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1、高速公路隧道襯砌開裂原因研究及加固探究摘要：針對某高速公路隧道的特殊地質條件，在施工中出現的襯砌開裂屈服現象，分析襯砌開裂產生的原因，在隧道投入運營前采取相應的加固整治工程措施治理病害。關鍵詞：公路隧道；襯砌開裂；加固整治1工程概況隧道位于K235+745?K235+980之間，全長235m,元江口158.33m,位于R=150m,Ls二120m,1-10%的圓曲線上，磨黑口76.67m,Ls=120m,1=10%?2.37%的緩和曲線上，縱坡3%。隧道為帶中墻的整體性雙跨聯拱結構。單跨凈寬為10.62m,凈髙為7.9mo單跨采用單心圓，邊墻側為曲線，
2、中墻為直線，中墻厚2m,隧道凈寬為25.24mo隧道最大埋深63.96m。2地質條件2.1工程地質條件修筑路段表層廣泛分布第四系崩坡積松散層，下伏基巖為元古界小羊街組上亞組的花崗片麻巖。圍巖類別為II?III類。第四系松散層堆積物可根據成因類型劃分為：第四系人工填土層(Qml)、第四系沖洪積卵礫層(Qal+pl)、第四系崩坡積層(Qcol+dl),元古界小羊街組(Ptxb)o這些巖土體具有如下特征：（1）人工填土層（Qml）,由于是回填欠固結土，結構疏松，力學強度低。（2）層沖洪積層（Qal+p1）卵礫層，中密狀，具有一定的力學強度。（3）崩坡積層（Q
3、col+dl）為散體結構，結構疏松，力學強度低，易產生淺層劃移。（4）強風化基巖，呈散體一碎裂結構，結構疏松，力學強度低，穩(wěn)定性差，隧道修建時，易產生坍塌，側壁失穩(wěn)。（5）中等風化基巖，呈塊狀一碎裂結構，具有一定的力學強度，隧道修建時，局部會產生坍塌現象。白色花崗巖片麻巖層，其傾向與山坡傾向相反，巖體具片麻構造。節(jié)理裂隙發(fā)育，強風化巖體呈碎裂一散體結構，強度低，結構疏松，中等風化巖體呈塊狀一碎裂結構，具有一定的力學強度，穩(wěn)定性稍好，由于風化的差異性，存在強風化的包裹體。隧道上行線為坡前松散堆積體，強度低、穩(wěn)定性較差，下行線隧道右側為中等風化巖體，其強度
4、和穩(wěn)定性較好。隧道出口段圍巖的非穩(wěn)定性問題，主要是隧道圍巖松散堆積體在保水條件下，重力作用引起。隧道左側山坡基礎是十分穩(wěn)定的，隧道基礎不存在滑坡條件。2.2水文地質條件筑路段以基巖裂隙水為主要地下水類型，含水介質為弱富水性的花崗片麻巖，大氣降水的垂直入滲為主要補給徑，具有水位埋藏深且不穩(wěn)定、水力聯系弱的特點，排泄受地形控制，坡底河流或局部崖腳是常見的排泄部位，排泄方式為沿溝谷流向曼薩河徑流或點狀泉。據勘測其間調查，擬建隧道進口有一泉點，偶測流量為0.21/s,在隧道出口段“V”型溝谷有一常年水流，偶測流量為8.01/so因此，常常構成多個相對獨立的次級
5、水文地質單元。3襯砌出現的病害根據各單位提供的資料及多次現場勘察的結果，二次襯砌的破壞段主要集中在隧道出口的K235+900?K235+970段,而且中隔墻、邊墻和拱各部分均發(fā)生嚴重破壞。破壞情況歸納如下。(1)中隔墻中隔墻的沉降縫和施工縫均發(fā)生橫向錯位，一般錯位3?6cm,最大的錯位達12.5cmo中隔墻有下沉現象，隔墻頂部和起拱線相交部位有連續(xù)貫通的裂縫。中隔墻頂部局部混凝土壓碎，成塊脫落。墻體內的鋼筋變形凸出，嚴重部位中隔墻墻體有折斷、錯位現象，個別部位錯位達25cm。(2)邊墻上、下行線邊墻均有明顯的縱向和斜向裂縫，縫寬0.3?20mmo(3)
6、拱頂上行線的拱頂有許多縱向裂縫，主要分布在K235+900?K235+940段，縫寬0.3?10mm。這些裂縫表明該處拱圈斷裂。特別在K235+900?K235+910段，拱與中隔墻的錯位達30cm。下行線的裂縫主要分布在K235+970?K235+940段，縫寬度0.3?15mm。現場勘測各種寬度的裂縫，總長2200m左右，其中縫寬0.3mm以下的裂縫長度約300m,0.3?3.0mm縫寬的裂縫長度約1000m,大于3.0mm縫寬的裂縫長度約900m。綜上所述，隧道里程K235+970?K235+900段區(qū)間已建成的鋼筋混凝土襯砌結構均發(fā)生不同程度的
7、破壞，尤其以出口段K235+970?K235+935段的襯砌結構遭到極為嚴重的破壞，部分拱頂，邊墻、中隔墻斷裂，鋼筋屈服，結構基本上喪失了承載能力。4襯砌裂縫產生原因分析4.1地質因素隧道所處山體整體性雖然具有穩(wěn)定性，隧道圍巖的不穩(wěn)定主要存在于基礎以上部位。存在三個不可忽視得非穩(wěn)定區(qū)，這三個非穩(wěn)定區(qū)具有共同的特征，就是其巖體都是由砂、粘土與塊石組成的松散層。第一個非穩(wěn)定區(qū)位于隧道出口段，里程K235+940?+965區(qū)段，波速小于1.0km/s,強度低。隧道圍巖為塊石與砂粘土堆積，砂粘土比例較大。由于地形較陡，飽水后重力不穩(wěn)定，易變形流動，對隧道產生較
8、大的側向推力。目前已經造成隧道的側移和襯砌破壞。第二個非穩(wěn)定區(qū)在隧道頂部，位于K235+820
