关键词：公路隧道；仰拱；病害；施工技术
引言
随着社会经济的高速发展，公路交通建设加速了建设步伐，同时，人们对公路建设的安全性能、舒适程度等提出了更高的标准。公路路面质量是人们行车速度与舒适性最直接的体现，同时，对行车的安全性也有着诸多影响。然而，在公路的实际运行过程中，可能受到施工水平、自然因素，以及交通荷载等方面的综合影响，使得路面出现了裂缝，裂缝的出现给行车安全以及行车速度带来了极大程度的影响。
1工程概况
1.1概述
该隧道为小净距分离式隧道，右线全长为3695ｍ，起止桩号为YK41＋820.000—YK45＋510.000，左线全长为3660ｍ，起止桩号为ZK41＋850.000—YK45＋510.000。隧道建筑净宽为10.25ｍ，（0.75ｍ检修道＋0.5ｍ左C侧侧向宽度＋2×3.75ｍ行车道＋0.75ｍ右侧侧向宽度＋0.75ｍ检修道），净空限界高度5.0ｍ。内轮廓考虑结构受力有利及便于施工，衬砌断面内轮廓采用三心圆方案。
1.2工程地质条件
1.2.1地形地貌
隧址区位于中低山岩溶峰丛地貌区区内最高标高在YK43＋180.000，高854.3ｍ，最低标高在隧道出口，高599.300ｍ，相对高差255.2ｍ。隧道进口端山坡坡度较陡，一般25°～35°，隧道出口端山坡坡度较缓，一般10°～25°，植被发育，水土保持较好。
1.2.2地质构造
项目区位于贵州东部NS向构造带、NNE向构造带和NE向构造带的交汇地区。由于地应力的长期作用，其构造形迹复杂多样，构造线大部分为NS向、NNE向及NE向，主要为雪峰期、燕山期地质构造形迹[1]。据勘察资料揭示在裂缝段附近有地质构造破碎带出现，在K44＋530.000段高密度电法呈低阻斜向异常，推测为断裂构造或破碎带，受其影响岩石极破碎，岩质软；在K44＋897.000处见小断层，产状走向北西，倾向南西，倾角70°；受其影响岩石极破碎，岩质软。而开裂段K44＋680.000—K44＋780.000位于2个构造破碎带间。
1.2.3地层岩性
围岩主要为中风化泥岩，裂隙较发育，岩石较破碎，自稳性较差。地下水主要为基岩裂隙水和岩溶水，水量较大，地表水易顺裂隙下渗，雨季水量较大。
2隧道病害情况及其产生原因分析
2.1隧道病害情况
通车后经过2年半的运营，该隧道右线于2018年9月开始出现路面开裂、隆起，中间高两侧低，呈倒Ｖ字形，电缆沟边和二衬表面也出现开裂情况，已严重影响行车安全[2]。该路面裂缝起止桩号K44＋680.000—K44＋780.000，长度共计100ｍ，平均缝宽7～8ｍｍ，最大缝宽2Cｍ。裂缝位于隧道仰拱中线一侧，为纵向裂缝；通过对现场仰拱取芯，芯样基本完整，填充混凝土部分未有破损；并未发现仰拱不密实情况，未发现仰拱内存在杂物浮渣等情况，回填质量良好。
2.2产生原因分析
根据现场调查，结合前期勘察资料、设计资料、施工情况及本次取芯情况进行分析，造成本次仰拱路面开裂的原因有以下几点。
1）施工原因
通过对现场仰拱取芯，芯样基本完整，未有破损情况，仰拱厚度完全符合设计要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2）地质原因
从地质构造上看，该段两侧存在2个断裂破碎带，岩体受地质构造影响严重，岩体较破碎松散；通过钻孔取芯发现基岩为泥岩，泥岩地质条件在我国分布较广，具有吸水急剧膨胀、产生泥化、软化以及脱水开裂、收缩变形等特性，是极软岩类的一种[3]。该段围岩为泥岩，遇水膨胀，围岩挤压在二衬背后产生水平推力，对隧道内电缆沟，水沟形成破坏，路面形成鼓包现象。
3）设计原因
根据隧道右线K44＋810.000—K44＋600.000段施工图纸反映，该段围岩最大埋深41ｍ，围岩等级为IVj，初期支护形式为16工字钢，间距80Cｍ，二次衬砌为C30素混凝土，厚40Cｍ。该段为中风化泥岩，遇水软化，软化后承载力下降，设计图纸中初支有工字钢，仰拱未设置工字钢初支未封闭成环，二衬无钢筋，仰拱与拱墙连接处整体性不强，结构受力不合理，通过与隧道内其他段落施工支护参数进行对比，该段设计支护参数偏弱，未能对隧道整体形成有效支护，导致隧道两侧发生沉降，对隧道路面形成破坏[4]。综合分析，目前发生路面开裂的段落具有以下特点：围岩强度低，完整性差；另一方面受构造的影响地下水得到充足的补给，隧底泥岩遇水膨胀，发生变形并对路面施加压力；另一方面该段仰拱处未设置工字钢，二衬无钢筋，导致结构受力不合理。
3病害处置方案
3.1治理措施
根据隧道现场调查以及检测报告，参考国内外隧道路面开裂治理经验，对该隧道的病害段提出如下治理措施。总体施工流程按照半幅通车，半幅封闭施工的原则，首先封闭超车道，铣刨沥青路面，待清理完毕后，施做二衬边墙自进式锚杆，锚杆采用φ76自进式锚杆，纵向间距1.5ｍ，长4ｍ，外插角度约15°，注浆结束后施做路面自进式锚杆，该锚杆采用?51ｍｍ自进式锚杆，间距采用2ｍ×2ｍ梅花形布置，长4ｍ。注浆结束后，恢复沥青路面。然后封闭行车道，行车道施工作业流程按照超车道施工作业流程进行[5]。待所有加固措施施工完成后，对因变形引起的二衬、电缆沟墙身裂缝进行处理恢复。
3.2施工方法
1）首先利用地质雷达扫描，确定初期支护工字钢位置，然后再确定钻孔位置，二衬边墙加固采用?76自进式锚杆，间距1.5ｍ。采用履带式潜孔钻机直接钻孔，钻孔深度4ｍ。2）待锚杆钻进完成后，焊接注浆阀，并利用锚固剂对孔口锚杆周围进行封堵。3）采用注浆机向锚杆孔内注浆，浆液为42.5级水泥浆，浆体水灰比为1∶1，注浆终压为0.5ＭＰａ。
3.3施工要点及技术要求
1）自进式锚杆钻孔位置为电缆沟边墙与二衬交界处，角度按照现场实际情况，以潜孔钻不抵边墙为准，角度约15°。2）待锚杆钻进安装后，利用锚固剂对孔口锚杆周围进行封堵，并且焊接注浆阀。
4公路隧道路面裂缝防治的建议
裂缝是隧道建设过程中常出现的问题，一旦发生裂缝就会降低构建物的防渗能力，并影响其使用功能。出现裂缝不仅仅是施工方面的原因，其最根本的原因是前期勘察不足，设计不合理造成的。
结束语
隧道投入运营后，一旦出现病害，整治成本高、难度大，施工与运营相互干扰。因此，隧道病害重在预防，提高工程地质、水文地质勘测水平和质量，根据隧道实际条件采用先进可靠的预防病害的设计，这是做好隧道病害防治的基础和关键。
参考文献
[1]段鲁林.探析高速公路路面裂缝及车辙的成因与防治[J].中华建设,2017(06):94-95.
[2]苏广顺.路面裂缝在公路工程施工中的控制方法[J].交通世界,2017(13):42-43.
[3]武岳.高速公路路面裂缝防护及施工技术[J].交通世界,2017(Z1):40+104.
[4]周睿,袁洋冰.高速公路路面裂缝的原因及防治[J].交通世界,2016(36):20-21.
[5]付兴华.高速公路路面施工中裂缝的规避措施[J].门窗,2016(12):90.
论文作者:谭五平
论文发表刊物:《建筑实践》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/27
标签：隧道论文; 路面论文; 裂缝论文; 病害论文; 泥岩论文; 围岩论文; 原因论文; 《建筑实践》2020年第1期论文;