南渝路瑪瑙山隧道病害處治

胡鴻翔 李蔚蹊 王維嘉

摘要：以南渝路瑪瑙山隧道為例，對(duì)其發(fā)生的襯砌開(kāi)裂、路面開(kāi)裂、邊溝結(jié)構(gòu)傾斜等病害問(wèn)題進(jìn)行調(diào)查研究，并提出病害處治措施，可為既有隧道病害處治提供借鑒。

關(guān)鍵詞：隧道； 病害檢測(cè)； 病害分析； 處治措施

中圖分類號(hào)：U457+.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

1工程概況

1.1隧道基本情況

瑪瑙山隧道位于四川省南充市高坪區(qū)境內(nèi)，是G75國(guó)主干線蘭海高速南渝段的重要構(gòu)造物。隧道左線長(zhǎng)515 m，右線長(zhǎng)490 m，隧道設(shè)計(jì)速度為80 km/h。隧道建筑限界為10.25 m×5 m。隧道縱坡3.0%。

1.2隧道地層巖性

瑪瑙山隧道進(jìn)出口為坳溝地形，被坡洪積Q4dl+pl低液限黏土所覆蓋，進(jìn)出口均位于坳溝頂部。相對(duì)高差一般小于100 m。區(qū)內(nèi)粉砂質(zhì)泥巖大面積裸露，因砂質(zhì)含量和膠結(jié)程度產(chǎn)生風(fēng)化差異，坡表呈臺(tái)階狀，臺(tái)階高度多為3～5 m，最高可為10 m。自然橫坡在10°～25°間。地層巖性分別為：

①Q(mào)4dl+pl：低液限黏土，受斜坡母巖影響而呈褐黃、褐紅色，含少量粉砂質(zhì)泥巖和細(xì)砂巖角礫，軟塑—硬塑狀，厚0.5～5.0 m，分布于坳溝及局部斜坡。

②J3s：粉砂質(zhì)泥巖，棕紅色，礦物成分以黏土礦物為主，粉泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)不均，鈣泥質(zhì)—泥質(zhì)膠結(jié)，近水平層理發(fā)育，層理面傾角2°～3°，層面近水平，中—厚層狀構(gòu)造，局部粉砂質(zhì)富集。夾薄層狀粉砂巖，巖質(zhì)軟，具飽、脫水風(fēng)化開(kāi)裂特征，厚度大于70 m，在場(chǎng)地內(nèi)大面積出露。

場(chǎng)地處巖層產(chǎn)狀近于水平，節(jié)理普遍不發(fā)育。粉砂質(zhì)泥巖中主要發(fā)育兩組節(jié)理，L1：產(chǎn)狀為320°～350°∠80°～86°，L2：產(chǎn)狀為215°～255°∠85°～90°。

1.3原設(shè)計(jì)支護(hù)襯砌參數(shù)

隧道按新奧法施工原理進(jìn)行洞身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即以系統(tǒng)錨桿、噴混凝土、鋼筋網(wǎng)、鋼架組成初期支護(hù)與二次模筑混凝土相結(jié)合的復(fù)合襯砌型式。初期支護(hù)采用C20噴混凝土，二次模筑混凝土采用C25混凝土或C25鋼筋混凝土。

1.4原設(shè)計(jì)、施工概況及病害整治歷史

瑪瑙山隧道右線營(yíng)運(yùn)里程K829+004～K829+174段路面從2020年5月初開(kāi)始出現(xiàn)路面輕微開(kāi)裂、隆起等現(xiàn)象，至2020年12月病害進(jìn)一步發(fā)展，個(gè)別地段路面出現(xiàn)裂縫、電纜溝側(cè)壁傾斜、蓋板傾斜等病害，為避免病害進(jìn)一步發(fā)展，本路段養(yǎng)護(hù)單位采用灌縫材料對(duì)路面裂縫進(jìn)行了封閉處治，未對(duì)檢修道側(cè)壁進(jìn)行處治。

2隧道病害檢測(cè)

2.1外觀檢測(cè)結(jié)果

2.1.1襯砌外觀

瑪瑙山隧道右線營(yíng)運(yùn)里程K829+004～K829+044（40 m）段范圍內(nèi)襯砌右邊墻墻面裂縫修補(bǔ)5處，其中縱向修補(bǔ)2處，環(huán)向修補(bǔ)3處；左側(cè)邊墻出現(xiàn)1處縱向修補(bǔ)裂縫（圖1）。

2.1.2路面外觀

瑪瑙山隧道右線營(yíng)運(yùn)里程K829+004～K829+174段范圍內(nèi)，共發(fā)現(xiàn)主車道路面修補(bǔ)裂縫6處，其中橫向裂縫5處，縱向裂縫1處（圖2）。

路面裂縫均已進(jìn)行過(guò)灌縫處理，本次不再對(duì)路面裂縫進(jìn)行處治。

2.1.3其他附屬外觀檢測(cè)

瑪瑙山隧道右洞左側(cè)電纜溝與超車道之間出現(xiàn)2處裂縫，第1段起訖營(yíng)運(yùn)樁號(hào)：K829+084～K829+104（20 m），最大開(kāi)裂寬度為2 cm，電纜溝側(cè)板未見(jiàn)異常；第2段起訖營(yíng)運(yùn)樁號(hào)：K829+114～K829+164（50 m），最大開(kāi)裂寬度為2 cm，電纜溝側(cè)板未見(jiàn)異常。

右側(cè)電纜溝與主車道之間出現(xiàn)2處裂縫，第1段起訖營(yíng)運(yùn)樁號(hào)：K829+004～K829+069（65 m），最大開(kāi)裂寬度為6 cm，電纜溝側(cè)板出現(xiàn)輕微傾斜現(xiàn)象，未見(jiàn)錯(cuò)臺(tái)及沉降；第2段起訖營(yíng)運(yùn)樁號(hào)：K829+119～K829+174（55 m），最大開(kāi)裂寬度為7 cm，電纜溝側(cè)板出現(xiàn)沉降、傾斜、輕微錯(cuò)臺(tái)，傾斜角度約10°，部分路邊指示燈陷入裂縫內(nèi)，局部水泥砂漿抹平修補(bǔ)（圖3）。

2.2仰拱回填地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果

瑪瑙山隧道右線營(yíng)運(yùn)里程K829+079～K829+127段、K829+147～K829+168段右側(cè)主車道下方，雷達(dá)信號(hào)局部反射異常，存在雷達(dá)信號(hào)反射較強(qiáng)烈區(qū)域，疑似仰拱回填混凝土密實(shí)性較差或存在富水區(qū)域。營(yíng)運(yùn)里程K829+006～K829+070段、K829+103～K829+164段超車道下方達(dá)信號(hào)局部反射異常，存在雷達(dá)信號(hào)反射較強(qiáng)烈區(qū)域，疑似仰拱回填混凝土密實(shí)性較差或存在混凝土脫空現(xiàn)象。

2.3隧道凈空檢測(cè)

根據(jù)瑪瑙山隧道病害情況，共選取17個(gè)斷面進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果顯示，該隧道檢測(cè)段落范圍內(nèi)，路面右側(cè)存在不同程度的隆起現(xiàn)象（表1）。

2.4仰拱及填充鉆孔取芯法檢測(cè)

對(duì)隧道仰拱及填充鉆孔取芯，其結(jié)果如表2所示。

（1）瑪瑙山隧道右線鉆孔取芯位置在有仰拱回填層處的回填層底部靠拱腳位置較為破損，底部存在虛渣及黏土回填，局部有積水。

鐵路與公路胡鴻翔， 李蔚蹊， 王維嘉： 南渝路瑪瑙山隧道病害處治

（2）回填存在片石混凝土及蜂窩麻面（圖4）。

2.5病害檢測(cè)結(jié)果評(píng)定

根據(jù)JTG H12-2015《公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》中4.5.6規(guī)定：3類隧道或存在狀況值為2的分項(xiàng)時(shí)，應(yīng)對(duì)局部實(shí)施病害處治，本隧道病害檢測(cè)分項(xiàng)技術(shù)狀況評(píng)定結(jié)果見(jiàn)表3。

3病害原因分析

根據(jù)檢測(cè)報(bào)告并結(jié)合類似工程經(jīng)驗(yàn)，瑪瑙山隧道病害產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋?/p>

（1）隧址區(qū)圍巖為砂泥巖互層，巖質(zhì)軟，遇水易軟化；隧道建成通車已多年，在地下水的影響下，局部巖層軟化，混凝土碳化加深，且隧道拱腳處為應(yīng)力集中區(qū)，導(dǎo)致隧道路面輕微隆起、路面與電纜溝壁發(fā)生錯(cuò)臺(tái)、裂縫等病害。

（2）在隧道開(kāi)挖過(guò)程中，由于其底部虛渣、積水等雜物未清理徹底，造成基底圍巖軟化；同時(shí)仰拱底部圍巖可能存在超欠挖現(xiàn)象，造成局部地方仰拱回填或仰拱厚度不足，導(dǎo)致仰拱底部受力不均。

4隧道病害處治措施

根據(jù)檢測(cè)報(bào)告分析，此次瑪瑙山隧道檢測(cè)段落的病害有幾種類型（圖5）。

（1）路面。路面縱向、橫向裂縫已經(jīng)進(jìn)行裂縫封閉，路面未出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)等危及行車安全的病害嚴(yán)重，隧道技術(shù)狀況評(píng)定值為2，暫不采取措施。在運(yùn)營(yíng)期間應(yīng)加強(qiáng)路面監(jiān)測(cè)，以保證結(jié)構(gòu)安全和行車安全。

（2）隧道凈空斷面侵限。凈空斷面檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，路面多處發(fā)生輕微隆起，技術(shù)狀況評(píng)定值為1，暫不采取措施，需加強(qiáng)監(jiān)測(cè)以保證結(jié)構(gòu)安全。

（3）其他附屬。隧道存在檢修道存在沉降、傾斜、輕微錯(cuò)臺(tái)，主要是由于襯砌拱腳收斂擠壓造成的，因此采用219×6 mm鋼管樁進(jìn)行處治，可約束邊墻沉降和水平位移。具體方案為：邊溝底部打設(shè)219×6 mm鋼管樁，長(zhǎng)3 m，縱向間距1 m，樁的豎向夾角采用15°和30°交錯(cuò)布置。

5結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合南渝路瑪瑙山隧道病害處治的實(shí)際情況，通過(guò)對(duì)隧道進(jìn)行專項(xiàng)檢測(cè)，查明引起隧道病害的原因，提出針對(duì)性的處治措施，對(duì)于隧道存在檢修道存在沉降、傾斜、輕微錯(cuò)臺(tái)，采用219×6 mm鋼管樁進(jìn)行處治，可約束邊墻沉降和水平位移。目前該隧道病害整治施工已完成，并恢復(fù)車輛正常通車。本項(xiàng)目可作為隧道病害的檢測(cè)、病害原因分析及處治方案選擇提供參考。

參考文獻(xiàn)

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［作者簡(jiǎn)介］胡鴻翔（1990—），男，碩士，工程師，主要從事隧道及地下工程、巖土工程設(shè)計(jì)研究工作。