许失败和再次处治。利用有效的方式进行隧道病害检测, 在检测与分析的基础上, 根据病害的严重程度、病害类别等, 综合比较各种处治方案后确定安全、合理的设计方案。

关键词：高速公路,隧道病害

参考文献

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[4]李林锋.高速公路隧道通风监控系统综述[J].交通科技, 2011 (04) .

攀田高速公路隧道病害处治技术研究 第8篇

1.1 隧道塌方处治技术

仰坡加固完成后, 对于洞口段已露空的洞身, 可采用暗洞明做或改为明洞衬砌, 拱圈上部回填土石或浆砌片石。

根据仰坡塌方的规模及处理后的稳定情况, 对洞内二次衬砌进行适当加强, 如增大衬砌厚度或采用钢筋混凝土、钢架混凝土衬砌等。超前锚杆是沿开挖轮廓线, 以稍大的外插角, 向开挖面前方安装锚杆, 形成对前方围岩的预锚固, 在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖等作业。这种超前支护柔性较大, 整体刚度较小。虽然它们可以与系统锚杆焊接以增强其整体性, 但对于围岩应力较大时, 其后期支护刚度就有些不足。因此此类超前支护主要适用于应力不大, 地下水较少的软弱破碎围岩的隧道工程中, 如土砂质地层、弱膨胀性地层、流变性较小的地层、裂隙发育的岩体、断层破碎带等、浅埋无显著偏压的隧道。

1.2 管棚

管棚是利用钢拱架与沿开挖轮廓线, 以较小的外插角、向开挖面前方打入钢管或钢插板构成的棚架来形成对开挖面前方围岩的预支护。采用钢管的管棚又分为短管棚 (L<10m) 和长管棚 (L=10~45m) 。管棚应采用钢管或者钢插板做纵向预支撑, 又用钢拱架做环向支撑, 其整体刚度加大, 对围岩变形的限制能力较强, 且能提高承受早期围岩压力。因此管棚多适用于围岩压力来的大, 用于对围岩变形及地表下沉有较严格限制要求的软弱破碎围岩的隧道。

2.隧道围岩大变形处治技术

2.1 软弱围岩大变形支护作用机理分析

软弱围岩一般结构疏松、密度小、孔隙率大, 胶结差或未胶结, 受地质构造破坏, 存在的软弱面、节理、裂隙极易破碎和滑落, 开挖后膨胀等, 其变形压力与支护也是当今世界地下工程中复杂而重要的问题。当地下工程遇到此类岩层时, 会给施工带来很大困难。

(1) 围岩变形与压力变化随时间有明显的阶段性。软岩开挖后, 围岩初期变形速度快, 逐步过渡到比较稳定, 之后变形速度又急速增加, 最终促使隧道破坏。

(2) 围岩变形与压力变化有明显的空间效应。软岩工程变形受空间的影响主要是埋深和所处的位置。根据前苏联C·P·阿维尔申的观点, 由于体积压缩和形状改变而积聚的弹性能与深度的平方成正比。所以在相同的地质与支护条件下, 深部的隧道比浅部的“挤、压、膨”现象更为严重。

2.2 软弱围岩支护作用的机理分析

对于软弱围岩, 锚杆作用是上述作用的组合。软弱围岩一般成岩程度极差, 岩体中的结构面多不可数, 高度密集, 岩体呈松散状态, 实质上已演变成土体, 强度很低。这种岩体失稳的主要形式是拱部先塌落。地应力越高, 岩体的自稳时间越短, 有的甚至来不及支护。锚杆的布置、密度和长度要视围岩的摩擦特性和地应力特点而定。锚杆主要作用是挤压、悬吊和组合拱效应。按照通常理论, 初期支护采用锚杆支护, 其作用方式是:要求锚杆穿过塑性区, 并延伸进入弹性区域内足够深度, 确定起“固定点”。从力学角度看, 锚杆长度最好超过1.5 倍塑性区宽度。然而, 从应用的角度看, 实际能够有效安装锚杆的长度是非常有限的, 因为锚杆越长, 技术要求越高, 施工难度也越大。尽管如此, 但对于大变形破坏而言, 最严重的问题不在于控制塑性区的范围或者是围岩径向变形的大小, 而在于消除导致围岩塑性区内部连续性丧失的深度破坏塑性区域, 增强围岩抵抗不协调变形破坏的能力。当侧压力系数为1.5 时, 发生台阶位置的深度约为其塑性区半径的1/3~1/2, 因此, 打设足够长的锚杆长度穿越产生深度破坏塑性区, 是能够实现的。

2.3 围岩大变形隧道开挖方法

软弱围岩大变形隧道开挖方法的选择, 必须根据围岩的地质条件、受力状态、机械设备能力、施工安全等因素综合考虑, 具体的施工原则是:

①弱爆破, 尽量减少对围岩的扰动;

②短开挖、多循环、快封闭, 能快速形成封闭结构;

③有效控制隧道的拱顶下沉、隧底隆起和水平收敛变形, 保证施工安全可靠;

2.4 围岩大变形处治

(1) 不是被动地承受围岩挤压力而是主动加固围岩, 从提高围岩力学性能着手, 从源头上减小挤压力, 其主要措施是锚杆和注浆, 使隧道周边形成加固圈, 由加固圈承受一部分荷载。

(2) 采用加长锚杆和锚索, 将支护的荷载通过锚杆 (锚索) 传至深部稳定岩体, 让深部围岩帮助受力。锚杆必须伸进塑性区, 进入弹性区的长度不小于2m, 这样可以把塑性区围岩同弹性区稳定围岩连接起来, 提高锚杆对围岩的径向支护作用, 同济大学孙钧院士等人的研究证明, 锚杆对改善围岩的特性和抑制洞周变形有明显的作用, 无锚杆情况的拱顶位移是有锚杆情况的2. 76 倍[30]。加上软岩隧道的塑性区较大, 故采用长锚杆 (锚索) 是合理的。

2.5 围岩大变形新型辅助措施

为了使喷射混凝土具有更大的抗变形能力, 避免混凝土喷层的过度破坏, 采用间隙喷射方法即按一定间隙, 沿隧道纵向预留一定的间隙来改善喷射混凝土支护的柔性, 当喷射混凝土被锚杆、钢架牢牢地固定时, 这些间隙允许隧道发生一定的径向变形, 从而可适当减轻支护受到的围岩压力, 间隙的宽度及间距应根据位移大小而定, 一般纵向间距为1.0~3.0m, 间隙的大小为10~20cm。

3.施工开挖支护情况

上断面台阶开挖至K218+171, 发现隧道拱顶和周边变化较大, 迅速调整施工方法, 及时进行仰拱闭合施工, 并采用三台阶法进行开挖。以保证初期支护最快程度的闭合。

3.2 预留变形量的调整

由于望江岭隧道右线出口出现初期支护大变形, 最大拱顶下沉达40~50cm, 故在进口开挖到K218+150 时适当增加预留变形量, 以防止大变形的再次产生。预计拱顶预留变形量增加为50cm。

总结:

由于笔者的水平有限, 对于隧道塌方、大变形病害的处治技术还有待于今后进一步研究。笔者认为今后应该在以下方面进行努力, 以进一步提高隧道塌方、大变形病害处治技术在理论和实践水平:除了从监控量测方面对处治方案进行评价, 还应该在围岩压力及支护压力、注浆效果等方面进行处治效果评价。对隧道塌方、大变形病害处治技术中注浆工艺、方案选取、注浆压力设计、注浆次序等方面进行研究。

摘要：随着我国国民经济的高速发展和西部大开发战略的深入实施, 西部地区的高等级公路、铁路、水电工程建设规模日益扩大, 隧道项目越来越多。在隧道修建过程中, 隧道塌方、大变形等问题成为人们日益关注的病害问题。隧道塌方、大变形发生原因复杂, 发生后不仅延误工期、大幅度提高工程费用, 而且易出现人员伤亡。因此研究隧道塌方和大变形的发生原因及其处治方法愈显紧迫与重要。本文依托四川省攀枝花至田房高速公路建设项目, 讨论了隧道塌方、大变形病害的分类和形成机理, 介绍了隧道塌方、大变形病害处治原则及处治措施。

关键词：公路隧道,塌方,大变形,处治技术,评价

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