南石壁隧道裂缝安全分析评价与治理(7.30) - 图文

南石壁隧道衬砌裂缝安全分析评价与治理

5.6.3 计算结果分析

根据以上计算结果，可见，当外水压力全部作用在隧道上，衬砌仰拱和边墙部位内力较大，安全系数过低。采用部分排水，则随着排水量的增大，作用在衬砌结构上的外水压力的减小，仰拱和边墙的安全系数会不断增大，而拱顶的安全系数则出现相对变小的情况。

6 南石壁隧道左线ZK172+470～494段病害综合分析

根据质量调查、计算分析、监控量测数据以及取芯数据的综合分析，具体结论如下： （1） 隧道衬砌施工质量合格；

（2） 根据无损检测以及取芯结果的综合分析：仰拱下部围岩较差，有一定的水压

力；边墙背后围岩较差也存在一定的水压力；钻孔伴有涌水、涌砂现象。 （3） 根据最新的监控量测数据，目前仰拱和衬砌都处于基本稳定状态； （4） 仰拱隆起与二衬边墙开裂原因分析：仰拱隆起、边墙开裂的主要原因为2008

年5月底至6月中旬江西省连降暴雨，地表水和地下水通过溶洞溶槽及白云质灰岩与钙质页岩层面深入到隧道周边，由于围岩较差及岩溶填充物流出导致排水管路堵塞，在隧道周边、仰拱下部形成一定的水压力引起仰拱局部隆起及二衬边墙开裂。

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7 南石壁隧道左线ZK172+470~494段病害治理方案

2008年7月19日至20日，江西省交通厅武宁至吉安高速公路建设项目办公室在南昌主持召开南石壁隧道病害处治专家咨询会，提出应本着“综合治理、一次到位、不留后患”和“安全可靠、易于操作、节约投资”的治理原则，合理确定总体处治方案，合理确定总体处治方案，即“仰拱底部注浆加固、边墙增设泄水孔排水、二衬增设型钢钢架补强、裂缝凿槽埋管封堵注浆”。

基本要点如下：

1、在既有仰拱回填拆除后对仰拱底部注浆加固，增加底部的抗渗能力和承载能力。加固范围ZK172+470~+494，加固深度3～4m，注浆方式宜采用TSS管压力注浆，注浆压力根据现场情况适当控制。注浆加固后分段跳槽拆除并重新施作仰拱。

2、边墙增设泄水孔，增强排水能力，减小水头压力。泄水孔深度宜穿透初期支护，位置宜有利于定期清孔，泄水管端头应采用滤网和土工布包裹，防止泥砂堵塞。

3、二衬增设钢架补强，钢架宜采用I18工字钢，全环封闭（含仰拱），在拱脚处设置锁脚锚管，钢架间距宜按外水压力折减系数0.2计算确定。型钢沟槽深度25cm左右，槽底宽20cm，槽口宽30cm，槽面凿毛，以利槽内喷射C25纤维微膨胀混凝土，确保喷射混凝土密实。

4、建议采用地质雷达对溶槽的位置、规模和隧道底部可能存在的溶洞、溶槽进一步进行探测；同时补充地表调查，并对流水沟槽等进行有效处理，防止地表水下渗。

5、渗漏水处治措施：

（1）裂缝渗漏水：可沿裂缝凿出宽40mm，深50mm的沟槽并埋设注浆管，采用强度高、水溶性和粘结性好的注浆材料（如玛丽散）进行注浆处理。

（2）施工缝渗漏水：宜采用排堵结合进行治理，即凿槽埋设半圆形排水管，用防水砂浆进行封堵，表面涂刷水泥基渗透结晶型涂料。

（3）大面积渗水：可采用水泥基渗透结晶型涂料抹面处理。

6、应制定处治实施性施工组织设计和监测方案，明确作业流程和作业要点，在整个处治过程及处治后一定期间内加强监测。

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7.1 衬砌加固方案

7.1.1 方案设计

（1）两边墙下部采用一排锁脚锚管加固，锚管为φ50×6mm钢花管，长度5m，水平向间距1.5m。在管端加工20cm外丝，配合螺栓和垫板，可对锁脚锚管施加预应力。

（2）二衬与仰拱处治：挖除仰拱回填，仰拱底部注浆加固，采用φ50×6mm钢管，长度3~4m。环向间距1.5m，纵向间距1.5m。仰拱和二衬采用钢拱架I18工字钢加固，间距1.5m；在仰拱施工完毕并回填后，施工边墙及拱部钢架，钢架间距与仰拱相同，封闭成环。如果仰拱较为破碎的情况下重新施作仰拱。

（3）排水措施：沿隧道两边墙下部径向增设排水孔。

（4）待加固措施全部施工完毕，重新施工电缆沟槽后，将可拆卸波纹排水管接入排水管。

（5）裂缝渗漏水处治措施：采用堵漏、注浆、表面涂抹相结合的处治方法。 （6）施工完毕后，按照原设计，施工隧道路面及加固过程中拆除的附属工程，如电缆沟、排水沟等。

加固方案详图见附录。 7.1.2 加固方案计算

二衬分担比例：0.400 初衬与围岩分担比例：0.600

二衬在加固设计时，地下水以排放为主，并及时清理，同时考虑到排水通道可能堵塞造成的水压力，并结合水工隧洞水压力的计算经验以及江西省交通厅武吉高速公路建设项目办公室于2008年7月19日的专家咨询意见，外水压力折减系数取为0.2。

加固后的衬砌结构内力如下：

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图 71 弯矩图

图 72 轴力图

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