某高速公路隧道衬砌开裂的整治方法实例探讨

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1、某高速公路隧道衬砌开裂的整治方法实例探讨摘要：针对某高速公路隧道的特殊地质条件，在施工中出现的衬砌开裂屈服现象，分析衬砌开裂产生的原因，在隧道投入运营前采取相应的加固整治工程措施治理病害。关键词：公路隧道衬砌开裂加固整治1、工程概况高速某隧道全长235米，隧道为带中墙的整体性双跨联拱结构。单跨净宽为10.62米，净高为7.9米。单跨采用单心圆，边墙侧为曲线，中墙为直线，中墙厚2米，隧道净宽为25.24米。隧道最大埋深63.96米。2、地质条件2.1工程地质条件修筑路段表层广泛分布第四系崩坡积松散层，下伏基岩

2、为元古界小羊街组上亚组的花岗片麻岩。围岩类别为ⅱ～ⅲ类。第四系松散层堆积物可根据成因类型划分为：第四系人工填土层（qml）、第四系冲洪积卵砾层（qal+pl）、第四系崩坡积层（qcol+dl），元古界小羊街组（ptxb）。2.2水文地质条件筑路段以基岩裂隙水为主要地下水类型，含水介质为弱富水性的花岗片麻岩，大气降水的垂直入渗为主要补给径，具有水位埋藏深且不稳定、水力联系弱的特点，排泄受地形控制，坡底河流或局部崖脚是常见的排泄部位，排泄方式为沿沟谷流向曼萨河径流或点状泉。据勘测其间调查，拟建隧道进口有一泉点，

3、偶测流量为0.2l/s，在隧道出口段“v”型沟谷有一常年水流，偶测流量为8.0l/s。因此，常常构成多个相对独立的次级水文地质单元。3、衬砌出现的病害根据各单位提供的资料及多次现场勘察的结果，二次衬砌的破坏段主要集中在隧道出口的k235+900～k235+970段，而且中隔墙、边墙和拱各部分均发生严重破坏。破坏情况归纳如下：(1)中隔墙。中隔墙的沉降缝和施工缝均发生横向错位，一般错位3～6cm，最大的错位达12.5cm。中隔墙有下沉现象，隔墙顶部和起拱线相交部位有连续贯通的裂缝。中隔墙顶部局部混凝土压碎，成

4、块脱落。墙体内的钢筋变形凸出，严重部位中隔墙墙体有折断、错位现象，个别部位错位达25cm。(2)边墙。上、下行线边墙均有明显的纵向和斜向裂缝，缝宽0.3～20mm。(3)拱顶。上行线的拱顶有许多纵向裂缝，主要分布在k235+900～k235+940段，缝宽0.3～10mm。这些裂缝表明该处拱圈断裂。特别在k235+900～k235+910段，拱与中隔墙的错位达30cm。下行线的裂缝主要分布在k235+970～k235+940段，缝宽度0.3～15mm。现场勘测各种宽度的裂缝,总长2200m左右，其中缝宽0.

5、3mm以下的裂缝长度约300m,0.3～3.0mm缝宽的裂缝长度约1000m,大于3.0mm缝宽的裂缝长度约900m。4、衬砌裂缝产生原因分析4.1地质因素隧道所处山体整体性虽然具有稳定性，隧道围岩的不稳定主要存在于基础以上部位。存在三个不可忽视得非稳定区，这三个非稳定区具有共同的特征，就是其岩体都是由砂、粘土与块石组成的松散层。第一个非稳定区位于隧道出口段，里程k235＋940～+965区段，波速小于1.0km/s，强度低。隧道围岩为块石与砂粘土堆积，砂粘土比例较大。由于地形较陡，饱水后重力不稳定，易变形

6、流动，对隧道产生较大的侧向推力。目前已经造成隧道的侧移和衬砌破坏。第二个非稳定区在隧道顶部，位于k235+820～+940之间，厚度5～20m，产生的节理裂隙带与开挖松动有关。裂隙带中充填砂与粘土，模量低、强度差，遇有垂向节理带时易塌方冒顶。k235+879～+889处的塌方冒顶就有此种原因。该松散层饱水后有向左侧滑动的可能性，对拱顶产生侧向建立，造成拱顶衬砌变形。特别是k235+920～+940段尤为明显，拱顶施工缝的错台达8cm。第三个非稳定区为山坡浅表松散层，厚5～15m，主要分布在隧道前半段的山坡上

7、，面积较。松散层以砂为主，混有并留有大量风化残余块体。由砂和残留块体构成的山坡浅表松散层，稳定性很差，饱水后易流动，形成浅表滑坡。4.2施工影响在不良地质地段进行大跨度公路施工使洞口围岩受到扰动，改变了围岩的受力状态。5、加固措施5.1加固的指导思想加固要求：k235+900～k235+970段破坏混凝土经补强后，结构的强度和刚度不小于原设计。为达到此目的，加固的指导思想是：(1)加固补强设计在结构变形停止、裂缝不再发展、基础不再沉陷的前提下进行。(2)充分利用已破坏的二次衬砌结构的残余强度和刚度，在不拆除

8、已破坏的结构残体上进行粘钢加固，使其恢复强度和刚度。(3)加固后结构的强度和刚度满足原设计二衬和500mm内衬的强度和刚度，并有一定的安全储备。(4)加固后，二衬混凝土、粘贴的钢板、工字钢、新增内衬套联合变形，共同工作。(5)墙伸缩缝处的“平移错台”，加固时保持“柔性可动”，不作刚性处理，中隔墙施工缝处产生的“错台”和起拱线处产生的“水平错台”，加固时按刚性加固处理。(6)了确保二次衬砌结构的加固措施有效，在衬砌