吳和清 羅志雄 滕付旭 沈杰 蔣攀 錢洪斌 屠巖

摘 ? ?要：針對(duì)大戛高速新平隧道施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的二次襯砌裂縫，從地質(zhì)因素、施工工序、混凝土溫度、偏壓荷載等方面進(jìn)行裂縫產(chǎn)生原因的綜合分析，并根據(jù)工程實(shí)際，采用了適當(dāng)?shù)奶幹未胧〉昧肆己玫男Ч?。通過(guò)該隧道襯砌裂縫處治經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)襯砌裂縫防治措施，可為今后同類型隧道襯砌裂縫成因判斷及裂縫的防治提供參考。

關(guān)鍵詞：襯砌裂縫、產(chǎn)生原因分析、防治辦法

1 ?引言

云南省大戛高速公路新平隧道起訖樁號(hào)為K25+680～K25+920，全長(zhǎng)240m，為連拱式短隧道。隧道區(qū)海拔高程介于1560～1610m之間，相對(duì)高差50m，屬構(gòu)造剝蝕低中山地貌區(qū)，地形起伏較大，地形坡度介于15°～40°之間。隧道區(qū)范圍內(nèi)主要地層為第四系坡殘積層、侏羅系上統(tǒng)妥甸組巖層，隧道圍巖進(jìn)出口端（K25+680～K25+770、K25+850～K25+920）為Ⅴ級(jí)，中部（80m）為Ⅳ級(jí)。地層為棕褐色粉質(zhì)粘土及紫紅色強(qiáng)風(fēng)化泥巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，多呈碎塊狀，巖質(zhì)軟，地質(zhì)條件較差。

隧道洞口及明洞段采用明挖法施工，自上而下分臺(tái)開挖，邊開挖邊防護(hù);土質(zhì)地層采用機(jī)械開挖，石質(zhì)地層采用鉆爆法開挖。

隧道洞身段采用暗挖法施工。連拱隧道洞口V級(jí)圍巖淺埋段（SL5a型襯砌）采用三導(dǎo)洞法施工，Ⅴ級(jí)圍巖一般深埋段（SL5b型襯砌）、Ⅳ級(jí)圍巖段（SL4型襯砌）采用中導(dǎo)洞-正臺(tái)階法施工。

2 ? 二襯裂縫的分布

隧道施工過(guò)半的時(shí)候發(fā)現(xiàn)已施作完成的二次襯砌混凝土上出現(xiàn)了大小不等的眾多裂縫。隧道上行線襯砌共有19條裂縫，包括橫向裂縫17條，縱向裂縫1條，環(huán)向裂縫1條;下行線襯砌僅有1條裂縫，為環(huán)向裂縫。

按裂縫的產(chǎn)狀可將裂縫分為橫向裂縫、縱向裂縫和環(huán)向裂縫。橫向裂縫占裂縫總數(shù)的85%，縱向裂縫占裂縫總數(shù)的5%，環(huán)向裂縫占裂縫總數(shù)的10%。

按裂縫分布狀況可看出上行線裂縫占裂縫總數(shù)的95%，下行線裂縫占裂縫總數(shù)的5%。位于中隔墻一側(cè)的裂縫占裂縫總數(shù)的65%，位于邊墻一側(cè)的裂縫占裂縫總數(shù)的25%。

所有裂縫表征為單向裂縫，沒有錯(cuò)動(dòng)分叉。

3 ?二襯裂縫產(chǎn)生原因分析

從現(xiàn)場(chǎng)開挖圍巖及設(shè)計(jì)圖紙分析：現(xiàn)場(chǎng)開挖揭露的地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)基本吻合，設(shè)計(jì)勘察較為準(zhǔn)確;設(shè)計(jì)襯砌類型及支護(hù)參數(shù)滿足受力要求。

從施工技術(shù)力量分析：隧道上行線及下行線為同一批作業(yè)班組施工，受同一個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理部管轄，且不存在趕工期情況發(fā)生，隧道施工也嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)開挖方法及支護(hù)參數(shù)施工，各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均合格。

從地基不均勻沉降分析：從第三方及項(xiàng)目部沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)分析，新平隧道地基不均勻沉降較小，在允許范圍內(nèi)。

從偏壓荷載及裂縫形態(tài)分析：新平隧道進(jìn)出口位于“V字型”溝谷地帶，上行線一側(cè)山體均比下行線一側(cè)山體高，最大高差約15m。因而該隧道是有明顯的偏壓荷載存在的。

隧道上行線二次襯砌裂縫剛出現(xiàn)，便對(duì)隧道上行線周邊位移及拱頂下沉進(jìn)行加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析K25+746.9～K25+824.1段拱頂下沉在6mm～17mm，周邊位移在-5.28～-11.47mm，變化較大;而K25+833.6～K25+852.9段拱頂下沉在3mm以內(nèi)，周邊位移在-3.27mm以內(nèi)，變化較小。從裂縫形態(tài)來(lái)看，K25+746.9～K25+824.1段主要表現(xiàn)為剪切裂縫和彎壓裂縫，與偏壓荷載造成的裂縫形態(tài)相吻合。

據(jù)以上分析，新平隧道上行線K25+746.9～K25+824.1段二次襯砌裂縫主要為偏壓荷載裂縫。

從裂縫分布情況分析：隧道上行線襯砌共有19條裂縫，下行線襯砌僅有1條裂縫。隧道上行線比下行線優(yōu)先施工，且上行線襯砌裂縫主要分布靠近中隔墻，不排除連拱隧道后行洞對(duì)先行洞的影響。

從溫度方面分析：新平縣晝夜溫差12℃～15℃，一般現(xiàn)澆混凝土所能承受的溫差只有7℃～10℃，容易出現(xiàn)由溫度收縮應(yīng)力引起的變形裂縫。

新平隧道上行線K25+833.6～K25+852.9段二次襯砌裂縫主要成因?yàn)楹笮卸磳?duì)先行洞影響及晝夜溫差造成的。

4 ?二襯裂縫的處治

施工前，對(duì)裂縫所處部位、裂縫形狀、原因進(jìn)行分析、分類，并對(duì)裂縫進(jìn)行危害性評(píng)估，結(jié)合設(shè)計(jì)要求選擇正確的處理方案。

對(duì)裂縫的寬度在0.15mm以下，采用改性環(huán)氧樹脂膠封閉的方法處理;對(duì)裂縫的寬度在0.15mm及以上，應(yīng)采用恒定低壓壓注改性環(huán)氧化學(xué)漿液的方法。具體工藝為以下幾點(diǎn)。

4.1 ?砼表面處理

裂縫表面處理，應(yīng)使工作面盡可能平順，干燥、無(wú)油污。處理范圍沿裂縫走向?qū)?0mm～30mm。

4.2 ?注漿嘴安裝

在裂縫交叉處、較寬處以及端部應(yīng)埋設(shè)壓漿嘴，其間距設(shè)置為200mm～300mm。

4.3 ?密封裂縫

用環(huán)氧樹脂膠泥封縫，先在裂縫兩側(cè)2cm～3cm寬范圍內(nèi)涂抹一層1mm左右厚、2cm～3cm寬的環(huán)氧樹脂膠泥，抹泥時(shí)應(yīng)防止產(chǎn)生小孔和氣泡，保證封閉可靠。

4.4 ?配置膠液

按廠家提供的配方和配置方法進(jìn)行配制，漿液一次配備的數(shù)量，要根據(jù)在壓漿時(shí)的溫度條件下漿液的凝固時(shí)間和注膠速度來(lái)確定。

4.5 ?壓力灌漿

將壓漿液注入壓漿罐，用0.2MPa～0.3MPa的壓力自裂縫一端向另一端依次壓入漿液（豎向、斜向裂縫壓漿應(yīng)自下而上進(jìn)行灌注），壓漿時(shí)要使相鄰壓漿嘴冒漿后，才能關(guān)閉正在壓漿的壓漿嘴，再在前面一個(gè)壓漿嘴繼續(xù)壓漿，直到最后一個(gè)壓漿嘴冒漿，關(guān)閉該壓漿嘴，并保持終壓3min，壓漿即可結(jié)束。

4.6 ?清理

待漿液固化后，敲掉壓漿嘴，用封閉膠將壓漿口封閉，并對(duì)修補(bǔ)的裂縫進(jìn)行表面處理。

5 ?結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)大戛高速公路新平隧道二次襯砌裂縫產(chǎn)生成因的分析，可以總結(jié)出以下防治措施。

（1）連拱隧道施工過(guò)程中應(yīng)注意后行洞對(duì)先行洞的影響，左右洞掌子面距離應(yīng)大于30m。施工過(guò)程中應(yīng)注意嚴(yán)格控制裝藥量，采用預(yù)裂爆破，將放炮對(duì)隧道襯砌的影響降至最低。

（2）對(duì)于偏壓隧道，隧道洞口工程設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中盡量做好刷坡卸載措施。對(duì)偏壓一側(cè)的洞身設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量考慮加強(qiáng)支護(hù)參數(shù)。

（3）對(duì)于晝夜溫差較大的地區(qū)，隧道施工過(guò)程中注意做好混凝土的保溫措施。

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