【正文】 常用的是瀝青木板。在隧道開挖后及時(shí) 安裝鋼構(gòu)架、鋼格柵和掛網(wǎng)錨噴，作為初 期支護(hù) (或稱一次襯砌 )；經(jīng)監(jiān)控量測(cè)或觀察，確認(rèn)圍巖初期支護(hù)基本穩(wěn)定后，再鋪設(shè)防水層， 最后進(jìn)行二次模注混凝土澆注。該防水層主要是依靠水泥砂漿本身的密實(shí)性或外摻防水劑增加水泥砂漿的 密實(shí)性，涂抹在混凝土結(jié)構(gòu)物的表面，以達(dá)到防水抗?jié)B的目的，屬剛性防水層，其缺點(diǎn)與噴漿 防水層相同，不能承受任何拉力，不適用于襯砌可能產(chǎn)生裂縫的地方，其次對(duì)施工工藝要求 高，大面積施工不易保證質(zhì)量，且費(fèi)工。其鋪設(shè)材料有瀝 青油氈、瀝青麻布、玻璃布油氈等，韌性好，能適應(yīng)結(jié)構(gòu)微小的變形，并且有良好的抗蝕能力， 防水效果顯著。 故必須同時(shí)采取堵的措施，相互結(jié)合進(jìn)行，采取完善的防水措施，確保隧道不滲漏。 (4)隧道圍巖有幾層含水層時(shí)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件及地下水危害程度，泄水洞可設(shè)在最 低一層，或設(shè)在對(duì)隧道影響最大的含水層，并用滲井、鉆孔等與泄水洞連通以排除上面各層 地下水。 泄水洞宜用于不易減化、不易溶解和滲透系數(shù)大于每晝夜 lOm 的地層中。橫向盲管通常也為硬質(zhì)塑料管，其出水口 若與排水溝 相連，應(yīng)比排水溝溝底高出 5～ lOcm?？v向盲管每隔 10～ 20m 留有一出水口，連通橫向盲管。 ’ 2．高等級(jí)公路隧道 (1)環(huán)向排水管 隧道開挖后，每隔一定距離沿洞周圍環(huán)向鋪設(shè)彈簧排水管，其直徑 5～ lOcm，具有一定 的柔性，可順壁面隨彎就彎，由于這種排水管具有一定的剛度，無(wú)論管子怎樣變形，管徑基本 保持不變。 盲溝宜在未襯砌前修好。盲溝之間的相隔距離，可根據(jù)地下水多少確定，一般為 4 一 lOOm。 以上三種水溝，均必須全部鋪砌。對(duì)于陡峻的山坡截水溝的作用 不大，一般可不設(shè)。三者應(yīng)密切結(jié)合，相互補(bǔ)充，才能充 分發(fā)揮作用。提交洞口的防洪能力。 2020 年河 南省鄭洛高速公路康店隧道在出口路塹高邊坡崩塌，造成交通中斷，其中主要一個(gè)原因就是 施工中取消了原設(shè)計(jì)的明洞，代之深路塹。 洞口位于節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎的陡峭巖壁下，修建隧道時(shí)，坡腳受到擾動(dòng)，進(jìn)一步破 壞了巖體的穩(wěn)定性。 (8)增建洞口擋墻或護(hù)面墻，以加固邊坡和仰坡。 3．明洞病害的防治 除隧道病害防治措施采用于明洞外，根據(jù)明洞 病害的特殊成因，可采取下列防治措施： (1)明洞頂上應(yīng)按設(shè)計(jì)要求保持足夠的填土厚度和良好的排水系統(tǒng)。 (6)斜交、偏壓等不利因素。明洞由于山坡落石所造成的沖擊力使拱頂或邊墻產(chǎn)生裂縫 ?；痉乐未胧┦侵嗡⒎纼?、防融和結(jié)構(gòu)加強(qiáng)四種，根據(jù)實(shí)際情況綜合運(yùn) 用。206 (4)水害。205 3)防治措施 寒冷及嚴(yán)寒地區(qū)隧道凍害的防治，基本措施是綜合治水、更換水壤、保溫防凍、結(jié)構(gòu)加強(qiáng) 四種，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況綜合運(yùn)用。砂在凍結(jié)時(shí)如水能自由排出，其體積實(shí)際上也不膨脹，因而也不產(chǎn) 生凍脹?；蛘咴谕瑯迂?fù)溫條件下，其凍脹作用小。但也有由于凍脹性土與非凍脹土成互層狀，并且其形狀與隧道位 置的組合關(guān)系不同，就 可能出現(xiàn)凍脹部位不對(duì)稱和非均勻分布。 ⑤冬季漏水集中，水量大，水溫較高或僅有濕潤(rùn)和滴水情形，容易被結(jié)凍封住的地點(diǎn)不 會(huì)形成掛冰。當(dāng)含水量大 于起始凍脹含水量時(shí)，就足以產(chǎn)生凍脹。同一座隧道內(nèi)季節(jié)凍結(jié)段的長(zhǎng)度，恒小于洞內(nèi)季節(jié)負(fù)溫段的長(zhǎng)度。在隧道兩端各有 一段長(zhǎng)度，每年均可能出現(xiàn)低于 O~C的氣溫，即負(fù)溫段。當(dāng)隧道周圍巖體自身沒有凍脹性，純屬由于襯砌背后積水，結(jié)凍后體積膨脹， 對(duì)襯砌產(chǎn)生冰劈作用或冰壓力，造成實(shí)砌變形破壞。 (1)掛冰。 (7)加套拱 如果隧道內(nèi)凈空條件不足，可以采取落道加套拱的辦法，為了使新舊襯砌連結(jié)牢固，使 用預(yù)埋件及向拱頂空隙壓漿處理。 襯砌裂損發(fā)展非常緩慢，趨于穩(wěn)定或者已呈穩(wěn)定，可以進(jìn)行圬工 體內(nèi)壓漿。但必須保證巖體不被地下水的軟化泥化等有害作用所破壞。 (4)充填洞穴和洞穴支護(hù) 隧道襯砌外周圍如果存在各種大小的超挖而沒有回填的空隙，不僅使地層壓力分布圖 形產(chǎn)生不利影響，而且使得襯砌結(jié) 構(gòu)失去周邊的有利支承條件，不能使襯砌的承載能力得到 充分發(fā)揮利用。 ②改變地壓的分布圖形，削弱其不利分布，或變不利為有利。 1 98 (10)襯砌的整體性不夠強(qiáng)。通過對(duì)山體滑坡、變形和裂縫與洞內(nèi)襯砌開裂動(dòng) 態(tài)的對(duì)應(yīng)觀測(cè)可以判斷。一般向斜較背斜更不利。 ①地形偏壓。 ④隧道開挖的實(shí)際斷面形狀和尺寸與設(shè)計(jì)采用的數(shù)值差別較大。總之，目前的設(shè)計(jì)方法具有很大的經(jīng)驗(yàn)性和工程類比性。 (4)拆模過早，圬工沒有達(dá)到一定強(qiáng)度即發(fā)生超限應(yīng)力； 陜西境內(nèi)某黃土隧道，由于土壓力較大，施工中襯砌混凝土 存在質(zhì)量問題，隧道尚未通車，襯砌便先由局部開裂發(fā)展為結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，最終導(dǎo)致大范圍的塌 方。 而我國(guó)目前的工程管理辦法很難適應(yīng) 這一要求，導(dǎo)致設(shè)計(jì)與工程實(shí)際不符，不是設(shè)計(jì)過于保守，就是存在不安全因素，造成采用新 奧法設(shè)計(jì)，用老辦法施工，各種施工環(huán)節(jié)很難按新奧法的要求銜接。 (3)結(jié)構(gòu)層防蝕 在各種腐蝕病害較為集中的地段，特別是水中 so一含量較高，滲水壓較大的段落，除 采取排水降低水壓外，同時(shí)用抗侵蝕材料作襯砌，使防水、防蝕與結(jié)構(gòu)合為一體。而 經(jīng)常干燥無(wú)水，則不會(huì)發(fā)生這種腐蝕。此種病害 按其致害原因不同，可分為： (1)水蝕 根據(jù)圍巖地下水的化學(xué)成分不同，對(duì)混凝土的侵蝕作用主要有以下幾種： ①溶出型侵蝕； ②碳酸型侵蝕； ③一般酸性侵蝕和堿性侵蝕； ④硫酸鹽侵蝕； ⑤鎂侵蝕。排防結(jié)合，相輔相成，才能使水害得到根治。 “截’’，就是把流向隧道的水源截?cái)?，或盡可能使其水量減少，屬于間接的排與防。 2)積水原因 (1)襯砌周圍有承壓水作用； (2)襯砌背后的超挖沒作回填或回填不滿，局部滯水無(wú)法排除； (3)修建隧道時(shí)，采取只防不排的治水原則，未設(shè)置疏干圍巖地下水的排 水設(shè)備； (4)排水設(shè)備的排水能力不足，位置不當(dāng) (平面或高程位置 )，構(gòu)造欠妥，不能有效地降低 水位，未能達(dá)到消除病害和減輕病害的作用； (5)襯砌背后的排水設(shè)備堵塞 (包括淤塞或水塞 )，破損失效。這類病害因氣候因 ． 1 91． 素、地質(zhì)條件、隧道結(jié)構(gòu)、洞內(nèi)設(shè)備種類和漏水與涌水的規(guī)槔不同而異。 二、常見病害 ‘ 按照公路隧道病害發(fā)生的原因分類，常見病害有水害、襯砌腐蝕病害、襯砌裂損病害、隧 道凍害、明洞的病害及洞口的病害等。其中汽車排放的 CO 濃度達(dá)到一定 量值時(shí)，會(huì)使人感到不適甚至窒息；柴油車排出的煙塵將不斷惡化行車環(huán)境，使隧道內(nèi)能見 度降低。 2．形狀扁平 在滿足使用功能和施工安全的前提下，盡可能地降低工程造價(jià)是隧道設(shè)計(jì)的基本要求。珠江隧道首次在國(guó)內(nèi)采用沉埋法施工，降低了 工程造價(jià)，提高了工程質(zhì)量，為后續(xù)水下隧道的設(shè)計(jì)與施工及至運(yùn)營(yíng)管理都積累了寶貴經(jīng) 驗(yàn)。公路隧道工程遍布全國(guó)各地，施工和管理難度也不斷加大。 310 國(guó)道寶雞至牛背段， 設(shè)計(jì)為二級(jí)汽車專用公路，全長(zhǎng) 40km 其中隧道累計(jì)長(zhǎng)度 5km 多，占路線比例較大。因此，在高等級(jí)公路迅速發(fā)展的帶動(dòng)下，作為公路重要組成部分 的公路隧道也迎來(lái)了規(guī)?？涨暗慕ㄔO(shè)熱潮。設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)都存在一定的差距， 思想認(rèn)識(shí)上也存在偏見和畏難情緒，所以， 20 世紀(jì) 80 年代前，僅個(gè)別公路上設(shè)有一些短隧 道。后來(lái)建設(shè)長(zhǎng)度超過 4km 的山嶺隧道有二郎山隧道、華鎣山隧道和大溪 一湖霧 嶺隧道，西安一安康公路上的秦嶺隧道長(zhǎng)度超過了 9km。 一、公路隧道的特點(diǎn) 1．?dāng)嗝娲? 公路隧道與鐵路隧道、水工隧道、礦山地下巷 道相比斷面較大，雙車道公路隧道的斷面 積可達(dá) 80m2 左右。短隧道由于受自然風(fēng)和交通活塞作用影 1 90特別是在嚴(yán)寒地區(qū)，冬季隧道內(nèi)的滲漏水或在隧道上部吊掛冰柱，或 在路面形成冰湖，常常會(huì)誘發(fā)交通事故。 2020 年 6 月，某高速公路因?yàn)樗淼绹?yán)重漏水，發(fā)生險(xiǎn)情而關(guān) 閉，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。 4)侵蝕性水對(duì)襯砌的侵蝕 2．水害產(chǎn)生的原因 1)漏水和涌水的原因 (1)該做襯砌的沒有襯砌，無(wú)襯砌的隧道有水必漏； (2)襯砌背后有積水的水囊； (3)隧道通過有溶洞和暗河系統(tǒng)的地層，有季節(jié)性地下水向隧道內(nèi)涌出； (4)襯砌的構(gòu)造縫、工作縫防水性能差； (5)襯砌材料抗?jié)B能力低； (6)襯砌存在施工缺陷； 既要消滅襯砌的一切滲漏缺陷，又要疏干圍巖含水，并保證疏干范圍滿 足整治病害的要求。以防助排，可以使水流集 1．病害類型及特征 1)對(duì)混凝土襯砌的腐蝕 混凝土襯砌具有良好的耐久性，但是當(dāng)遇到侵蝕介質(zhì)經(jīng)常作用時(shí)，會(huì)出現(xiàn)起毛、酥松、麻 面蜂窩、起鼓剝落、孔洞露石、骨料分離等材質(zhì)破壞。 (3)凍蝕 在嚴(yán)寒地區(qū)的隧道，由于混凝土中存在各種開敞的孑 L隙，冬季孔隙中充水結(jié)冰凍脹而使 混凝土材質(zhì)破壞。 2．防治腐蝕措施 (1)治水 在前述各類腐蝕病害中，水是主要的病害媒介，故防蝕必先治水。目前，我國(guó)高速公路的隧道施工，已廣泛采用新奧法施工。這些裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定及建成后隧 (3)仰拱 因上拱下彎而發(fā)生裂紋或斷裂。二者缺一不可，主要因素有： (1)地層壓力增長(zhǎng)超過了襯砌的實(shí)際承載能力，造成地壓過大的原因有： ①采用的地壓理論及計(jì)算方法不符合實(shí)際。 ③淺埋與深埋劃分不準(zhǔn)。但 其滑動(dòng)的主要條件視巖層走向、傾向、傾角及與隧道縱軸的夾 角的大小而定。 (D施工偏壓。 (7)襯砌拱軸線形狀與荷載大小、分布圖形不相適應(yīng)。 一般需進(jìn)行以下幾方面的工作： (1)對(duì)一座已發(fā)生裂損的隧道，首先要查明哪些節(jié)段已發(fā)生變形、移動(dòng)和開裂。 (5)對(duì)裂損的襯砌作穩(wěn)定性分析。 (2)治水穩(wěn)固巖體 地下水的浸泡與活動(dòng)對(duì)各種圍巖的穩(wěn)定性削弱最大。 用噴錨支護(hù) )來(lái)穩(wěn)固這些洞穴。但這種措施僅適用于洞口段和傍山隧道的靠山側(cè)或靠河側(cè)，屬于洞 外整治措施，而大規(guī)模的山體滑移，必須改線。 (3)鋼拱架加固及嵌軌加固 有的裂損發(fā)展較快，為確保安全，采取鋼拱架臨時(shí)加固。 必要時(shí)，可以在噴層中加入鋼筋網(wǎng)。 (11)墻基加深展寬 邊墻基底圍巖軟弱，引起下沉、傾斜、內(nèi)移、拱墻開裂等，可將墻基延深至較堅(jiān)實(shí)穩(wěn)固的 巖層上，或展寬墻基與增設(shè)仰拱并用。 (3)“冰湖”。 (7)襯砌冷縮開裂。 回填料及回填狀況不同，對(duì)凍結(jié)圈的形狀和厚度大小也產(chǎn)生影響，它決定著凍脹荷載的大小 和分布圖形。沒有水就不會(huì)發(fā)生凍 害。而且，山上地層凍結(jié)，封閉了地下水的地表出路，導(dǎo)致隧道內(nèi) 天氣越冷漏水 量越大。203 ． ②天然的水在氣溫低于 Oo【 =時(shí)就開始結(jié)冰。 ⑤水分的遷移和聚冰作用導(dǎo)致巖體凍脹。 ． ⑩土凍脹時(shí)受襯砌的約束，則對(duì)襯砌產(chǎn)生凍脹力。 (5)隧道設(shè)計(jì)和施工與隧道凍害的關(guān)系 有的隧道修建時(shí)沒 有考慮防凍問題，或?qū)Ψ纼鰡栴}考慮的不夠。 (4)保溫防凍，保溫、供熱、降低水的冰點(diǎn)。如： ①洞 15I 仰坡和邊坡的熱融泥流； ②仰坡邊坡的熱融坍塌； ③仰坡邊坡的表面沿多年凍土線滑坡； ④洞門及翼 墻后圍巖凍脹； ⑤路面凍害； ⑥洞門端墻及翼墻開裂： ⑦其它病害。 層下水也含補(bǔ)給層間水，使 多年凍土段襯砌周圍含大量未凍水。但是隧道一端或兩端有多年凍土段，水溝即使埋在季節(jié)凍融層以下，卻又通過 多年凍土層內(nèi)，如果溝內(nèi)水流在通過多年凍土過程中也會(huì)發(fā)生沿流結(jié)冰，凍結(jié)時(shí)間長(zhǎng)了，上 游來(lái)水的初始溫度越低，水量越小，穿過多年凍土層的溝段越長(zhǎng)，凍結(jié)指數(shù)越大，其危害越嚴(yán) 重。 3)洞口落石、流泥、滑坡、中斷行車。明洞頂刷坡土沒有及時(shí)清理或刷坡滑坡、坍塌，造成明洞襯砌偏壓兼超 載，導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)開裂受損。 3)洞口落石、流泥、滑坡的病害原因 明洞口落石、流泥，主要是明洞不能直接防止路塹邊坡或山坡上的坍塌、流泥、落石，或 者是運(yùn)營(yíng)后對(duì)洞頂邊坡沒作排水，或處理不當(dāng)。 ’ (5)在洞口兩端及洞頂有針對(duì)性地增設(shè)必要的支擋和防護(hù)設(shè)施。 2．洞口病害產(chǎn)生的主要原因 洞口地質(zhì)一般較差，山體覆蓋薄，當(dāng)出現(xiàn)仰坡坍塌、順層滑動(dòng)及各種不良地質(zhì)現(xiàn)象時(shí)，使 洞門承受過大的土體壓力，造成洞門墻斷裂、前傾，甚至推斷襯砌，產(chǎn)生環(huán)形裂縫。隧道遵循“早進(jìn)洞，晚出洞 的設(shè)計(jì)原則，盡量減少對(duì)山體的破壞和擾動(dòng)。焦晉高速公路在隧道施工時(shí)，大量采用了這一技術(shù)，用以固結(jié)洞口周圍 松散巖體及坍方治理，取得了顯著成效。 第三節(jié)防排水設(shè)計(jì) 隧道病害大多與水有關(guān)系，