【正文】 標(biāo)，縮短了路程和行車(chē)時(shí)間，提高了運(yùn)營(yíng)效益。 在發(fā)達(dá)國(guó)家和我國(guó)香港，用隧道“涉水”連接江河兩岸的路線已十分常見(jiàn)，從 80 年代末 開(kāi)始，隨著施工技術(shù)的提高，我國(guó)內(nèi)地也出現(xiàn)了“涉水”隧道，如上海延安東路隧道和廣州珠 江隧道等水下隧道。 響，一般有害氣體的濃度不會(huì)積聚太高，不會(huì)對(duì)司乘人員的身體健康和行車(chē)安全構(gòu)成威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)公路隧道完全沒(méi)有滲漏的寥寥無(wú)幾，絕大部分隧 道都存在著不同程度的滲漏問(wèn)題，滲漏部位遍及隧道全周。 隧道治水應(yīng)實(shí)行以排為主，排、堵、截相結(jié)合的綜合整治措施。有的用手可捏成粉末，嚴(yán)重者成豆腐渣 狀。在防蝕的措施中，堅(jiān) 持運(yùn)用以排為主，排、堵、 截并用，綜合治水仍是主導(dǎo)思想。 1 95 目前，所應(yīng)用的設(shè)計(jì)理論不夠完善，不能正 確反映巖層變化、移動(dòng)對(duì)地層壓力大小、分布及增長(zhǎng)規(guī)律的影響，同時(shí)，襯砌對(duì)隧道的支承能 力大小及作用狀況對(duì)地壓的大小、分布和增長(zhǎng)都有一定的反作用，這也是現(xiàn)行的理論 與方法 所沒(méi)有反應(yīng)的。 1 97 在運(yùn)營(yíng)后仍發(fā)生影響者主要 是隧道開(kāi)挖的實(shí)際形狀 (包括超挖和坍方 )、 回填狀況等因素決定。有些節(jié) 段雖然尚未出現(xiàn)開(kāi)裂，也要判明它是否存在最易發(fā)生開(kāi)裂的條件。通過(guò)疏干圍巖含水，堅(jiān)決地采取 治水措施是穩(wěn)固巖體的根本措施之一。 3)加固襯砌與更換襯砌的工程措施 已開(kāi)裂的襯砌一般均有相當(dāng)大的支護(hù)潛力，可以充分利用， 僅在沒(méi)有加固的可能條件與 經(jīng)濟(jì)上不合理的情形下，或者根據(jù)長(zhǎng)遠(yuǎn)技術(shù)改造規(guī)劃的要求才宜于采取更換襯砌的辦法。 (6)噴錨結(jié)合加固 把錨桿加固與噴射混凝土聯(lián)合用于加固裂損襯砌，要以使錨桿、噴層、鋼筋網(wǎng)三者互相 發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)缺點(diǎn)，加固效果更 好，對(duì)增加裂損襯砌的剛度、穩(wěn)定性，提高其承載能力則 特別顯著，而且可以較原襯砌沒(méi)有裂損前大為提高。隧道滲漏、水流滲漏到隧道內(nèi)路面上結(jié)冰，逐 漸覆蓋全部路面，形成“冰 湖”，“冰湖”一旦形成，消融需要很長(zhǎng)時(shí)間，嚴(yán)重危及行車(chē)安全。隧道內(nèi)的凍結(jié)圈只有通過(guò)實(shí)際觀測(cè)來(lái)確定。初冬，往往洞口附近先漏，隨著氣溫下降，近洞口開(kāi)始排冰，漸而被冰封住，地下水 就向洞內(nèi)另找出路，不論隧道向內(nèi)上坡還是下坡，漏水掛冰的范圍逐漸向洞內(nèi)擴(kuò)大和轉(zhuǎn)移， 直至氣候轉(zhuǎn)暖為止。如果圍巖中含有可溶鹽的成份，則水中 含 有不同含量的鹽類介質(zhì)而冰點(diǎn)降低。它垂直作用于受凍面，屬于單向凍脹 力。 ①在隧道內(nèi)加筑保溫襯層； ②供熱 防凍； ③降低水的冰點(diǎn)。這些未凍水沿襯砌各種漏 水薄弱處漏人隧道就會(huì)產(chǎn)生各種冰窖。 ， 4)洞內(nèi)漏水，特別在沉降縫處較為嚴(yán)重。而滑坡則是由于刷坡的坡度及洞口路塹深 度沒(méi)有控制好。 洞門(mén)地段巖質(zhì)松軟， 基礎(chǔ)深度不夠，使洞門(mén)及洞口段襯砌下沉斷裂。焦晉高速公路 12 座隧道順利貫通，沒(méi)有發(fā)生一例 人員傷亡事故，與這一技術(shù)的運(yùn)用有很大關(guān)系。根據(jù)地形條件，溝身可順等交線向一側(cè)或兩側(cè)，以不小于 3‰的縱坡引至 適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)排出。 盲溝適用于Ⅲ類及Ⅲ類以上的圍巖，地下水發(fā)育地段。 其拱部鉆孔宜向隧道中線傾斜，以利截、排水溝頂部位地下水。防排水設(shè)施仍沿二次襯砌外側(cè)鋪設(shè)，縱向排水盲管設(shè)在中隔墻下部 與橫向盲管相連。 (3)當(dāng)隧道僅局部地段地下水特別發(fā)達(dá)，可僅在地下水發(fā)達(dá)段設(shè)置泄水洞。 (二 )外貼式防水層 外貼式防水層是在襯砌背后鋪貼的一種防水設(shè)施。 復(fù)合式襯砌防水新技術(shù)是近些年我國(guó)高速公路隧道建設(shè)廣泛采用的。 高速公路隧道建設(shè)對(duì)防水要求非常高，故在襯砌各種縫隙的防水設(shè)計(jì)時(shí)，一般都采用塑 料止水帶或橡 膠止水帶進(jìn)行防水。 (四 )防水板土工布防水層 ． 防水板土工布防水層就是將不透水表面光滑的高分子防水卷材和土工布，鋪設(shè)于隧道 初期噴射混凝土與二次襯砌模注混凝土之間。 根據(jù)水文地質(zhì)條件及不同的防水要求、施工方法，結(jié)合材料特性、成本及料源等因素確 定壓漿材料。一般攔截地下水流的泄水洞，宜設(shè)在地下水流的上游并垂直于水流方向，’盡可能 地截?cái)嗔飨蛩淼赖乃Ｔ诜蛛x式隧道中，通常布置在邊墻下部，排水效果較 好。 21 1 21 0 它關(guān)系著洞口施工、運(yùn)營(yíng)的安全，是保證洞 VI 坡面穩(wěn)定的重要措施之一。 (2)修建護(hù)面墻。 (六 )洞口附近主要病害及其防治 1．洞口附近主要病害 1)洞門(mén)建筑物常見(jiàn)病害 洞門(mén)端墻前傾、裂縫，與襯砌環(huán)節(jié)脫離錯(cuò)臺(tái)；洞口段襯砌出現(xiàn)環(huán)形裂縫；洞門(mén)及襯砌縱向 裂縫；洞門(mén)排水設(shè)施不良或失效； 2)邊、仰坡主要病 害 邊、仰坡崩塌，砸壞洞口建筑物，堵塞交通，中斷行車(chē)；邊、仰坡沿一定軟弱面整體下滑； 3)洞外水害 水流沖刷仰坡、邊坡及洞口路基；洪水向隧道內(nèi)倒灌；洞頂泥石流掩埋洞口；山體坡腳被 207 (2)邊墻水平裂縫，邊墻內(nèi)緣受拉裂縫，多發(fā)生在墻腰。假如沒(méi)有作用良好的防 I(措施和排水設(shè)施，仍然要在洞內(nèi)發(fā)生水的危害。治水工作有以下特點(diǎn)： ①消滅襯砌漏水缺陷，保證襯砌圬工不再充分受凍，宜優(yōu)先采用結(jié)構(gòu)層防水，加強(qiáng)接縫 防水； ②在每一個(gè)有凍害的段落中，均應(yīng)設(shè)置防水與排水系統(tǒng)，不讓襯砌背后積水； ③合理確定水 溝的埋深，最大限度的降低凍結(jié)圈內(nèi)巖體含水量，并防止凍結(jié)圈外的地下 水向凍結(jié)圈內(nèi)遷移； ④查明并清除襯砌背后的積水現(xiàn)象，或填或引，不留后患； ⑤原有排水設(shè)施埋深不足而造成病害的，應(yīng)改建加深。 ⑦季節(jié)性活動(dòng)圈內(nèi)的土是單向凍結(jié)，兩向融化，所以凍結(jié)速度較融化速度慢。有 的隧道洞 12I 附近不發(fā)生凍脹病害，在距洞口相當(dāng)遠(yuǎn)處反而發(fā)生凍脹破壞。 ② 當(dāng)凍結(jié)圈外的水分不能透過(guò)凍結(jié)圈滲漏出來(lái)時(shí)，如凍結(jié)圈內(nèi)巖體已成細(xì)粒土狀，則可 能發(fā)生凍結(jié)圈外的水分向凍結(jié)面轉(zhuǎn)移，得到外來(lái)水分補(bǔ)給，就形成開(kāi)敞型凍脹。 沿襯砌周?chē)髯畲髢錾铧c(diǎn)形成一個(gè)圈，叫做季節(jié)凍結(jié)圈。其危害是侵 入限界，如不及時(shí)清除會(huì)增多變粗，越冷越堅(jiān)硬，危及行車(chē)安全。 第五章隧道工程質(zhì)量通病防治 ———————————————————————————————— 一一 (4)錨桿加固 裂損襯砌的所有內(nèi)鼓變形和向 內(nèi)移動(dòng)的裂損部位，采用錨桿加固是有效的，可以連同錨 桿加固巖體一并考慮決定錨桿的類型、直徑、間距、深度和布置等。 (6)換填與跨越 如果隧道底存在厚度較大的軟弱不穩(wěn)固的巖體， 或者隧道底洞穴中有不穩(wěn)固的充填物， 因而造成襯砌節(jié)段下沉、轉(zhuǎn)動(dòng)或失穩(wěn)而發(fā)生開(kāi)裂，可以采取換填方法。 ④對(duì)巖體的整體滑移、錯(cuò)落或局部沿軟弱結(jié)構(gòu)面和層面的滑動(dòng)加以有效的控制。 3．襯砌開(kāi)裂的預(yù)防與整治 1)防治原則及準(zhǔn)備工作 裂損的預(yù)防包括對(duì)未裂損者怎樣防止裂損發(fā)生，已裂損者怎樣控制裂損部位的增加、范 圍的擴(kuò)大及其危害程度的加劇。由于斷裂面巖層較為破碎，一般呈塊石、角礫、斷層泥狀或夾雜其他充填 物，而地下水發(fā)育，巖體強(qiáng)度低，圍巖壓力大，易坍塌。若某一段落 竣工后的開(kāi)挖斷面的形狀尺寸與此出入很大，這就不僅對(duì)地壓的大小產(chǎn)生重要影響，而且對(duì) 地壓沿襯砌周邊的分布圖形都會(huì)帶來(lái)根本變化。 (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(zhǎng)速度過(guò)快； (7)地下水處理不當(dāng)，造成巖體有較大含水量； (8)施工工藝或材料檢驗(yàn)發(fā)生漏洞，造成圬工強(qiáng)度不足； (9)回填不及時(shí)，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。 當(dāng)然，工程上出現(xiàn)的襯砌開(kāi)裂更多的則是由于施工管理不當(dāng)或是因?yàn)橐r砌厚度不足，或 是因?yàn)榛炷翉?qiáng)度不夠造成的。 1 94洞內(nèi)外、山上地下，有病害與暫無(wú)病害的 段落，都應(yīng)分析，作出全面的整治規(guī)劃。 ． 3．治水措施 治水就是要預(yù)防和消滅圍巖地下水對(duì)隧道的危害。地下水無(wú)孑 L不入，當(dāng)水壓較大，防水工程質(zhì)量 欠佳時(shí)地下水便會(huì)通過(guò)一定的通道滲入或流入隧道內(nèi) 部，對(duì)行車(chē)安全以至襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定 構(gòu)成威脅。 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(qiáng)度較 低，因此，施工中隧道頂部容易崩落，威脅人身安全。中梁山 隧道與晉云山隧道群的建成，不僅在設(shè)計(jì)與施工方面取得了重大突破，而且極大的鼓舞了公 第五章 隧道工程質(zhì)量通病防治 第一節(jié) 概 述 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)的公路建設(shè)也蓬勃發(fā)展，特別是高等級(jí)公路建設(shè)更是 FI 新月異，全國(guó)性高等級(jí)公路路網(wǎng)格局正在形成。 1 89 正是因?yàn)閿嗝娉时馄綘?，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。例如甘肅七道梁隧道、遼寧八盤(pán)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”。對(duì)各種隧道病害進(jìn)行整治時(shí)，如果 水是其中的致害因素，都要先治水。每一段所用的排、堵、截設(shè)施均應(yīng)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)。 2)對(duì)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(jié)力和抗壓強(qiáng)度，因而發(fā)生灰縫脫落，砌塊松動(dòng)，嚴(yán)重者可 導(dǎo)致襯砌變形，沿灰縫開(kāi)裂和掉塊，失去支護(hù)圍巖的能力。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。 2)運(yùn)營(yíng)后出現(xiàn)開(kāi)裂的原因 隧道運(yùn)營(yíng)后出現(xiàn)的開(kāi)裂有三種情況：一是施工過(guò)程中形成的開(kāi)裂沒(méi)有得到整治，仍繼續(xù) 發(fā)展；二是已呈暫時(shí)穩(wěn)定或經(jīng)過(guò)整治的開(kāi)裂出現(xiàn)了新的變化；三是完好的襯砌出現(xiàn)了新的開(kāi) 裂。 (2)地壓分布圖形出現(xiàn)了意外的不利情況。 d．巖性不均偏壓。整治裂損病害則是要消滅已有的裂損帶來(lái)的一切危害。 ⑤除去圍巖地下水對(duì)襯砌的動(dòng)靜壓力作用和潛流沖刷作用。也要采用鋼筋混凝土 梁跨越，使該不穩(wěn)固的巖體對(duì)襯砌的穩(wěn)固與支承條件不發(fā)生影響。此時(shí)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。 (2)冰塞。襯砌周?chē)诖笮?不等、超挖 這種凍脹， 由于水分相對(duì)集中，可以在凍土內(nèi)形成很厚的冰層，凍結(jié)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈凍脹，融化時(shí)會(huì)引起劇 烈沉陷，因而是凍害的重要原因。有的段落本來(lái)洞 內(nèi)氣溫低于 O℃很多，也發(fā)生冬季漏水掛冰，當(dāng)結(jié)冰把漏水口封住，掛冰位置向洞內(nèi)轉(zhuǎn)移后， 該段并不都隨著出現(xiàn)凍脹病害。 ⑧凍結(jié)圈內(nèi)的巖體，其凍脹量隨凍結(jié)層厚度的變化而增減。 (2)更換土壤 凍結(jié)圈的巖土，如果是強(qiáng)凍脹土 (主要是細(xì)粒土 )，設(shè)置集滲盲溝仍不能有效清除凍脹 時(shí)，可改用換填透水性強(qiáng)的粗粒土來(lái)整治。 (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。 (3)環(huán)形裂縫，環(huán)形裂縫較縱向裂縫少見(jiàn)，多發(fā)生在洞口附近及施工接縫處。 2)洞門(mén)端墻、側(cè)墻的病害原因 洞門(mén)發(fā)生剪切性斷 裂，由縱向推力產(chǎn)生。208 (3)修建擋土墻或錨桿擋墻。洞頂截水溝或天溝 應(yīng)在雨季到來(lái)之前及時(shí)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(yīng)注意。 三、洞內(nèi)排水設(shè)計(jì) 洞內(nèi)排水設(shè)計(jì)，一般包括洞內(nèi)排水溝、襯砌背后的排水設(shè)施 (環(huán)向排水管、縱向排水管、 橫向盲管等 )設(shè)計(jì)。 溝，當(dāng)?shù)叵滤星治g性時(shí)，可在襯砌與盲溝間設(shè)置防水層。而在連體隧道中，由于中隔墻先行施工，有的設(shè)計(jì)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。用以疏干地層的泄水洞，其底面標(biāo)高適當(dāng)?shù)陀谒淼琅潘疁系臏?底，以 起到疏干作用為度。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。它不僅起防水作用，而且對(duì)初期噴射混凝土 第四節(jié)施工防排水措施 。 及二次襯砌模注混凝土來(lái)說(shuō)，起到隔離與潤(rùn)滑作用，使初期支護(hù)噴射混凝土對(duì)二次襯砌混凝 土的約束應(yīng)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。不宜單獨(dú)用新 建隧道防水。泄水洞與隧道的間距應(yīng)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。 對(duì)于連體隧道，為了有利排水，最好在中隔墻設(shè)計(jì)中，考慮復(fù)合式襯砌，而計(jì)算則不考慮二次 襯砌參與中隔墻受力。此法適用于Ⅲ～Ⅳ類圍巖，鉆孔長(zhǎng)度、角度、位置應(yīng)根據(jù)地下水及圍巖的具體情況確定。 (二 )隧道襯砌背后的排水設(shè)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(shè)施，沿出水點(diǎn)開(kāi)溝，溝中用于砌片石、卵石等回填 作為導(dǎo)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。截水溝一般設(shè)在仰坡邊緣 5m 以外的適宜位置，其長(zhǎng)度應(yīng)能防止洞 VI 邊坡、 仰坡