【正文】 可以說水的問題解決了，就解決了大部分隧道病害。截水溝一般設在仰坡邊緣 5m 以外的適宜位置，其長度應能防止洞 VI 邊坡、 仰坡面遭受沖刷。路線在兩個洞 12I，邊坡水流都應向外 流。 (二 )隧道襯砌背后的排水設施 ， 1．一般公路隧道 (1)盲溝 ’ 、 盲溝是修建在襯砌背后的一種排水設施，沿出水點開溝，溝中用于砌片石、卵石等回填 作為導水層，使地下水在襯砌背后能集中到溝內(nèi)排水洞內(nèi)水溝。如僅邊墻部分有水 時，可另做豎向盲溝，豎向盲溝亦可根據(jù)具體出水情況設為單側或雙 側。此法適用于Ⅲ～Ⅳ類圍巖，鉆孔長度、角度、位置應根據(jù)地下水及圍巖的具體情況確定。軟管與彈簧排水管構造相同，管徑通常為 10cm 左 右，硬管即為建筑工程中常用的 PVC 排水管。 對于連體隧道，為了有利排水，最好在中隔墻設計中，考慮復合式襯砌，而計算則不考慮二次 襯砌參與中隔墻受力。 中央排水管段應規(guī)整，且管壁強度達到設計要求。泄水洞與隧道的間距應根據(jù)地質(zhì)情況和地下 水位及降低水位的程度決定，不得因修建泄水洞而影響隧道的穩(wěn)定。 不宜單獨用新 建隧道防水。 2．噴漿防水層 噴漿防水層是在壓縮空氣的高壓作用下，使水泥和砂漿在高速噴射下，通過水泥槍噴咀 處與水混合，噴射在已鑿毛的襯砌內(nèi)表面上，形成粘貼性較強的堅固砂漿層，其密實性較好， 抗?jié)B性能也較好，但不能承受任何拉力，因此不適用于有強烈振動或可 能由凍害而引起襯砌 開裂的隧道。 及二次襯砌模注混凝土來說，起到隔離與潤滑作用，使初期支護噴射混凝土對二次襯砌混凝 土的約束應力減少，從而避免模注混凝土產(chǎn)生裂縫，提高了二次襯砌混凝土的防水抗?jié)B能 力。再澆灌時，應先刷水泥漿兩遍，再鋪設 1cm 厚砂漿，過半小 時以后即可繼續(xù)澆第二段混凝土。 第四節(jié)施工防排水措施 。襯砌施工縫、沉降縫及伸縮 縫是隧道防水的薄弱環(huán)節(jié)，若處理不當，則是滲漏水的主要通道。它不僅起防水作用，而且對初期噴射混凝土 (三 )內(nèi)貼式防水層 內(nèi)貼式防水層是在襯砌內(nèi)表面做的防水層。常用的材料有：水泥漿液、水泥一水玻璃漿液及高分子漿液等。 (6)泄水洞的縱向坡度應根據(jù)實際情況決定，一般應不小于 3‰，泄水洞一般應設置洞 門及出口溝渠。用以疏干地層的泄水洞，其底面標高適當?shù)陀谒淼琅潘疁系臏?底，以 起到疏干作用為度。 (4)中央排水管 中央排水管位于路面下部中央，通常由預制混凝土管段構成。而在連體隧道中，由于中隔墻先行施工，有的設計將縱向排水盲管位置確定在中隔墻與 拱圈接合部位，難以保證其縱向坡度 ，常常影響其排水效果，且橫向盲管在中隔墻位置變?yōu)? 豎向盲管，排水效果很差。 (2)縱向排水盲管 縱向排水盲管的作用，一是將環(huán)向排水管下流之水經(jīng)其排至橫向盲管； 是將防水卷材 ．阻擋之水經(jīng)縱向盲管上部透水孔向管內(nèi)流導；三是將匯集的地下水排向橫向盲管。 溝，當?shù)叵滤星治g性時，可在襯砌與盲溝間設置防水層。 為保證盲溝排水效果，可根據(jù)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況，在盲溝處向周圍地層鉆孔，將 附近圍巖中地下水引向盲溝。 三、洞內(nèi)排水設計 洞內(nèi)排水設計，一般包括洞內(nèi)排水溝、襯砌背后的排水設施 (環(huán)向排水管、縱向排水管、 橫向盲管等 )設計。 (二 )排水溝 從仰坡上流下的地表水，由洞頂排水溝引離隧道。洞頂截水溝或天溝 應在雨季到來之前及時修好，防止雨水破壞邊坡和仰坡面，尤其是松散破碎地層和不良地質(zhì) 地段的洞口排水更應注意。 (3)修建擋土墻或錨桿擋墻。 3．洞口附近病害防治 通常采取穩(wěn)固 坡面及巖體的防護措施。208 (3)由于山體滑動推移造成的病害主要通過滑坡治理消除病害。 2)洞門端墻、側墻的病害原因 洞門發(fā)生剪切性斷 裂，由縱向推力產(chǎn)生。明洞頂山坡或開挖邊坡，受地下水影響，滑坡、坍塌造成明洞不同程度的 偏壓，導致襯砌結構開裂受損。 (3)環(huán)形裂縫，環(huán)形裂縫較縱向裂縫少見，多發(fā)生在洞口附近及施工接縫處。即使多年凍土段沒有地下水冒出，但是在 非多年凍土段仍然會有凍結層下的水突破隧底凍層進入隧道，在隧道凍層之上向洞外漫流， 并沿流凍冰。 (5)冰害 在非寒冷季節(jié)發(fā)生水害的隧道，到了寒冷季節(jié)就發(fā)生冰窖。加強襯砌 拘要點如下： ①加大側向拱度，使拱軸線能更好地抵抗側向凍脹，在這一點上，公路隧道較鐵路隧道 有利； ②拱頂厚度較一般襯砌厚度加厚 10cm 左右； ’ ③沒有底部凍脹，而發(fā)生墻腳內(nèi)移時，增設仰拱； ④必要時采用提高混凝土標號，在襯砌中加入鋼筋，而不 必加厚襯砌； ⑤如果只是局部范圍有凍脹性圍巖，可以局部加設鋼筋網(wǎng)及在周圍無凍脹性圍巖增設 亢凍錨桿； ⑥如凍脹層不厚，可在有凍脹范圍增設錨固在凍而不脹層的錨桿加固。 (2)更換土壤 凍結圈的巖土，如果是強凍脹土 (主要是細粒土 )，設置集滲盲溝仍不能有效清除凍脹 時，可改用換填透水性強的粗粒土來整治。 ⑧凍結圈內(nèi)的巖體，其凍脹量隨凍結層厚度的變化而增減。 ④同樣氣溫條件，不同土的凍結速度和深度是不同的。有的段落本來洞 內(nèi)氣溫低于 O℃很多，也發(fā)生冬季漏水掛冰，當結冰把漏水口封住，掛冰位置向洞內(nèi)轉移后， 該段并不都隨著出現(xiàn)凍脹病害。 (4)圍巖的巖性對凍脹的影響 在季節(jié)凍結圈內(nèi)如果都是非凍脹性土，是不會發(fā)生凍脹性病害的。這種凍脹， 由于水分相對集中，可以在凍土內(nèi)形成很厚的冰層，凍結時產(chǎn)生強烈凍脹，融化時會引起劇 烈沉陷，因而是凍害的重要原因。同時，凍結圈范 圍的巖土也會由無凍脹性變?yōu)橛袃雒浶裕鮾雒浶宰優(yōu)? 強凍脹性。襯砌周圍超挖大小 不等、超挖 它比冰楔破壞作 用大，常見的開裂狀況有： ①襯砌變形開裂； ②路面破壞； ③隧道排水設備破壞，排水溝破壞； ④洞門墻、翼墻前傾開裂； ⑤洞口仰坡邊坡凍融坍塌； (6)襯砌材質(zhì)凍融破 壞。 (2)冰塞。 (10)增設仰拱或更換鋼筋混凝土仰拱 如底部土壤軟弱、路面上鼓、節(jié)段下沉等可增設仰拱。此時宜用錨桿，既可沿內(nèi) 緣張裂紋的走向兩邊布置，作為局部加固，也可以按全斷面加固，在所有內(nèi)緣張力區(qū)布置。在拱后壓漿增加 拱的約束要以提高襯砌剛度和穩(wěn)定性，如果同一環(huán)襯砌同時存在外鼓和內(nèi)鼓部位，首先采取 臨時措施控制內(nèi)鼓繼續(xù)變形，然后在外鼓變形的部位壓漿加固之后再對內(nèi)鼓采取加錨，最后 才對全斷面進行整體加固較為合適。也要采用鋼筋混凝土 梁跨越，使該不穩(wěn)固的巖體對襯砌的穩(wěn)固與支承條件不發(fā)生影響。不能全部填充者，可以采取與支護和加筑襯砌 (包括采 ⑤除去圍巖地下水對襯砌的動靜壓力作用和潛流沖刷作用。 (3)根據(jù)觀測資料，對 各裂損節(jié)段和部位的變形、移動和裂損的基本形態(tài)和組合形態(tài)進 行分析，判斷其受力性質(zhì)與發(fā)展趨勢。整治裂損病害則是要消滅已有的裂損帶來的一切危害。 (5)保留的支撐腐朽倒坍，坍方范圍較施工時有所擴大。 d．巖性不均偏壓。 a．單斜構造偏壓。 (2)地壓分布圖形出現(xiàn)了意外的不利情況?，F(xiàn)階段，隧道設計的計算，襯砌類型的選擇，均是以圍巖分類為 基礎。 2)運營后出現(xiàn)開裂的原因 隧道運營后出現(xiàn)的開裂有三種情況：一是施工過程中形成的開裂沒有得到整治，仍繼續(xù) 發(fā)展；二是已呈暫時穩(wěn)定或經(jīng)過整治的開裂出現(xiàn)了新的變化；三是完好的襯砌出現(xiàn)了新的開 裂。 2)常見的襯砌裂損 (1)拱頂 出現(xiàn)下彎形內(nèi)緣受拉開裂居 多，裂紋走向多與隧道縱向軸向平行。例如寧夏某隧道，由于種種原因，隧道襯砌作完后，襯砌混 凝土出現(xiàn)了大量裂縫。 (三 )襯砌裂損病害與防治 作用在隧道襯砌結構上的壓力，與隧道圍巖的性質(zhì)、地應力的大小以及施工方法、襯砌 修建的時間等因素有關。 2)對石塊襯砌的腐蝕 石塊襯砌的腐蝕，按發(fā)生部位分為： (1)灰縫腐蝕，表現(xiàn)為失去粘結力和抗壓強度，因而發(fā)生灰縫脫落，砌塊松動，嚴重者可 導致襯砌變形，沿灰縫開裂和掉塊，失去支護圍巖的能力。對于鋼筋、 ?昆凝土襯 砌結構，水蝕可以導致鋼筋銹蝕，而鋼筋銹蝕體積膨脹，又會加快混凝土的破壞和裂紋的發(fā) 展，周而復始，惡性促進。每一段所用的排、堵、截設施均應有主有次，既能自 成體系，又能互相配合，形成全隧道完整的治水系統(tǒng)。 排、堵、截均不宜單獨使用。對各種隧道病害進行整治時，如果 水是其中的致害因素，都要先治水。如： (1)因水壓較大壓破襯砌； (2)軟質(zhì)巖因浸水發(fā)生泥化和軟化失去承載力或產(chǎn)生塑性流動，對襯砌的壓力增大，導 致襯砌破壞； (3)圍巖的結構面及軟弱夾層因浸水發(fā)生軟化、滑移失穩(wěn)，對襯砌壓強增大，導致襯砌破 壞； (4)膨脹性圍巖浸水發(fā)生體積膨脹，導致襯砌破壞； (5)寒冷及嚴寒地區(qū)的隧道發(fā)生冰脹和圍巖凍脹。例如甘肅七道梁隧道、遼寧八盤嶺隧道、吉林密江隧道都是在建成后不久，隧道 內(nèi)便出現(xiàn)大量滲漏，春、夏、秋三季隧道變成了“水簾洞”，冬季洞內(nèi)則變成了“冰湖”。為了減輕通過隧 道時司機的生理和心理壓力，消除車輛進洞時的黑洞效應，清除出洞時的眩光現(xiàn)象，從有利 于安全行車角度考慮，高等級公路上的隧道一般都根據(jù)具體條件，對隧道進行合理有效的照 明。正是因為斷面呈扁平狀，在斷面積相同 條件下，公路隧道較之鐵路隧道、水工隧道和礦山巷道施工難度較大。然而隨著公路隧道工程數(shù)量的增加 和建設速度的加快，由于經(jīng)驗認識等諸多原因及設計、施工的水平限制，在已修建的隧道中， 都不同程度地出現(xiàn)了質(zhì)量問題，有的甚至出現(xiàn)了嚴重的質(zhì)量事故，造成較大經(jīng)濟損失。 1 89 由于隧道造價較高，運營管理相對復雜，所以 各地對隧道建設都十分重視。第五章 隧道工程質(zhì)量通病防治 第一節(jié) 概 述 隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國的公路建設也蓬勃發(fā)展，特別是高等級公路建設更是 FI 新月異，全國性高等級公路路網(wǎng)格局正在形成。浙江、福建、吉林、貴州、云南等省 部分路段的情況也與之類似，隧道成群出現(xiàn)。中梁山 隧道與晉云山隧道群的建成，不僅在設計與施工方面取得了重大突破，而且極大的鼓舞了公 我國幅員遼闊，多山多水，公路隧道建設方興未艾。 斷面扁平容易在拱頂圍巖內(nèi)出現(xiàn)拉伸區(qū)，眾所周知，巖土之類天然材料，其抗拉強度較 低，因此，施工中隧道頂部容易崩落，威脅人身安全。 4．需要運營照明 高速公路上高速行駛的車輛在白天接近并穿過隧道時，行車環(huán)境要經(jīng)歷一個“亮一暗一 亮”變化過程， 司機的視覺在此過程中，也要發(fā)生微妙的變化以適應環(huán)境。地下水無孑 L不入，當水壓較大，防水工程質(zhì)量 欠佳時地下水便會通過一定的通道滲入或流入隧道內(nèi) 部，對行車安全以至襯砌結構的穩(wěn)定 構成威脅。 2)襯砌周圍積水 隧道建成后，地表水或地下水向隧道周圍滲流匯集，如不能迅速排走，會引起病害。 ． 3．治水措施 治水就是要預防和消滅圍巖地下水對隧道的危害。就是防止和杜絕襯砌 外圍的水 自由地從有害的路徑進入隧道內(nèi)。洞內(nèi)外、山上地下，有病害與暫無病害的 段落，都應分析，作出全面的整治規(guī)劃。墻腳附近最 為嚴重，漏水的拱頂、襯砌接縫、各種施工缺陷和裂紋的周圍也較普遍。 1 94 (4)伸縮縫、施工縫防蝕 為了達到防水、防滲目的，目前在高速公路隧道中的伸縮縫、變形縫和施工縫間都設有 止水帶，從而達 到了防蝕目的。 當然，工程上出現(xiàn)的襯砌開裂更多的則是由于施工管理不當或是因為襯砌厚度不足，或 是因為混凝土強度不夠造成的。 1．常見的襯砌開裂病害 1)襯砌開裂及其危害 襯砌開裂破損是隧道中主要的病害之一，其危害主要表現(xiàn)為： (1)隧道凈 空變小，界限受侵，影響貨物的運輸； (2)襯砌對圍巖的支護能力降低，不能有效地約束巖體變形與保持圍巖穩(wěn)定； (3)襯砌碎裂失去整體性，隨時可能發(fā)生掉塊，打車傷人，嚴重者會突然發(fā)生坍塌而中斷 行車，并存在造成交通事故的隱患； (4)沿裂縫漏水，帶來其它病害； (5)仰拱或路面開裂破損，直接影響隧道的穩(wěn)固狀態(tài)，危及行車安全； (6)修建在含瓦斯地層中的隧道，襯砌開裂破損容易出現(xiàn)瓦斯?jié)舛瘸蕖? (5)模型拱架下沉變形或剛度不足； (6)支撐倒換次數(shù)太多，引起局部 地壓增大，或施工中遇到坍方，或遇膨脹性圍巖等引起 山體壓力的不均勻分布和增長速度過快； (7)地下水處理不當，造成巖體有較大含水量； (8)施工工藝或材料檢驗發(fā)生漏洞，造成圬工強度不足； (9)回填不及時，漏回填，或回填質(zhì)量不好，使襯砌的支承條件與受力情況出現(xiàn)不利的組 厶 合。