淺析隧道基底裂縫成因及應對措施

摘要：隨著我國經濟的迅猛發展，隧道工程的建設正處于高峰期，但是近年來，由于隧道工程的特殊性，受水文、地質、設計和施工等因素的影響，很多隧道的基底出現開裂、翻漿冒泥和不均勻沉降、隆起等病害，針對某隧道基底砼出現開裂進行技術總結，為類似情況的施工提供一定的參考。

關鍵詞：隧道 基底開裂 原因分析 對策

1 工程概況

某隧道正洞線間距4.6m，仰拱及填充于施工2個月后出現裂縫，裂縫為沿隧道中線方向在中線位置出現縱向裂縫，最大縫寬達6cm，最大錯臺2.5cm。出現裂縫的地段為Ⅳ級圍巖，位于土石分界附近，泥巖與砂巖互層，地下水發育且水壓分布不均，仰拱初期支護采用I18工字鋼，間距1榀/m，C25噴射砼22cm，鋼筋砼仰拱厚度45cm，素砼填充厚度131cm。

2 裂縫病害調查

2.1 物探

采用地質雷達進行物探檢測，共布設8條測線，縱向在隧道中線處1條，距離中線1.5m和2.9m處對稱布設各2條，橫向在裂縫最大處布設1條，向兩側延伸5m處各設2條。

經雷達檢測，測線1和測線6處仰拱砼界面以下2.3m顯示強反射信號，圍巖裂隙發育，破碎，且巖內含水較大。

2.2 鉆芯取樣

對出現裂縫段仰拱及填充進行鉆芯取樣，取樣位置為中線位置和距中線左右各自1.5m處，鉆孔深度5m，對物探結果進行驗證，同時對施工情況進行了解。（如右圖）

鉆探結果顯示，仰拱砼厚度和強度滿足設計要求，但局部鉆到虛渣，厚度0.05-0.1m，仰拱與填充澆筑界面不清晰。

2.3 隧底變形觀測

為更好把握隧道基底砼結構的變化，在隧道中線、左右兩側水溝邊和隧道拱頂布設水準觀測點。經觀測，隧底無明顯變化。

2.4 裂縫變形觀測

在裂縫兩側設對稱觀測點，主要采取日常尺量方式檢測裂縫寬度變化，采用相對高程確定隆起或者沉降情況。經觀測，裂縫寬度有增加趨勢，裂縫錯臺基本穩定無變化。

3 原因分析

3.1 地質條件

此段泥巖具有弱膨脹性，砂巖無膨脹性，導致基底出現不均勻沉降，是引起裂縫的主要因素。

3.2 地下水

圍巖內富含地下水，且水壓分布不均，在壓力水不斷侵蝕圍巖的作用下，由于不均勻的軟化，導致圍巖應力重新分布，同時在仰拱砼和圍巖之間形成軟弱層，是引起裂縫的另外一個主要因素。

3.3 仰拱開挖曲率

仰拱開挖過程中，因使用機械開挖，開挖弧形與設計弧形有一定偏差，從而引起基底圍巖對砼的不均勻反作用力，也是引起裂縫出現錯臺的一個客觀因素。

3.4 根據鐵建設【2010】120號文規定，隧底開挖后圍巖應力未得到及時的釋放即進行封閉施工，也是產生裂縫的一個不可忽視的因素。

4 施工對策

4.1 采用不同長度的鋼花管對基底3m范圍內圍巖進行注漿加固，增強兩種圍巖整體受力的力學性，同時起到切斷水源，消除水對圍巖的侵蝕和軟化作用。

4.2 采取樹根樁方式，自填充表面向基底圍巖打設鋼管或者錨桿進行錨固，實現基底圍巖與仰拱砼的整體性，削弱相互受力。

4.3 對出現的裂縫進行注漿填塞，同時對表層砼裂縫進行鑿除后加設鋼筋網，增加表層砼抗拉強度。

4.4 在隧道兩側水溝底上方對邊墻進行鉆孔，部分消除水壓，導流洞身上部圍巖的水量沿水溝排出，防止滲入基底圍巖；同時在水溝底部打設鋼花管，消除地下承壓水對基底的侵蝕，通過壓力排入水溝。

4.5 同一類圍巖的施工，下步施工中增加一定厚度的基底換填，消除圍巖的不均勻沉降。

5 結束語

通過對在建隧道基底出現開裂的一些分析，可以督促類似地質情況的隧道在施工中，加強全方位地質和水文情況的核查，在施工中通過改變工藝、加強施工現場技術管控等手段來避免出現砼開裂，以及出現開裂后可采取的一些措施，提供一定的參考。

參考文獻：

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