高速公路隧道襯砌開裂原因研究及加固探究

《高速公路隧道襯砌開裂原因研究及加固探究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、高速公路隧道襯砌開裂原因研究及加固探究摘要：針對(duì)某高速公路隧道的特殊地質(zhì)條件，在施工中出現(xiàn)的襯砌開裂屈服現(xiàn)象，分析襯砌開裂產(chǎn)生的原因，在隧道投入運(yùn)營(yíng)前采取相應(yīng)的加固整治工程措施治理病害。關(guān)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(zhǎng)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(lián)拱結(jié)構(gòu)。單跨凈寬為10.62m,凈髙為7.9mo單跨采用單心圓，邊墻側(cè)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(zhì)條件2.1工程地質(zhì)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(jù)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(jié)土，結(jié)構(gòu)疏松，力學(xué)強(qiáng)度低。（2）層沖洪積層（Qal+p1）卵礫層，中密狀，具有一定的力學(xué)強(qiáng)度。（3）崩坡積層（Q

3、col+dl）為散體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)疏松，力學(xué)強(qiáng)度低，易產(chǎn)生淺層劃移。（4）強(qiáng)風(fēng)化基巖，呈散體一碎裂結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)疏松，力學(xué)強(qiáng)度低，穩(wěn)定性差，隧道修建時(shí)，易產(chǎn)生坍塌，側(cè)壁失穩(wěn)。（5）中等風(fēng)化基巖，呈塊狀一碎裂結(jié)構(gòu)，具有一定的力學(xué)強(qiáng)度，隧道修建時(shí)，局部會(huì)產(chǎn)生坍塌現(xiàn)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(gòu)造。節(jié)理裂隙發(fā)育，強(qiáng)風(fēng)化巖體呈碎裂一散體結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度低，結(jié)構(gòu)疏松，中等風(fēng)化巖體呈塊狀一碎裂結(jié)構(gòu)，具有一定的力學(xué)強(qiáng)度，穩(wěn)定性稍好，由于風(fēng)化的差異性，存在強(qiáng)風(fēng)化的包裹體。隧道上行線為坡前松散堆積體，強(qiáng)度低、穩(wěn)定性較差，下行線隧道右側(cè)為中等風(fēng)化巖體，其強(qiáng)度

4、和穩(wěn)定性較好。隧道出口段圍巖的非穩(wěn)定性問(wèn)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(cè)山坡基礎(chǔ)是十分穩(wěn)定的，隧道基礎(chǔ)不存在滑坡條件。2.2水文地質(zhì)條件筑路段以基巖裂隙水為主要地下水類型，含水介質(zhì)為弱富水性的花崗片麻巖，大氣降水的垂直入滲為主要補(bǔ)給徑，具有水位埋藏深且不穩(wěn)定、水力聯(lián)系弱的特點(diǎn)，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(diǎn)狀泉。據(jù)勘測(cè)其間調(diào)查，擬建隧道進(jìn)口有一泉點(diǎn)，偶測(cè)流量為0.21/s,在隧道出口段“V”型溝谷有一常年水流，偶測(cè)流量為8.01/so因此，常常構(gòu)成多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的次級(jí)

5、水文地質(zhì)單元。3襯砌出現(xiàn)的病害根據(jù)各單位提供的資料及多次現(xiàn)場(chǎng)勘察的結(jié)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(yán)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(cuò)位，一般錯(cuò)位3?6cm,最大的錯(cuò)位達(dá)12.5cmo中隔墻有下沉現(xiàn)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(nèi)的鋼筋變形凸出，嚴(yán)重部位中隔墻墻體有折斷、錯(cuò)位現(xiàn)象，個(gè)別部位錯(cuò)位達(dá)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(cuò)位達(dá)30cm。下行線的裂縫主要分布在K235+970?K235+940段，縫寬度0.3?15mm。現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)各種寬度的裂縫，總長(zhǎng)2200m左右，其中縫寬0.3mm以下的裂縫長(zhǎng)度約300m,0.3?3.0mm縫寬的裂縫長(zhǎng)度約1000m,大于3.0mm縫寬的裂縫長(zhǎng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)遭到極為嚴(yán)重的破壞，部分拱頂，邊墻、中隔墻斷裂，鋼筋屈服，結(jié)構(gòu)基本上喪失了承載能力。4襯砌裂縫產(chǎn)生原因分析4.1地質(zhì)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(chǔ)以上部位。存在三個(gè)不可忽視得非穩(wěn)定區(qū)，這三個(gè)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(gè)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(qiáng)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(dòng)，對(duì)隧道產(chǎn)生較

8、大的側(cè)向推力。目前已經(jīng)造成隧道的側(cè)移和襯砌破壞。第二個(gè)非穩(wěn)定區(qū)在隧道頂部，位于K235+820