淺析隧道基底裂縫成因及應(yīng)對(duì)措施

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，隧道工程的建設(shè)正處于高峰期，但是近年來(lái)，由于隧道工程的特殊性，受水文、地質(zhì)、設(shè)計(jì)和施工等因素的影響，很多隧道的基底出現(xiàn)開(kāi)裂、翻漿冒泥和不均勻沉降、隆起等病害，針對(duì)某隧道基底砼出現(xiàn)開(kāi)裂進(jìn)行技術(shù)總結(jié)，為類似情況的施工提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：隧道 基底開(kāi)裂 原因分析 對(duì)策

1 工程概況

某隧道正洞線間距4.6m，仰拱及填充于施工2個(gè)月后出現(xiàn)裂縫，裂縫為沿隧道中線方向在中線位置出現(xiàn)縱向裂縫，最大縫寬達(dá)6cm，最大錯(cuò)臺(tái)2.5cm。出現(xiàn)裂縫的地段為Ⅳ級(jí)圍巖，位于土石分界附近，泥巖與砂巖互層，地下水發(fā)育且水壓分布不均，仰拱初期支護(hù)采用I18工字鋼，間距1榀/m，C25噴射砼22cm，鋼筋砼仰拱厚度45cm，素砼填充厚度131cm。

2 裂縫病害調(diào)查

2.1 物探

采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行物探檢測(cè)，共布設(shè)8條測(cè)線，縱向在隧道中線處1條，距離中線1.5m和2.9m處對(duì)稱布設(shè)各2條，橫向在裂縫最大處布設(shè)1條，向兩側(cè)延伸5m處各設(shè)2條。

經(jīng)雷達(dá)檢測(cè)，測(cè)線1和測(cè)線6處仰拱砼界面以下2.3m顯示強(qiáng)反射信號(hào)，圍巖裂隙發(fā)育，破碎，且?guī)r內(nèi)含水較大。

2.2 鉆芯取樣

對(duì)出現(xiàn)裂縫段仰拱及填充進(jìn)行鉆芯取樣，取樣位置為中線位置和距中線左右各自1.5m處，鉆孔深度5m，對(duì)物探結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)對(duì)施工情況進(jìn)行了解。（如右圖）

鉆探結(jié)果顯示，仰拱砼厚度和強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，但局部鉆到虛渣，厚度0.05-0.1m，仰拱與填充澆筑界面不清晰。

2.3 隧底變形觀測(cè)

為更好把握隧道基底砼結(jié)構(gòu)的變化，在隧道中線、左右兩側(cè)水溝邊和隧道拱頂布設(shè)水準(zhǔn)觀測(cè)點(diǎn)。經(jīng)觀測(cè)，隧底無(wú)明顯變化。

2.4 裂縫變形觀測(cè)

在裂縫兩側(cè)設(shè)對(duì)稱觀測(cè)點(diǎn)，主要采取日常尺量方式檢測(cè)裂縫寬度變化，采用相對(duì)高程確定隆起或者沉降情況。經(jīng)觀測(cè)，裂縫寬度有增加趨勢(shì)，裂縫錯(cuò)臺(tái)基本穩(wěn)定無(wú)變化。

3 原因分析

3.1 地質(zhì)條件

此段泥巖具有弱膨脹性，砂巖無(wú)膨脹性，導(dǎo)致基底出現(xiàn)不均勻沉降，是引起裂縫的主要因素。

3.2 地下水

圍巖內(nèi)富含地下水，且水壓分布不均，在壓力水不斷侵蝕圍巖的作用下，由于不均勻的軟化，導(dǎo)致圍巖應(yīng)力重新分布，同時(shí)在仰拱砼和圍巖之間形成軟弱層，是引起裂縫的另外一個(gè)主要因素。

3.3 仰拱開(kāi)挖曲率

仰拱開(kāi)挖過(guò)程中，因使用機(jī)械開(kāi)挖，開(kāi)挖弧形與設(shè)計(jì)弧形有一定偏差，從而引起基底圍巖對(duì)砼的不均勻反作用力，也是引起裂縫出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)的一個(gè)客觀因素。

3.4 根據(jù)鐵建設(shè)【2010】120號(hào)文規(guī)定，隧底開(kāi)挖后圍巖應(yīng)力未得到及時(shí)的釋放即進(jìn)行封閉施工，也是產(chǎn)生裂縫的一個(gè)不可忽視的因素。

4 施工對(duì)策

4.1 采用不同長(zhǎng)度的鋼花管對(duì)基底3m范圍內(nèi)圍巖進(jìn)行注漿加固，增強(qiáng)兩種圍巖整體受力的力學(xué)性，同時(shí)起到切斷水源，消除水對(duì)圍巖的侵蝕和軟化作用。

4.2 采取樹(shù)根樁方式，自填充表面向基底圍巖打設(shè)鋼管或者錨桿進(jìn)行錨固，實(shí)現(xiàn)基底圍巖與仰拱砼的整體性，削弱相互受力。

4.3 對(duì)出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行注漿填塞，同時(shí)對(duì)表層砼裂縫進(jìn)行鑿除后加設(shè)鋼筋網(wǎng)，增加表層砼抗拉強(qiáng)度。

4.4 在隧道兩側(cè)水溝底上方對(duì)邊墻進(jìn)行鉆孔，部分消除水壓，導(dǎo)流洞身上部圍巖的水量沿水溝排出，防止?jié)B入基底圍巖；同時(shí)在水溝底部打設(shè)鋼花管，消除地下承壓水對(duì)基底的侵蝕，通過(guò)壓力排入水溝。

4.5 同一類圍巖的施工，下步施工中增加一定厚度的基底換填，消除圍巖的不均勻沉降。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)在建隧道基底出現(xiàn)開(kāi)裂的一些分析，可以督促類似地質(zhì)情況的隧道在施工中，加強(qiáng)全方位地質(zhì)和水文情況的核查，在施工中通過(guò)改變工藝、加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管控等手段來(lái)避免出現(xiàn)砼開(kāi)裂，以及出現(xiàn)開(kāi)裂后可采取的一些措施，提供一定的參考。

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