青海省G227线大坂山隧道病害整治设计

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1、公路隧道2010年第1期(总第69期)青海省G227线大坂山隧道病害整治设计刘永华(招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067)摘要大坂山隧道经过8年多的运营，出现了较严重的病害，如衬砌开裂、严重渗漏水、}昆凝土冻害和劣化等，在对隧道进行检测的基础上，对隧道病害进行了有针对性的整治设计，整治后的隧道套拱段滴水不漏，且隧道结构得到了有效加固，非套拱段只有3处渗漏水；同时在隧道整治时增设套拱背后混凝土温度观测系统，对衬砌混凝土温度进行长期观测，为掌握衬砌混凝土冻害提供基础数据。关键词大坂山隧道病害整治设计大坂山隧道位于国道227线西(宁)一张(掖)公区混凝土强度换

2、算值小于设计值，合格率为76．3，路大坂山越岭地段，处于青藏高原东北部，一般海拔不合格测区全部位于距离张掖端洞口530m范围3650-~3900m，海拔3780~3850m以上分布有多年冻内。土。隧道于1995年8月开工建设，1999年8月建成通车，全长1532m，南端设计标高3792．75m，其海拔高度居世界第二，亚洲第一。首次在国内隧道设计中采用了无压防寒泄水洞和圆端保温出水口和复合式保温层，在隧道进出口设计了自动隔风保温门。1隧道病害现状在大坂山恶劣的自然环境条件下，隧道经过多年运营，出现了一些病害现象。拆除隧道二衬表面保温层后，经检测隧道主要存在以下病害：图

3、1衬砌冻窨(1)衬砌开裂及掉块：隧道二次衬砌表面裂缝较(5)衬砌厚度不够及背后空洞：经地质雷达对隧多，分布形态主要有纵向裂缝、环向裂缝和斜向裂道纵向和环向衬砌检测结果表明，隧道衬砌厚度在缝，纵向裂缝最宽处约3cm，最长纵向裂缝约15m。38~65cm之间，主要在40~50cm之间。在检测深在隧道北端部分段拱顶部位混凝土起层、剥落、掉度4m范围内，隧道围岩内发现76处局部不密实或块，掉块段总长约8m。从隧道整体看，北端施工缝、脱空情况。裂缝较密集，且多数裂缝已贯通衬砌厚度方向。(6)实际衬砌侵人设计内轮廓：隧道衬砌混凝土(2)隧道渗漏水：隧道多处施工缝和裂缝存在渗采用

4、小模板施工，变形较大，靠近北端有一处在施工漏水现象，共发现42处渗漏水点，其中12处渗漏较过程中发生塌方冒顶情况，为工程抢险需要，该段衬大，主要发生在距离张掖端洞口400m范围内，渗漏砌采用整体式浇筑，衬砌实际内轮廓在左右拱腰部水现象在雨季和冰雪消融季节尤为突出。位侵入建筑限界。(3)冻害：隧道处于高原寒冷地区，南端部分段2整治方案位于永久冻土线以下，冬令期长达228d，极端最低气温-34℃，隧道由于风筒效应，洞内温度更低。在在对隧道病害进行有针对性的全面、彻底检测，隧道北端530m范围内存在多处严重渗漏水，渗漏并对隧道病害原因进行详细分析之后，提出隧道整水在寒冷季

5、节结冰，在温暖季节融化，反复冻融形成治方案如下：冻害(图1)。(1)隧道南端(西宁端)980m无较大结构病害，(4)衬砌混凝土劣化：受建设时施工工艺限制及主要为隧道渗漏水病害，因此只对隧道渗漏水进行衬砌混凝土反复冻融等因素影响，衬砌混凝土强度整治即可。较低。共布置强度检测测区215个，其中有51个测(2)隧道北端(张掖端)552m隧道除存在渗漏·48·刘永华青海省G227线大坂山隧道病害整治设计水病害外，还存在结构病害，因此应在对隧道渗漏水(3)对衬砌表面渗水面积较大又不易找到集中进行整治的基础上，对隧道结构进行加固整治。渗漏水处的地段，按一定间距设环向盲沟，将渗水

6、引至边墙脚进行引排。对少量渗漏水地段，采用凿槽3隧道渗漏水整治封堵的方法进行处治。隧道冻害严重影响结构的安全性，但其本质为(4)在路面中线按12．5m间距打泄水孔至防寒隧道水害，因此对隧道渗漏水病害的整治尤其重要。泄水洞，打通仰拱填充与防寒泄水洞的水力联系，排大坂山隧道除设置传统的纵横向防排水系统外，还除仰拱内的积水，并能排除由边墙脚部位渗入中心首次在国内隧道设计中采用了无压防寒泄水洞，在排水沟内的积水。在该泄水孔内埋设打孔泄水管对隧道仰拱下部约5m深处沿隧道纵向设置防寒泄水水进行引排。洞，并沿隧道纵向按一定间距(50m)布设泄水横洞。(5)完善洞口处的排水体系：对

7、洞口处横向路面隧道经过多年运营，出现了渗漏水病害，渗漏水既影截水沟与防寒泄水洞进行疏通，确保路面漫流不进响隧道外观的美观程度，在高寒地区寒冷季节渗漏入隧道洞内，可采取如下措施：①将路面截水沟内的水在路面结冰后将直接影响行车安全，渗漏水的反淤积物清除干净，保证截水沟、边沟及防寒泄水洞的复冻融对结构安全也造成了一定影响。本着“防、连接顺畅；②清理截水沟与防寒泄水洞洞口的连接排、堵、截相结合，因地制宜”的原则对隧道渗漏水进口，并将连接口径适当扩大，降低冬季因结冰而堵塞行整治，通过重新铺设防排水措施，建立起新的防排洞口的可能性；③彻底清理防寒泄水洞洞内和洞口水系统(图2