六甲洞隧道病害成因分析及加固措施

■胡錦榮

(浙江鼎旺環(huán)境建設有限公司，嵊州 312400)

1 項目概況

六甲洞隧道為清連一級公路既有山嶺隧道，左洞長810m，右洞長780m，位于清遠市浸潭鎮(zhèn)六甲洞村。該隧道于1997 年建成通車，經過10 年的使用，隧道出現了襯砌開裂、襯砌滲漏、路面破損積水、通風照明設施老化等較嚴重的病害，存在嚴重結構安全及行車安全隱患。六甲洞隧道現狀已“傷病累累”，將通過本次維修加固施工，達到結構安全與治理滲漏的目的，滿足隧道安全通行的要求。

2 六甲洞隧道的病害檢測及實測情況

為了全面掌握六甲洞隧道的病害情況，在檢測數據基礎上，結合現場調查、實測、設計隧道內輪廓及以往隧道施工經驗，對六甲洞隧道的病害情況進行一一梳理，情況如表1 所示。

隧道病害及實測情況列表

3 六甲洞隧道病害成因分析及對策

從上述隧道病害數據分析可知，除本隧道設計套拱加固原因導致內輪廓拱腳侵限，其余襯砌空洞、裂縫滲漏水及路面破損等病害是由于工程地質、水文地質、原設計、施工及養(yǎng)護方面的原因，分析其成因及對策如下：

(1)工程地質、水文地質原因及對策

本隧道圍巖由泥質頁巖和砂質頁巖互層組成，節(jié)理、裂隙發(fā)育，風化嚴重，圍巖呈碎石狀壓碎結構。加之隧址區(qū)域地下水豐富，隧道的開挖形成臨空面，造成地下水大量匯向隧道洞身。

對于此類隧道水應采取“防水板+排水管”結合的防排結合的工程處理措施。

（2）原隧道設計與施工原因

原隧道軸線位置處在埡口位置,對圍巖類別的判斷偏高，原支護結構初期支護偏弱，初期支護剛度較小，導致隧道施工中發(fā)生多次初期支護受力變形，塌方，塌方的發(fā)生過度，擾動了襯砌后圍巖，結構設計不合理。另外原施工過程中，分上下斷面臺階法開挖對造成多次圍巖擾動、開挖后初期支護未及時施作導致圍巖變形過大、施工中防水板排水管敷設質量差、部分段落襯砌采用先拱后墻澆筑等原因造成隧道襯砌開裂、滲漏嚴重等病害。另外，由于隧道洞身地下水長期滲流、溶蝕，洞身襯砌背后形成大量空隙、空洞。

對于此類情況本次維修加固設計中采取套拱加固、設置排水板+排水管+中央排水溝排水系統(tǒng)，將徹底解決隧道結構安全及滲漏病害。

(3)隧道運營期間的維護不到位

在隧道通過營運期，對排水系統(tǒng)的堵塞未及時清理、拱墻滲漏未采取處理措施，滲漏水長期溶蝕作用，導致襯砌與路面破損嚴重，存在極大結構安全與行車安全隱患。

針對此類情況建議加強隧道營運過程維護管理。

4 六甲洞隧道維修加固主要工序

在本次加固設計中采用套拱、導管注漿、敷設防水板+縱橫向排水管+中央排水管，重建仰拱、填充、溝槽及路面，將徹底根治隧道目前所存在病害，重新構建穩(wěn)固的結構和安全舒適的通行環(huán)境,如圖1 所示。

圖1 六甲洞隧道套拱加固斷面圖

（1）拆除隧道內照明通風監(jiān)控設施并鑿除洞身瓷磚裝飾。在隧道注漿及套拱施工前，清理原洞身照明通風監(jiān)控設施，鑿除洞身瓷磚裝飾，并用高壓水清洗洞身塵垢。

（2）施作Ф50 小導管并注漿。采取風鉆鉆孔、安裝Ф50 小導管并壓注純水泥漿，注漿壓力控制在0.3～0.5MPa。將5m 長Ф50 小導管（間距1m×1m）打入襯砌后圍巖并注漿有兩大作用，一方面固結襯砌拱墻腳段背后松散圍巖并堵水；其次小導管將原襯砌拱墻腳段牢固鎖定于背后圍巖，大大降低原襯砌拱的臨空高度，形成牢固的超靜定拱。從Ф50 小導管并完成注漿襯砌段落觀察，襯砌滲漏水已大大減少且原襯砌剛度明顯加強。

（3）對襯砌背后存在離析、溶蝕通道、空洞等部位壓漿水泥砂漿。對六甲洞病害展布圖相應段落存在離析、溶蝕通道、空洞等部位按設計要求壓注水泥砂漿，對原襯砌拱腰及拱頂部位進一步注漿充填加固并堵塞滲漏水通道。

（4）仰拱填充、路面、溝槽及拱腳鑿除，施作仰拱填充及拱腳。采用大型破碎機械鑿除路面、仰拱填充層，施作鋼筋混凝土仰拱，然后澆筑填充層。采用大型破碎機鑿除溝槽及拱腳下部后，再用小型破碎機械鑿除拱墻腳上部，再輔以人工風鎬修整，清除基底雜物后敷設防水板、縱橫向排水管、鋼筋綁扎后澆筑墻腳混凝土。

（5）套拱鋼筋混凝土澆筑。采用小型破碎機鑿除拱墻侵限混凝土，輔以人工修整，鋼筋頭等尖銳突出物采用砂輪機或電弧焊切割磨平，然后敷設無紡布、防水板、環(huán)向排水管。綁扎鋼筋，模板臺車就位固定后澆筑拱墻混凝土。

（6）溝槽、中央排水溝施工。按設計要求預制溝槽蓋板、立模澆筑溝槽，敷設中央排水管并做好橫向排水管連接。

（7）混凝土表面整飾、防火噴涂、粘貼瓷磚及路面混凝土攤鋪。利用移動式臺架整飾混凝土表面蜂窩麻面、噴涂防火涂料、粘貼瓷磚。然后清除填充層頂面雜物，采用攤鋪機澆筑路面混凝土。

5 小結

我國自1990 年起這20 多年間，高速公路持續(xù)快速發(fā)展，越來越多的山嶺隧道修建。六甲洞隧道經過運營多年后出現的襯砌開裂滲漏水、路面破損積水，存在較大結構及行車安全隱患，將具有普遍性。通過六甲洞隧道的加固維修施工，獲得了一些非常有益的經驗，簡要介紹如下：

（1）在加固維修施工前，須深入分析該隧道工程地質、水文地質、原設計、病害檢測資料及維修加固設計施工圖等資料，并結合現場觀察與隧道內輪廓侵限值實測等數據,對六甲洞隧道病害、成因及對策作出合理分析判斷。在接下來隧道維修加固施工做到了然于胸，不慌不忙，按步就班做好每一步加固維修工作。

（2）切實做好小導管注漿施工。小導管的注漿施工對加固拱腰以下松散圍巖、止水具有良好效果，并將原襯砌拱墻腳段與背后圍巖牢固鎖定一起，降低原襯砌拱的臨空高度，起到牢固超靜定拱作用。為下一步拱墻侵限襯砌的鑿除提供足夠安全保障。

（3）按設計要求對襯砌背后離析、溶蝕通道、空洞等部位壓漿水泥砂漿，進一步固定拱腰以上松散圍巖、止水堵水。第四、全面清理磨平原襯砌表面尖銳物，并嚴格防水板、縱橫環(huán)向排水管敷設，并接入中央排水溝。此工序須通過嚴格自檢、交接班檢驗及監(jiān)理檢驗。必須做到防水層敷設完整無損松馳適度、排水系統(tǒng)結合完整。

（4）切實做好套拱鋼筋綁扎焊接及混凝土澆筑，重新構建強有力的套拱作為安全儲備。通過完善的設計，精心組織施工，終于構建煥然一新的六甲洞隧道，為接下來類似病害隧道維修加固提供有益經驗。

[1]華南理工大學交通學院.六甲洞隧道病害檢測報告.

[2]中交第一公路勘察設計研究院有限公司.六甲洞隧道加固施工圖設計.