大峪隧道病害成因分析及整治技术

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1、广东建材2010年第3期施工技术大峪隧道病害成因分析及整治技术刘宇关永平张靖杰李云龙宋建(东北大学资源与土木工程学院岩土工程所)摘要：针对大峪隧道的病害，分析了造成大峪隧道产生病害的原冈：地质原因、设计原因、施工原因；通过检测结论，提出了整治技术，旨在为类似隧道病害整治工程提供借鉴。关键词：隧道；病害；成因分析；整治I前言随着我国国民经济实力的不断增强，特别是西部开发的不断深入，公路、铁路等交通建设工程日益增多，我国是一个多山的国家，山区面积约占总面积的三分之二，因此，隧道工程以其自身具有的改善线形、缩短里程和行车时间、提高运营效益等方面的优势，在高速公路建设中，其方案的优越性越来

2、越多地为道路建设者和设计者所公认而被大量采用。隧道工程在道路建设中所占线路长度比例迅速提高，这在客观上极大地促进了隧道的建设，而隧道工程在工程建设中的众多技术领域中十分突出。但是，由于地质条件、地形条件、气候条件和设计、施工、运营过程中各种因素的影响，隧道建成后在长期的使用过程中会出现各种各样不同程度的病害，部分隧道甚至在使用的前期就出现比较严重隧道病害，如衬砌裂损、隧道渗漏水、基底下沉和底鼓等。隧道衬砌裂损造成的危害较多，如衬砌结构失稳破坏，净空变小而侵限等，将使隧道结构的稳定性受到一定程度的破坏，使衬砌结构的安全可靠性降低，造成行车安全的重大问题。隧道渗漏水不仅增加隧道内湿度，

3、造成线路短路等事故，危机运输安全，而引发其它灾害如会造成衬砌开裂或使原有裂缝发展变大，加速衬砌的损坏：当地下水有侵蚀性时，会使衬砌混凝土产生侵蚀，并随着渗漏水的不断发展，使混凝土侵蚀日益严重，在寒冷地区还会产生冻胀病害等。基底下沉或底鼓将严重影响行车安全隐患。这些病害既影响了隧道作为快速安全交通信道的功能，在维修加固时又会花费大量的资金。2工程概况大峪隧道位于沈丹高速公路本溪至南芬段K67+300，设计长1530m，宽10．5m，高7．5m，为双向四车道公路隧道，于1994年开工建设，1996年9月建成通车。大峪隧道所在的大峪岭属千山山脉中段北侧支脉，海拨标高500m，属低山地形。

4、地貌以侵蚀构造类型为主，山坡陡峭，山脊狭窄，局部岩石裸露，中等切割，植被发育。工程地质、水文地质均为太古代鞍山群大峪组变质岩系，地下水以第四纪孔隙潜水和基岩风化袭裂隙潜水为主，Ⅳ、V类围岩占隧道总长80％左右，个别地段围岩软弱。夹泥带、破碎带及小断层多，进出口围岩稳定性稍差。由于地质条件较复杂，施工时曾发生大冒落。因排水管路堵塞，运营当年即出现涧壁渗水现象，1997年1月和2000年1月又发生严重冒水结冰，影响车辆通行。经运营后几个冬春的冻融作用，隧道基础部位局部出现裂纹和混凝十脱皮现象。众所周所，冻胀力的破坏能力是相当大的，水冻结后体积膨胀约10倍，如果膨胀受阻，其冻胀力是可观的

5、，对结构的隐形破坏是十分严重的。如果不及时监测评价，一旦结构失稳会造成严重事故。3病害原因分析(1)地质原因：大峪隧道地貌以侵蚀构造类型为主，山坡陡峭，山脊狭窄，局部岩石裸露，中等切割，部分路段围岩软弱，夹泥带、破碎带及小断层多，进出口围岩稳定性稍差。更重要的是由于隧道开挖所揭示的围岩地质情况与地质勘察报告所提供的地质情况相差很大，而且由于时间紧迫，地质勘控的成果不够充分，实际施工时，地质情况局部有较大的变化，也给施工带来不少困难。(2)设计原因：由于设计单位对该隧道的地质情况掌握不够，而且在施工中发生多次坍方，地质情况已揭示后，对局部坍方段二次衬砌采用了钢筋混凝十结构，但大部分仍

6、采用普通混凝+结构，事实上，采用了钢筋混凝土结构的二衬结构完全稳定，没有发现病害。原设计初期支护，加设钢筋网的直径使用①10，除了铺设不易随围岩表形状而变化施工不便外，对喷射混凝土的柔性也有所限制，随围岩变形不利，实际上，采用c96钢筋网，必要时可以加密网眼。(3)施T原因：施工质量控制不严，施工方法不合理，如喷射混凝土是新奥法支护的重要手段，但由于地下水多，不易粘结，回弹量大，造价高，采用一般爆破，平整度一71—施工技术广东建材2010年第3期差，超挖多，喷射后的外观形状不佳等客观表象起了作用，最重要的还是主观上对其作用认识不深，曾一度将喷射混凝土改为模筑混凝土，从外观上看好于喷

7、射混凝土，忽视了初期支护混凝士必须与围岩密切结合的这一要求，后来，局部脱落和塌方时发现，与围岩结合不好，特别拱顶部位更为严重，又因为厚度薄，强度不足根本不能起到支护的作用。隧道施工准备时间较长，实际进洞几十米以后就到了冬季，因当地天气寒冷，洞内结冰，保温效果差，因此初期支护的混凝土施上不能进行，又为了加快施工进度，充分利用冬季时间，先进行上导洞开挖，下导待明年气温适合于作混凝土支护时再进行开挖。因此上、下导洞相距甚运，有百米以上，上导又没有很好作初期支护。在第二年下导