重慶奉溪高速公路營盤包隧道病害處治方案研究

周武召

摘要：營盤包隧道目前已運(yùn)營6年左右，左右洞均出現(xiàn)了二次襯砌混凝土開裂錯(cuò)臺、電纜溝嚴(yán)重變形傾斜、路面嚴(yán)重變形開裂等病害現(xiàn)象，已危及行車安全，須對隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固以確保隧道運(yùn)營安全。通過對隧道開展病害檢測工作，結(jié)合原設(shè)計(jì)圖紙及竣工資料進(jìn)行分析，得出了隧道病害成因。根據(jù)病害原因及現(xiàn)狀，結(jié)合相關(guān)規(guī)范及已有工程經(jīng)驗(yàn)，制定了相應(yīng)的病害處治方案。

關(guān)鍵詞：營盤包隧道；病害；成因；加固方案

1.隧道概況

重慶奉節(jié)至巫溪高速公路營盤包隧道為雙洞4車道分離式隧道，左線起訖里程為LK15+585～LK16+224.5，長639.5m，右線起訖里程為RK15+638～RK16+289，長651m。隧址區(qū)跨越大巴山弧、川東褶帶。大巴山弧展布于工程區(qū)北部，構(gòu)造線呈北西及東西方向；川東褶帶展布于工程區(qū)南部，構(gòu)造線呈近東西向。褶皺發(fā)育，有背向斜9條，已多處斷裂。背斜褶曲緊湊狹長，巖層產(chǎn)狀較陡，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體的強(qiáng)度和完整性普遍降低。向斜相對較寬緩，巖體變形劇烈，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體的完整性較差。隧址區(qū)及其附近無區(qū)域性斷層通過，勘察未發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌、泥石流等不良地質(zhì)，隧址區(qū)區(qū)域地質(zhì)整體穩(wěn)定。

2.病害現(xiàn)象

營盤包隧道于2010年開工建設(shè)，2013年建成，至今已運(yùn)營6年左右，目前隧道左右洞均出現(xiàn)了二次襯砌混凝土開裂錯(cuò)臺、電纜溝嚴(yán)重變形傾斜、路面嚴(yán)重變形開裂等病害，部分已加固處治的段落也存在二次襯砌開裂、施工縫錯(cuò)臺等病害現(xiàn)象。主要病害現(xiàn)象如下：（1）左右線巫溪端電纜溝傾斜變形嚴(yán)重，電纜溝內(nèi)外緣最大錯(cuò)臺量達(dá)40cm左右。（2）路面嚴(yán)重變形開裂，最大縱向裂縫寬度超過3cm。（3）隧道左右線部分已注膠封閉的裂縫、掛網(wǎng)噴混凝土段落及已粘貼鋼帶段落二次襯砌仍出現(xiàn)開裂或錯(cuò)臺病害。拱腳部位二次襯砌裂縫最寬處達(dá)2cm，施工縫錯(cuò)臺超過1.5cm。（4）隧道二次襯砌出現(xiàn)施工縫及襯砌裂縫嚴(yán)重滲漏水病害，部分施工縫部位在雨季形成涌流現(xiàn)象。

3.病害原因分析

4.處治設(shè)計(jì)方案

根據(jù)隧道病害現(xiàn)狀及產(chǎn)生原因，對主要的結(jié)構(gòu)病害制定如下處治方案。

4.1襯砌裂縫處治

對裂縫寬度小于0.2mm的裂縫不進(jìn)行處治，對裂縫寬度不小于0.2mm的裂縫采用壓注環(huán)氧樹脂灌縫膠的方法進(jìn)行處治。

4.2二襯背后脫空處治

對隧道二襯與初支間檢測出脫空且該部位襯砌混凝土厚度小于設(shè)計(jì)值的區(qū)域，根據(jù)圍巖級別、襯砌混凝土厚度等采用在脫空區(qū)域注漿充填的方法進(jìn)行處治。對Ⅴ級圍巖襯砌混凝土厚度小于40cm，Ⅳ級圍巖襯砌混凝土厚度小于35cm，Ⅲ級圍巖襯砌混凝土厚度小于30cm段進(jìn)行注漿充填。

4.3二襯結(jié)構(gòu)加固處治

根據(jù)專項(xiàng)檢測結(jié)果，營盤包隧道左右洞二次襯砌混凝土厚度值范圍為17-101cm，襯砌混凝土最薄處（17cm）對應(yīng)襯砌類型為Ⅳ級深埋。

對二次襯砌混凝土厚度不滿足設(shè)計(jì)要求的段落，綜合考慮欠厚程度、病害狀態(tài)、圍巖級別、已處治措施等因素，分別采用粘貼鋼帶和拆換襯砌等措施進(jìn)行處治，具體處治措施如下：

（1）對襯砌欠厚小于5cm的段落，根據(jù)襯砌開裂情況確定加固措施，若襯砌無開裂，則暫不進(jìn)行處治，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果確定處治時(shí)機(jī)和處治措施。若襯砌有開裂，則采用增設(shè)8mm厚的鋼帶進(jìn)行加固。

（2）對以下三種情況，采用增設(shè)8mm厚鋼帶進(jìn)行加固。

①隧道襯砌混凝土欠厚范圍為5-10cm。即Ⅲ級圍巖段襯砌厚度為25-30cm，Ⅳ級圍巖段襯砌厚度為30-35cm，Ⅴ級圍巖段襯砌厚度為35-40cm。

②襯砌混凝土裂縫技術(shù)狀況值評定為2的段落。

③襯砌拱部出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫的段落。

（3）對以下五種情況，采用增設(shè)10mm厚鋼帶進(jìn)行加固：

①隧道二次襯砌混凝土欠厚大于10cm，但襯砌混凝土厚度大于20cm。即Ⅲ級圍巖段襯砌厚度為20-25cm，Ⅳ級圍巖段襯砌厚度20-30cm，Ⅴ級圍巖段襯砌厚度20-35cm段落。

②原二次襯砌已拆換但新建二次襯砌結(jié)構(gòu)仍有開裂的段落。

③Ⅲ級圍巖未粘貼鋼帶且襯砌混凝土開裂錯(cuò)臺段落。④Ⅲ級圍巖未粘貼鋼帶且二襯厚度小于20cm的段落。⑤Ⅳ級和Ⅴ級圍巖局部二襯厚度小于20cm但襯砌未開裂的段落。

（4）對Ⅳ級和Ⅴ級圍巖局部二襯厚度小于20cm且襯砌開裂及粘貼鋼帶后襯砌仍有開裂的段落，采用拆換二次襯砌，新建C45鋼筋混凝土二次襯砌結(jié)構(gòu)的方案進(jìn)行處治。

（5）對已進(jìn)行襯砌拆換的段落不再進(jìn)行拆換處治。若拆換段落襯砌無開裂，則不進(jìn)行處治，若拆換段落仍有開裂，則采用粘貼鋼帶的方案進(jìn)行處治。

（6）對已進(jìn)行粘貼鋼帶加固但襯砌仍出現(xiàn)開裂的Ⅲ級圍巖段落采用拆換二次襯砌的方案進(jìn)行處治。

5.結(jié)束語

重慶奉溪高速公路營盤包隧道目前左右洞均出現(xiàn)了二次襯砌混凝土開裂、電纜溝變形傾斜、路面變形開裂等病害現(xiàn)象，已危機(jī)行車安全，基于對隧道病害的現(xiàn)場調(diào)查、檢測報(bào)告、地質(zhì)水文、原設(shè)計(jì)等的分析，提出了隧道病害現(xiàn)象的成因，并形成了合理有效的加固方案，得出的主要結(jié)論如下：

（1）隧道病害處治設(shè)計(jì)前應(yīng)充分了解隧道病害現(xiàn)象及發(fā)展?fàn)顩r，充分收集設(shè)計(jì)資料、相關(guān)檢測報(bào)告、原病害處治設(shè)計(jì)情況等隧道相關(guān)基礎(chǔ)資料，為后續(xù)病害處治方案的選取提供完整的基礎(chǔ)資料。

（2）病害處治前，應(yīng)結(jié)合隧道現(xiàn)場病害情況、檢測報(bào)告、地質(zhì)水文條件、原設(shè)計(jì)情況、施工工藝等深入分析及研究病害原因及特點(diǎn)；并綜合考慮隧道施工安全性、可行性、工期及行車影響等多方面因素，針對不同的病害特征形成了合理有效的加固方案。

（3）隧道襯砌脫空、欠厚等病害普遍存在于國內(nèi)外運(yùn)營隧道中，危及隧道結(jié)構(gòu)安全。因此，在施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制好隧道施工質(zhì)量，選取適宜的施工方法，是避免和減少隧道運(yùn)營期間出現(xiàn)病害的關(guān)鍵。

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