■胡錦榮
(浙江鼎旺環(huán)境建設(shè)有限公司,嵊州 312400)
六甲洞隧道為清連一級(jí)公路既有山嶺隧道,左洞長810m,右洞長780m,位于清遠(yuǎn)市浸潭鎮(zhèn)六甲洞村。該隧道于1997 年建成通車,經(jīng)過10 年的使用,隧道出現(xiàn)了襯砌開裂、襯砌滲漏、路面破損積水、通風(fēng)照明設(shè)施老化等較嚴(yán)重的病害,存在嚴(yán)重結(jié)構(gòu)安全及行車安全隱患。六甲洞隧道現(xiàn)狀已“傷病累累”,將通過本次維修加固施工,達(dá)到結(jié)構(gòu)安全與治理滲漏的目的,滿足隧道安全通行的要求。
為了全面掌握六甲洞隧道的病害情況,在檢測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查、實(shí)測、設(shè)計(jì)隧道內(nèi)輪廓及以往隧道施工經(jīng)驗(yàn),對(duì)六甲洞隧道的病害情況進(jìn)行一一梳理,情況如表1 所示。
隧道病害及實(shí)測情況列表
從上述隧道病害數(shù)據(jù)分析可知,除本隧道設(shè)計(jì)套拱加固原因?qū)е聝?nèi)輪廓拱腳侵限,其余襯砌空洞、裂縫滲漏水及路面破損等病害是由于工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、原設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)方面的原因,分析其成因及對(duì)策如下:
(1)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)原因及對(duì)策
本隧道圍巖由泥質(zhì)頁巖和砂質(zhì)頁巖互層組成,節(jié)理、裂隙發(fā)育,風(fēng)化嚴(yán)重,圍巖呈碎石狀壓碎結(jié)構(gòu)。加之隧址區(qū)域地下水豐富,隧道的開挖形成臨空面,造成地下水大量匯向隧道洞身。
對(duì)于此類隧道水應(yīng)采取“防水板+排水管”結(jié)合的防排結(jié)合的工程處理措施。
(2)原隧道設(shè)計(jì)與施工原因
原隧道軸線位置處在埡口位置,對(duì)圍巖類別的判斷偏高,原支護(hù)結(jié)構(gòu)初期支護(hù)偏弱,初期支護(hù)剛度較小,導(dǎo)致隧道施工中發(fā)生多次初期支護(hù)受力變形,塌方,塌方的發(fā)生過度,擾動(dòng)了襯砌后圍巖,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。另外原施工過程中,分上下斷面臺(tái)階法開挖對(duì)造成多次圍巖擾動(dòng)、開挖后初期支護(hù)未及時(shí)施作導(dǎo)致圍巖變形過大、施工中防水板排水管敷設(shè)質(zhì)量差、部分段落襯砌采用先拱后墻澆筑等原因造成隧道襯砌開裂、滲漏嚴(yán)重等病害。另外,由于隧道洞身地下水長期滲流、溶蝕,洞身襯砌背后形成大量空隙、空洞。
對(duì)于此類情況本次維修加固設(shè)計(jì)中采取套拱加固、設(shè)置排水板+排水管+中央排水溝排水系統(tǒng),將徹底解決隧道結(jié)構(gòu)安全及滲漏病害。
(3)隧道運(yùn)營期間的維護(hù)不到位
在隧道通過營運(yùn)期,對(duì)排水系統(tǒng)的堵塞未及時(shí)清理、拱墻滲漏未采取處理措施,滲漏水長期溶蝕作用,導(dǎo)致襯砌與路面破損嚴(yán)重,存在極大結(jié)構(gòu)安全與行車安全隱患。
針對(duì)此類情況建議加強(qiáng)隧道營運(yùn)過程維護(hù)管理。
在本次加固設(shè)計(jì)中采用套拱、導(dǎo)管注漿、敷設(shè)防水板+縱橫向排水管+中央排水管,重建仰拱、填充、溝槽及路面,將徹底根治隧道目前所存在病害,重新構(gòu)建穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)和安全舒適的通行環(huán)境,如圖1 所示。
圖1 六甲洞隧道套拱加固斷面圖
(1)拆除隧道內(nèi)照明通風(fēng)監(jiān)控設(shè)施并鑿除洞身瓷磚裝飾。在隧道注漿及套拱施工前,清理原洞身照明通風(fēng)監(jiān)控設(shè)施,鑿除洞身瓷磚裝飾,并用高壓水清洗洞身塵垢。
(2)施作Ф50 小導(dǎo)管并注漿。采取風(fēng)鉆鉆孔、安裝Ф50 小導(dǎo)管并壓注純水泥漿,注漿壓力控制在0.3~0.5MPa。將5m 長Ф50 小導(dǎo)管(間距1m×1m)打入襯砌后圍巖并注漿有兩大作用,一方面固結(jié)襯砌拱墻腳段背后松散圍巖并堵水;其次小導(dǎo)管將原襯砌拱墻腳段牢固鎖定于背后圍巖,大大降低原襯砌拱的臨空高度,形成牢固的超靜定拱。從Ф50 小導(dǎo)管并完成注漿襯砌段落觀察,襯砌滲漏水已大大減少且原襯砌剛度明顯加強(qiáng)。
(3)對(duì)襯砌背后存在離析、溶蝕通道、空洞等部位壓漿水泥砂漿。對(duì)六甲洞病害展布圖相應(yīng)段落存在離析、溶蝕通道、空洞等部位按設(shè)計(jì)要求壓注水泥砂漿,對(duì)原襯砌拱腰及拱頂部位進(jìn)一步注漿充填加固并堵塞滲漏水通道。
(4)仰拱填充、路面、溝槽及拱腳鑿除,施作仰拱填充及拱腳。采用大型破碎機(jī)械鑿除路面、仰拱填充層,施作鋼筋混凝土仰拱,然后澆筑填充層。采用大型破碎機(jī)鑿除溝槽及拱腳下部后,再用小型破碎機(jī)械鑿除拱墻腳上部,再輔以人工風(fēng)鎬修整,清除基底雜物后敷設(shè)防水板、縱橫向排水管、鋼筋綁扎后澆筑墻腳混凝土。
(5)套拱鋼筋混凝土澆筑。采用小型破碎機(jī)鑿除拱墻侵限混凝土,輔以人工修整,鋼筋頭等尖銳突出物采用砂輪機(jī)或電弧焊切割磨平,然后敷設(shè)無紡布、防水板、環(huán)向排水管。綁扎鋼筋,模板臺(tái)車就位固定后澆筑拱墻混凝土。
(6)溝槽、中央排水溝施工。按設(shè)計(jì)要求預(yù)制溝槽蓋板、立模澆筑溝槽,敷設(shè)中央排水管并做好橫向排水管連接。
(7)混凝土表面整飾、防火噴涂、粘貼瓷磚及路面混凝土攤鋪。利用移動(dòng)式臺(tái)架整飾混凝土表面蜂窩麻面、噴涂防火涂料、粘貼瓷磚。然后清除填充層頂面雜物,采用攤鋪機(jī)澆筑路面混凝土。
我國自1990 年起這20 多年間,高速公路持續(xù)快速發(fā)展,越來越多的山嶺隧道修建。六甲洞隧道經(jīng)過運(yùn)營多年后出現(xiàn)的襯砌開裂滲漏水、路面破損積水,存在較大結(jié)構(gòu)及行車安全隱患,將具有普遍性。通過六甲洞隧道的加固維修施工,獲得了一些非常有益的經(jīng)驗(yàn),簡要介紹如下:
(1)在加固維修施工前,須深入分析該隧道工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、原設(shè)計(jì)、病害檢測資料及維修加固設(shè)計(jì)施工圖等資料,并結(jié)合現(xiàn)場觀察與隧道內(nèi)輪廓侵限值實(shí)測等數(shù)據(jù),對(duì)六甲洞隧道病害、成因及對(duì)策作出合理分析判斷。在接下來隧道維修加固施工做到了然于胸,不慌不忙,按步就班做好每一步加固維修工作。
(2)切實(shí)做好小導(dǎo)管注漿施工。小導(dǎo)管的注漿施工對(duì)加固拱腰以下松散圍巖、止水具有良好效果,并將原襯砌拱墻腳段與背后圍巖牢固鎖定一起,降低原襯砌拱的臨空高度,起到牢固超靜定拱作用。為下一步拱墻侵限襯砌的鑿除提供足夠安全保障。
(3)按設(shè)計(jì)要求對(duì)襯砌背后離析、溶蝕通道、空洞等部位壓漿水泥砂漿,進(jìn)一步固定拱腰以上松散圍巖、止水堵水。第四、全面清理磨平原襯砌表面尖銳物,并嚴(yán)格防水板、縱橫環(huán)向排水管敷設(shè),并接入中央排水溝。此工序須通過嚴(yán)格自檢、交接班檢驗(yàn)及監(jiān)理檢驗(yàn)。必須做到防水層敷設(shè)完整無損松馳適度、排水系統(tǒng)結(jié)合完整。
(4)切實(shí)做好套拱鋼筋綁扎焊接及混凝土澆筑,重新構(gòu)建強(qiáng)有力的套拱作為安全儲(chǔ)備。通過完善的設(shè)計(jì),精心組織施工,終于構(gòu)建煥然一新的六甲洞隧道,為接下來類似病害隧道維修加固提供有益經(jīng)驗(yàn)。
[1]華南理工大學(xué)交通學(xué)院.六甲洞隧道病害檢測報(bào)告.
[2]中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司.六甲洞隧道加固施工圖設(shè)計(jì).