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1、公路隧道2013年第2期(總第82期)溫泉隧道襯砌拱頂脫空處治技術(shù)張兆杰田尚志林國(guó)進(jìn)田志宇(四川省交通運(yùn)輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院成都610041)摘要結(jié)合京港澳高速公路小塘至甘塘段溫泉隧道,介紹了隧道襯砌拱頂脫空的處治要點(diǎn),提出了隧道襯砌拱頂脫空的預(yù)防措施,可為類似隧道病害治理提供借鑒。關(guān)鍵詞公路隧道二次襯砌拱頂脫空處治襯砌背后存在109處脫空。綜合分析缺陷起始樁號(hào)1工程概況及賦存層位等因素,對(duì)各測(cè)線一些起始樁號(hào)接近、特1.1依托工程簡(jiǎn)介征相似缺陷進(jìn)行合并,推測(cè)拱部范圍較大脫空區(qū)有溫泉隧道位于乳源縣城北約lkm處的石排嶺,2O處;零散脫空3處。軸向北西一南東。隧道為單向行
2、車雙洞分離式隧(3)初期支護(hù)背后缺陷情況道,建筑限界寬×高為10.5×5m,設(shè)計(jì)時(shí)速80km,溫泉隧道北行洞存在初期支護(hù)后回填不實(shí)現(xiàn)北行洞長(zhǎng)405m,南行洞長(zhǎng)370m。象,根據(jù)雷達(dá)圖像分析,共發(fā)現(xiàn)明顯初期支護(hù)后回填溫泉隧道于2003年4月建成通車,在運(yùn)營(yíng)近不密實(shí)缺陷6處。1O年后,二次襯砌混凝土多處出現(xiàn)滲漏水及開裂等2.2溫泉隧道南行洞檢測(cè)結(jié)果病害,隧道在雨季時(shí)滲漏水較嚴(yán)重,已影響到行車安(1)二次襯砌厚度全。南行洞檢測(cè)段K1926+960~K1927+330設(shè)計(jì)1.2地質(zhì)概況厚度為42cm~80cm,實(shí)測(cè)厚度范圍為1lcm~隧址區(qū)地形起伏比較大,坡面坡角37?!?2。,地
3、102cm。本次參加統(tǒng)計(jì)有效數(shù)據(jù)344個(gè),有75個(gè)點(diǎn)貌類型屬構(gòu)造剝蝕山丘陵地貌,地面標(biāo)高109~襯砌厚度值小于設(shè)計(jì)值;其中有8個(gè)襯砌厚度值介250m,最低在進(jìn)口端山間沖溝谷底部,進(jìn)口處已被于30~25cm間,占2.3;有12個(gè)襯砌厚度值小于坪乳公路挖成陡壁。隧道洞身所處地層為中、下泥25cm,占3.5。較薄點(diǎn)位于K1927+035處,盆統(tǒng)桂頭群,巖性為砂巖、石英砂巖和泥質(zhì)砂巖,局K1927+290處,見圖1。部夾薄層狀泥巖。山體表面和低凹處分布?xì)埛e亞粘土層,沿隧道走向山體巖性的風(fēng)化程度分為殘積亞粘土層和全、強(qiáng)、弱、微風(fēng)化五層。洞口段為V級(jí)圍巖,洞身段為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V級(jí)圍巖。
4、2隧道病害檢測(cè)結(jié)果2.1溫泉隧道北行洞檢測(cè)結(jié)果(1)二次襯砌厚度北行洞檢測(cè)段LK1926+950~LK1927+355設(shè)計(jì)厚度為35cm~60cm,實(shí)測(cè)厚度范圍為3cm~97cm。本次參加統(tǒng)計(jì)有效數(shù)據(jù)378個(gè),有168個(gè)點(diǎn)圖1南行洞K1927+290-300段二次襯砌脫空情況襯砌厚度值小于設(shè)計(jì)值;其中有30個(gè)襯砌厚度值介(2)二次襯砌背后缺陷情況于30~25cm間,占7.9;有39個(gè)襯砌厚度值小于溫泉隧道南行洞二次襯砌后存在與初支脫空的25cm,占10.3。極薄點(diǎn)位于K1926+955處,情況,根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果,按單測(cè)線統(tǒng)計(jì),拱部K1927+055處,K1927+l10
5、處,K1927+255處。襯砌背后存在36處脫空。綜合分析缺陷起始樁號(hào)(2)二次襯砌背后缺陷情況及賦存層位等因素,對(duì)各測(cè)線一些起始樁號(hào)接近、特溫泉隧道北行洞二次襯砌后存在與初支脫空的征相似缺陷進(jìn)行合并,推測(cè)拱部范圍較大脫空區(qū)有情況,根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果,按單測(cè)線統(tǒng)計(jì),拱部9處;零散脫空9處?!?8·張兆杰等溫泉隧道襯砌拱頂脫空處治技術(shù)(3)初期支護(hù)背后缺陷情況(2)套拱加固溫泉隧道南行洞存在初期支護(hù)后回填不實(shí)現(xiàn)當(dāng)隧道凈空富裕時(shí),可在二次襯砌臨空側(cè)增設(shè)象,根據(jù)雷達(dá)圖像分析,共發(fā)現(xiàn)明顯初期支護(hù)后回填鋼筋混凝土套拱加固。考慮到本隧道凈空無富裕,不密實(shí)缺陷3處。故該方案不適合本隧道
6、。(3)鑿槽嵌入型鋼拱架3隧道結(jié)構(gòu)性病害判定基準(zhǔn)當(dāng)隧道凈空無富裕時(shí),可在二次襯砌內(nèi)鑿槽嵌綜合考慮襯砌背后的空洞大小和襯砌厚度變化入型鋼拱架作為永久性加固措施。該方案由于鑿槽率情況對(duì)結(jié)構(gòu)安全的影響,對(duì)結(jié)構(gòu)破損進(jìn)行分類。較深,二次襯砌薄弱的地方甚至可能把二次襯砌鑿先分別評(píng)價(jià)每個(gè)項(xiàng)目的病害等級(jí),然后取其中最不穿,并需切斷原有襯砌內(nèi)鋼筋,嚴(yán)重破壞了原有襯砌利情況作為該段隧道結(jié)構(gòu)外載荷作用所致的病害的結(jié)構(gòu)的整體性。另外,該方案還具有施工進(jìn)度慢、勞等級(jí)。動(dòng)強(qiáng)度大、工程費(fèi)用高、封閉時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)??紤]到表1外荷載和材料劣化所致的結(jié)構(gòu)破損程度判定基準(zhǔn)本路段交通量大,不具備長(zhǎng)期封閉條件,故該方
7、案不分類襯砌突發(fā)性坍塌可能性隧道病害描述適合本隧道。襯砌拱部背面存在很大的空環(huán)向L環(huán)>1.5m或縱向長(zhǎng)度(4)更換襯砌3A洞,且襯砌有效厚度很薄,空L縱>5m或襯砌最小厚度小在襯砌嚴(yán)重裂損變形侵入隧道建筑限界的地腔上部可能掉落至拱背于15cm段,通常采用更換襯砌的辦法進(jìn)行整治。但該方案環(huán)向1.5m>Ln>lm或縱向同樣具有施工進(jìn)度慢、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工程費(fèi)用高、封拱部背面存在大的空洞,上長(zhǎng)度5m>L烈>3m或襯砌最2A閉時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。尤其是爆破拆除原有襯砌時(shí),不部落石可能掉落至拱背小厚度大于15cm小于25cm,可避免