岩溶地区高速公路运营隧道病害及预防研究

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1、岩溶地区高速公路运营隧道病害及预防研究：以粤北某岩溶地区高速公路隧道运营期存在的渗漏水、衬砌开裂变形、隧道及导水洞涌水涌泥、地表环境恶化、衬砌背后存在空洞等病害为例，分析了病害机理和危害性，提出了在岩溶地区隧道建设中“限量可控排水系统”和合理的衬砌结构的措施和理念，以确保隧道运营期的安全和减少或杜绝病害的发生。　　关键字：岩溶；高速公路；隧道；病害　　Abstract:takinganorthkarstareahighud,surfaceenvironmentdegradationandliningarebehinddiseaseemptyforanexample,thepapera

2、nalysesthemechanismandharmfulnessofthedisease,andputsforittocontrollabledrainagesystem"andthereasonableliningstructureofthemeasuresandphilosophy,toensurethesafetyandoperationperiodtunnelreduceoreliminatethehappeningofthedisease.　　Key、2120m。在隧道左线左侧出口段建有深度500m的平行导水洞。　　根据区域地质资料和所取得的勘察资料，其岩性主要为深灰色中

3、厚层～中薄层状隐晶质灰岩，隧道区域断裂构造十分发育，发现大小断层20条。断裂构造破碎带大部分为构造角砾岩，隧道深度范围内多数为微风化岩，．因多期构造运动的叠加改造，大多断层不再具有单一的力学属性和水理性质，而具不同程度的导水能力。尤其值得注意的是，主干断裂旁侧的次级断裂、裂隙成为局部地下水运移通道，它们和主干断裂一起共同组成了形态甚为复杂的岩溶带。由于隧道洞身处于灰岩地段，灰岩面上部土层中有一定量的上层滞水和孔隙潜水，隧道沿灰岩顶面走，可能会出现小股滴水或涌水。同时断层破碎带可能被溶槽或溶隙，上部浅层溶洞水将以管道流的形式灌入隧道中，将会有渗水或涌水。　　隧道施工期间部分地段发生较严

4、重的突水突泥，并引发众多地面岩溶塌陷群及地面变形等地质灾害。　　2隧道运营期病害情况　　此隧道在运营期发生了渗漏水、衬砌开裂、衬砌偏压变形、隧道及导水平洞涌水涌泥流石，衬砌背后存在溶洞和地表岩溶塌陷等病害。以上病害基本涵盖了岩溶区运营隧道常见病害。　　2.1渗漏水　　隧道渗漏水是岩溶区运营隧道最常见的病害。在此隧道往年的定期检查中发现隧道渗漏水严重，几乎整个隧道都渗漏，以浸渗为主，局部滴漏有明水，施工缝部位在降雨时存在喷射状渗漏水，已影响到了行车安全。表1为隧道在2010年定期检查中渗漏水情况。　　表1某隧道2010年定期检查渗漏水数量统计表　　部位浸渗滴漏喷射合计　　左线353处1

5、1处2处366处　　右线123处10处1处134处　　2.2衬砌开裂　　衬砌开裂是指衬砌表面出现裂缝,是衬砌变形的结果。某隧道在2010年检测到左线有273条裂缝（纹），其中有220条环向裂缝，26条纵向裂缝，27条斜向裂缝，长度范围为40cm～743.3cm，宽度范围为0.01mm～1.0mm，左右边墙及拱部均有开裂；右线有169条裂缝，其中134条环向裂缝，12条纵向裂缝，23条斜裂缝，长度主要为40cm～1400cm，宽度主要为0.05mm～0.55mm，左右边墙及拱部均有开裂。个别伴有浸渗的裂缝，裂缝深度已已贯穿衬砌；对衬砌结构稳定性较大的纵向和斜向裂缝外宽内窄，属于张拉型裂

6、缝或拉剪型裂缝。　　2.3衬砌偏压变形，拱顶变形波动逐年增大　　在运营期对隧道进行了监测。从断面边墙测点监测结果发现，在隧道靠平行导洞一侧左边墙脚偏压现象较明显，某监测断面右侧墙脚应变逐渐转变为拉应变，其数值接近-50με；多数监测断面应变变化较大，这种现象与此处瓷片大面积脱落、衬砌边墙渗漏水的病害吻合。各监测断面均存在衬砌应变偏压现象。　　对隧道岩溶及断层发育区域段进行了长期的衬砌变形监测，通过监测发现08年后拱顶沉降随降雨量的变化量较08年前明显增大（如图1所示），水压力对衬砌变形的影响在增加，衬砌对水压力感知度增大。运营期隧道衬砌当变形量超过一定范围，易造成衬砌开裂，进而影响衬

7、砌的承载能力，对隧道结构安全性是一个潜在的隐患。　　　　　　1#断面拱顶下沉-时间曲线　　　　图1某隧道拱顶下沉-时间曲线　　2.4隧道及导水平洞涌水涌泥流石　　2003年以来，据了解每年暴雨时节涌水涌泥流石现象不断发生，大量的断层泥、断层角砾及地表浮土在地下流水的作用下，经导水平洞排出，特别是某出水点，不但涌水涌泥，而且直径达数十厘米、重量以吨计的断层角砾也被水流冲出，瘀积在导水平洞中，可见当时地下水流的冲击能量及搬运能力的。2007年调查期间，在相同部