新建隧道病害处治加固技术

杨绍战　张　云

(中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西 西安　710075)



新建隧道病害处治加固技术

杨绍战张云

(中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西 西安710075)

摘要：以新建孙家崖隧道为例，分析了隧道初期支护变形、二次衬砌开裂等病害产生的原因及现状，提出了隧道病害整治的原则，并根据裂缝宽度以及素混凝土衬砌、钢筋混凝土衬砌的不同形式，采取了相应的加固方案，保证了该隧道的施工质量。

关键词：隧道，衬砌，裂缝，病害整治

1工程概况

重庆奉节至巫溪高速公路孙家崖隧道为分离式特长隧道，左线长3 210 m(LK0+675～LK3+885)，右线长3 255 m(RK0+615～RK3+870)。隧道位于长江北岸，处于四川盆地东部边缘、大巴山南缘与鄂西山地接壤地带。隧址区及其附近无区域性断层通过，但隧道区分布有康家屋场滑坡和大坪滑坡群；隧道前半段洞身泥灰岩夹泥岩，泥灰岩有溶蚀现象，隧道后半段洞身分布有煤矿采空区，洞口附近陡崖岩体有剥落掉块。隧道前半段围岩为巴东组泥灰岩夹泥岩，强～中～微风化为主。后半段围岩以徐家河组砂岩夹泥岩为主，夹炭质泥岩和煤线，隧道施工中存在煤层瓦斯涌出的危害，煤尘有爆炸危险性，设计标高以上约40 m分布有煤矿采空区。隧道围岩以Ⅳ级、Ⅲ级为主，洞口为Ⅴ级。

大坪滑坡位于隧道进口段，分为前后两级，前级分为东西两块，整个滑坡宽约365 m，垂直线路长约480 m，滑坡滑动对隧道影响较大。其中左线浅埋段位于滑坡体内，至大里程部分地段滑动面位于隧道拱顶；右线隧道基本位于滑动面附近，至大里程段右线隧道埋深较深，滑坡对隧道影响逐渐减小。

综上所述，隧址区主要不良地质为滑坡、岩溶和煤矿采空区。

2隧道病害原因及现状

孙家崖隧道进口位于大坪滑坡群地段，2011年4月，在连续降雨等自然因素影响下，引发滑动面产生位移，前级出现开裂变形，已施工的抗滑桩桩背出现开裂变形，之后裂缝继续向后发展，导致坡体上出现多道裂缝，部分房屋出现变形，期间滑坡的右侧界变形逐渐加大。此外，造成孙家崖隧道已施工完经过滑坡体段落初期支护、二次衬砌产生病害。隧道施工进度滞后，严重制约施工工期和结构安全。

隧道进口LK0+806～LK0+860及RK0+780～RK0+816段初期支护变形侵入限界，最大变形已侵入二衬厚度28 cm，为防止变形继续扩大，现场已采取环向注浆加固、增设临时护拱等措施，目前变形基本趋于稳定。

由于受滑坡的影响还导致已施工完的二次衬砌出现不同程度的开裂。

左洞二衬开裂范围长171 m，部分段落二次衬砌和矮边墙出现多条环向和斜向裂纹，宽度约1 mm～2 mm，裂纹长3 m～8 m；右洞二衬开裂的范围长249 m，部分段落二衬出现网状裂纹，二次衬砌有明显错台，最大处裂纹宽度达20 mm，并有12 mm横向位移错台，裂缝从二衬至仰拱全环贯通。二次网状开裂见图1。

初支变形侵限及二衬开裂段落围岩设计情况：Ⅴ级浅埋段二衬为45 cm厚钢筋混凝土，Ⅴ级深埋段二衬为45 cm素混凝土。

3隧道病害治理原则

1)对于滑坡影响范围内的隧道结构，隧道初支变形侵限换拱、二衬结构补强加固或重新衬砌，应在滑坡治理完的前提下进行，否则仍有可能再次发生衬砌开裂，滑坡治理期间可对隧道结构进行临时支撑。2)衬砌因滑坡引起的裂损无论轻重，如有继续发展趋势时均需处理。3)不允许衬砌背后存在空洞，它不但降低了地层抗力，而且将来一旦坍塌，将使围岩进一步松弛，故必须予以处理。4)衬砌因地层压力大裂损严重但大部分结构仍有承载力时，在满足净空要求时多数采用套衬处理(厚度应不小于30 cm)，不能满足净空要求时可采用拆除重建方法。

4隧道病害整治方法

通过现场查看，针对隧道初支变形、二衬开裂、渗漏水、空洞等病害具体处治方案如表1所示。

1)隧道初支变形侵限。增加临时护拱支撑；对原有初期支护进行环向注浆加固；初支换拱长度达到6 m后即可进行再次的二衬施工，二衬钢筋为4Φ25，混凝土标号由C25提高为C30。

2)素混凝土衬砌开裂。a.裂缝宽度小于5 mm(钢带+喷混加固)。在衬砌轮廓外沿纵向布设W280钢带，纵向间距0.8 m；对钢带位置布设φ22树脂锚杆，长度为30 cm，环向间距1 m，纵向间距0.8 m；喷15 cm厚C25混凝土。钢带加固施工见图2。b.裂缝宽度大于5 mm及裂缝网状密集段(三肢格栅+喷混加固)。对原有二衬表面凿槽沿纵向布设三肢格栅，纵向间距1 m；挂设φ8钢筋网片，喷13 cm厚C25混凝土。

文章编号：1009-6825(2016)14-0171-02

收稿日期：2016-03-06

作者简介：杨绍战(1983- )，男，工程师;张云(1984- )，男，工程师

中图分类号：U457.2

文献标识码：A