偏压连拱隧道衬砌裂损原因分析及处治研究

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1、第35卷，第3期公路工程Vo1．35．No．32010年6月HighwayEngineeringJun．，2010偏压连拱隧道衬砌裂损原因分析及处治研究周资湘，钟放平，贺威(1．湖南省郴州市公路桥梁工程处，湖南郴州423000；2．湖南省高速公路管理局，湖南长沙410001)[摘要】结合某高速公路双连拱隧道，通过对衬砌裂缝特征、产生的原因进行分析，并根据裂缝的开裂程度与发展规律，提出相应的修复和结构补强的整治措施。后期监测表明：衬砌裂缝得到了有效控制，处治效果良好。[关键词]连拱隧道；偏压；处治；衬砌开裂[中图分类号]U455．91[文献标识

2、码】B[文章编号】1674—0610(2010)03—0105—04AnalysisofTheCausesandResearchofTreatmentMethodsofLiningCracksofaDouble-archTunnelZhouZixiang。ZhongFangping，HEWei，(1．HunanProvinceChenZhouCityRoadAndBridgeDepartment，Chenzhou，Hunan423000，China；2．ExpreeswayAdministrationBureauofHunanProvince

3、，Changsha，Hunan410001，China)[Keywords]doublearchtunnel；reinforcement；liningcracks0引言许多隧道由于受到地质、地形、气候等客观条件以及设计、施工、运营过程中各种因素的影响，在建成后使用的过程中出现了各种各样的病害，部分隧道甚至在使用的开始几年就出现了比较严重的隧道病害，如衬砌裂损、隧道渗漏水、基底下沉和底鼓等¨。而隧道内的病害一般不是单独存在的，而是图1仲溪隧道平面图相互影响，互相作用的。本文针对湖南省某高速公路已建成的仲溪隧道衬砌开裂情况，结合现场裂缝调查及监测

4、数据，分析隧道衬砌开裂的主要原因，并提出相应的处理意见。1工程概况围岩为弱风化钙泥质砂岩与钙质砂岩互层，节理裂隙较发育，局部可见方解石脉，岩体呈块石镶嵌结构，仲溪连拱隧道全长17lm，进口里程k187+层问结合一般，岩层产状为：130～140o／-20～30o216，出口里程k187+387，最大开挖高度为9．62m，图2仲溪隧道纵断面图最大开挖跨度达25．19m。隧道自东至西向展布，场地地形复杂，地形起伏大。围岩以钙质和泥质砂隧道采用复合式衬砌，初期支护由系统锚杆、单岩为主，为Ⅳ和Ⅲ级围岩。隧道为浅埋，偏压严重，层钢筋网、喷射混凝土、工字钢

5、钢拱架组成，模筑混其中左洞靠近山体内侧，右洞靠近山体外侧，在开挖凝土作为二次衬砌，图3为仲溪隧道Ⅳ级围岩复合中导坑、施作中隔墙以后，总体采用了先山体外侧衬砌结构支护参数，其中模筑混凝土为素混凝土。(右洞)、后山体内侧(左洞)的施工顺序。图1、图2整个隧道于2005年5月初完成了左、右洞二次所示分别为仲溪隧道平面图、纵断面图。衬砌的施作，2006年12月出口二衬发现部分裂纹，[收稿日期】2010—03～26【作者简介]周资湘(1966一)，男，湖南郴州人，工程师，从事路桥施工和管理工作。106公路工程35卷图3仲溪隧道复合衬砌结构支护参数200

6、7年8月通过初步调查，靠近山体内侧左洞在整个隧道长度范围内拱顶附近出现不同程度裂缝，靠近山体外侧右洞部分地段拱顶也出现裂缝，裂缝最大宽度达到1．1mm，地表没有发现开裂以及山体位移情况。二二二=2衬砌裂缝调查与开裂成因分析I墨2007年8月21日，分别在仲溪隧道左、右洞进口、出口和中间裂缝典型地段进行裂缝观测，结果如图4所示。裂缝宽度测试结果表明，仲溪隧道裂缝为纵向裂缝，主要分布在拱顶附近，左洞较右洞更为严重。中墙侧左洞最大裂缝宽度1．1mm，右洞最大裂缝宽度0．58mm。从现场测绘来看，左洞衬砌拱顶裂缝在整个隧道长度范围内基本贯通，大多属于

7、张裂，缝宽由表及里逐渐变窄，个别裂缝表面混凝土出现剥落；(a)左洞裂缝右洞裂缝虽然没有贯通，在隧道长度范围内分布也较广。进一步进行左洞和右洞裂缝变化观测，裂缝中墙侧宽度在加大。仲溪连拱隧道衬砌主要为素混凝土结构，地形不存在偏压，可以认为仲溪隧道衬砌开裂主要是由于衬砌承载力不够、地形偏压导致作用在衬砌结构上围岩压力过大所致。3处治方案—、根据仲溪连拱隧道现场实际情况，决定采用格一—、／^＼’r0’—＼厂、1丽)一{栅拱架加固衬砌的方案，即：以提高结构的承载力。边墙侧、具体措施如下：地表裂缝采用水泥砂浆进行填缝、(b)右洞裂缝封堵，并继续对衬砌裂

8、缝和山体地表裂缝的发展情图4仲溪隧道二衬裂缝(单位：cm)况进行观测。利用隧道内的富裕净空(11cm)，左第3期周资湘，等：偏压连拱隧道衬砌裂损原因分析及处治研究1