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一、工程概況

白力塢隧道設(shè)計(jì)為單洞雙線隧道,進(jìn)口里程為DK332+482,出口里程為DK334+668,隧道全長(zhǎng)2186m。隧道縱坡為一字坡,自進(jìn)口至出口坡度為53‰,圍巖分為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ四個(gè)級(jí)別,其中Ⅱ級(jí)95m、Ⅲ級(jí)745m、Ⅳ級(jí)860m、Ⅴ級(jí)486m,隧道圍巖較差,隧道在進(jìn)口和出口分別開(kāi)辟工作面進(jìn)行施工。

二、引起隧道襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲漏、開(kāi)裂的原因分析

通過(guò)施工過(guò)程分析,發(fā)現(xiàn)引起隧道襯砌結(jié)構(gòu)滲漏、開(kāi)裂的主要原因由以下幾方面:

1.由于二次襯砌施工的時(shí)機(jī)選擇不恰當(dāng),隧道圍巖變形還沒(méi)達(dá)到規(guī)定的施作時(shí)間,二次襯砌受力過(guò)大,引起開(kāi)裂,出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

2.因地質(zhì)原因,引起隧道襯砌結(jié)構(gòu)下沉,導(dǎo)致隧道開(kāi)裂,出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

3.襯砌混凝土養(yǎng)護(hù)不到位,熱脹冷縮導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)收縮裂縫,地下水從裂縫中滲漏。

4.排水管路堵死,導(dǎo)致襯砌背后水壓過(guò)高,襯砌出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

三、避免隧道襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲漏、開(kāi)裂的措施

通過(guò)對(duì)可能產(chǎn)生滲漏、開(kāi)裂的原因分析,我們主要采取以下幾方面加以控制:

1.保證隧道襯砌背后排水暢通,做好防水隔離層。防水隔離層可防止?jié)B水、漏水,改善二次襯砌的受力條件,減少在二次襯砌中出現(xiàn)裂紋。

2.初期支護(hù)與二次襯砌背后務(wù)必回填密實(shí),初期支護(hù)背后不得回填異物,必要時(shí)采取多次注漿充填,直到密實(shí)。

3.地下水水量及流向等在隧道施工期間和運(yùn)營(yíng)期間可能有所變化,在施工期間無(wú)水或少水的地段并不能保證在運(yùn)營(yíng)期間無(wú)水或少水,防水板本身具有良好的防水性能,但在施工過(guò)程中,往往因澆筑二次襯砌而破壞,從而影響防水效果。因此,切不可因暫時(shí)無(wú)水而輕視防水層的施作,或忽視施工質(zhì)量。

4.防止二次襯砌受力過(guò)大,產(chǎn)生開(kāi)裂的辦法是加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè),根據(jù)量測(cè)結(jié)果,調(diào)整施工支護(hù)參數(shù),確定二次襯砌施工時(shí)間,適時(shí)施作二次襯砌。

5.防止隧道襯砌因熱脹冷縮產(chǎn)生開(kāi)裂的辦法是按設(shè)計(jì)要求做好伸縮縫,伸縮縫一定要在豎向通直,不能出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、咬口等,伸縮縫處的止水條按要求設(shè)置。

6.對(duì)于地質(zhì)條件較差,如隧道通過(guò)斷層、破碎帶等地段時(shí),必須加強(qiáng)隧道襯砌結(jié)構(gòu),采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),隧道襯砌斷面采用特殊結(jié)構(gòu)形式。隧道襯砌伸縮縫處采用柔性結(jié)構(gòu)。

7.為減小二次襯砌施工縫,進(jìn)行二次襯砌時(shí),必須連續(xù)灌筑。不得已間歇時(shí),應(yīng)按設(shè)計(jì)要求設(shè)置止水帶。

8.為避免由于基底下沉,造成二次襯砌開(kāi)裂,二次襯砌施工前,必須將邊墻基礎(chǔ)清理干凈后,方可立模模筑。

9.采用外加劑和摻合料,配置低水灰比的砼,使用粉煤灰的大摻量技術(shù)也是防止襯砌開(kāi)裂的有效措施。

10.注重注漿固結(jié)圈:加強(qiáng)巖體結(jié)構(gòu)性能承擔(dān)部分水壓,限制流入襯砌范圍的水量,為防排水及二次襯砌受力條件的改善提供較好的初始環(huán)境,防止巖溶管道水形成集中荷載導(dǎo)致襯砌開(kāi)裂,出現(xiàn)滲漏,因此針對(duì)巖溶水發(fā)育地段的超前帷幕注漿或徑向注漿的質(zhì)量及對(duì)注漿后效果檢測(cè)是防治襯砌開(kāi)裂、滲漏的先決條件。針對(duì)斷層破碎帶,注漿是加固固結(jié)巖體的唯一手段,可防止地下水徑流條件改變而導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)受力環(huán)境惡化。

12.加強(qiáng)初期支護(hù):其主要功能是開(kāi)挖前預(yù)防塌方、開(kāi)挖后對(duì)注漿固結(jié)圈起到補(bǔ)強(qiáng)和維護(hù)的作用,有效發(fā)揮其堵水、限流量的作用,因此針對(duì)巖溶發(fā)育地段,斷層破碎帶的初期支護(hù)應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)施作,必要時(shí)尚應(yīng)根據(jù)圍巖條件,注漿加固圈結(jié)構(gòu)性能評(píng)價(jià)、洞壁變形情況進(jìn)行加強(qiáng)或補(bǔ)強(qiáng)。

13.增設(shè)中防水板:排水盲溝是實(shí)現(xiàn)有控(限量)排放、改善襯砌受力條件、保證襯砌承受部分水壓的保障措施,因此防水板的施工應(yīng)保證形成襯砌與巖體之間的隔水屏障,應(yīng)嚴(yán)格施工工藝及質(zhì)量要求,排水系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)襯砌周邊巖體性質(zhì)、地下水量、地下水?dāng)y帶物性質(zhì)、顆粒大小,正確選擇盲溝、盲管材料,防止固巖體物質(zhì)隨水流失,最終惡化襯砌受力環(huán)境,又應(yīng)具有較強(qiáng)的反濾能力,以防止排水系統(tǒng)的淤塞導(dǎo)致限量排水不暢。

14.適時(shí)實(shí)做二次襯砌:根據(jù)新奧法原理,加強(qiáng)巖體的變形量測(cè),適時(shí)施作二次襯砌或?qū)Χ我r砌進(jìn)行加強(qiáng),保證二次襯砌處于較好的工作環(huán)境或具有較高的結(jié)構(gòu)性能,防止結(jié)構(gòu)開(kāi)裂;采取相關(guān)措施,提高襯砌混凝土本體抗?jié)B性能,抑止二次襯砌混凝土微裂縫開(kāi)展。加強(qiáng)襯砌三縫防水處理,完善強(qiáng)化三縫止水條、止水帶的安裝施工工藝及質(zhì)量管理,襯砌施工縫以混凝土界面粘結(jié)劑加強(qiáng)防水處理。二次襯砌與初期支護(hù)、初期支護(hù)與圍巖之間,必須注漿密實(shí)、不得留有空隙。

15.提高超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)水平:采用綜合物探及水平鉆探等手段,在開(kāi)挖前查清巖體物理特征、水文地質(zhì)環(huán)境、水壓、水量,正確選擇適當(dāng)?shù)淖{方式,提高注漿堵水的有效性和耐久性,合理確定防排水措施,尤其應(yīng)注意注漿后通過(guò)注漿效果的檢測(cè)判定工后地下水賦存條件及隧道周邊巖體結(jié)構(gòu)改良后對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的影響,選擇適宜的襯砌結(jié)構(gòu),防止襯砌結(jié)構(gòu)性破壞導(dǎo)致開(kāi)裂、滲漏。

16.加強(qiáng)襯砌基礎(chǔ)的處理:加強(qiáng)襯砌基礎(chǔ)的施工管理,除清除虛碴、雜物、積水外,對(duì)于軟弱圍巖(如斷層破碎帶、巖溶充填物)開(kāi)挖后必須采用噴混凝土封閉,防止風(fēng)化、軟化,也便于襯砌前清基,必要時(shí)可采用樹(shù)根樁、旋噴樁等地基處理方法,形成復(fù)合地基,保證襯砌基礎(chǔ)穩(wěn)定。

17.嚴(yán)格加強(qiáng)材料、機(jī)械設(shè)備的使用和管理:針對(duì)本工程涉及領(lǐng)域新、新材料和新設(shè)備多的特點(diǎn),認(rèn)真執(zhí)行和落實(shí)各種材料、機(jī)械設(shè)備使用和管理制度及辦法,隨時(shí)和定期組織檢查考核。對(duì)各種材料的標(biāo)識(shí)、搬運(yùn)、儲(chǔ)存、保管、發(fā)放等管理,嚴(yán)格執(zhí)行企業(yè)的有關(guān)規(guī)定,從源頭上控制好產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)機(jī)械設(shè)備實(shí)行定機(jī)定人定崗管理,落實(shí)安全使用、維護(hù)、保管制度,嚴(yán)格執(zhí)行維修、保養(yǎng)、小修、大修計(jì)劃,保證各種機(jī)械設(shè)備工作正常,確保施工和工程質(zhì)量不受影響。

總之,要防止隧道襯砌結(jié)構(gòu)滲漏、開(kāi)裂就要從施做時(shí)間、施工質(zhì)量、施工工藝、施工材料、施工設(shè)備、施工人員等方面嚴(yán)加控制,方能達(dá)到預(yù)期的效果。