南渝路瑪瑙山隧道病害處治

胡鴻翔 李蔚蹊 王維嘉

摘要：以南渝路瑪瑙山隧道為例，對其發生的襯砌開裂、路面開裂、邊溝結構傾斜等病害問題進行調查研究，并提出病害處治措施，可為既有隧道病害處治提供借鑒。

關鍵詞：隧道； 病害檢測； 病害分析； 處治措施

中圖分類號：U457+.2文獻標志碼：B

1工程概況

1.1隧道基本情況

瑪瑙山隧道位于四川省南充市高坪區境內，是G75國主干線蘭海高速南渝段的重要構造物。隧道左線長515 m，右線長490 m，隧道設計速度為80 km/h。隧道建筑限界為10.25 m×5 m。隧道縱坡3.0%。

1.2隧道地層巖性

瑪瑙山隧道進出口為坳溝地形，被坡洪積Q4dl+pl低液限黏土所覆蓋，進出口均位于坳溝頂部。相對高差一般小于100 m。區內粉砂質泥巖大面積裸露，因砂質含量和膠結程度產生風化差異，坡表呈臺階狀，臺階高度多為3～5 m，最高可為10 m。自然橫坡在10°～25°間。地層巖性分別為：

①Q4dl+pl：低液限黏土，受斜坡母巖影響而呈褐黃、褐紅色，含少量粉砂質泥巖和細砂巖角礫，軟塑—硬塑狀，厚0.5～5.0 m，分布于坳溝及局部斜坡。

②J3s：粉砂質泥巖，棕紅色，礦物成分以黏土礦物為主，粉泥質結構，結構不均，鈣泥質—泥質膠結，近水平層理發育，層理面傾角2°～3°，層面近水平，中—厚層狀構造，局部粉砂質富集。夾薄層狀粉砂巖，巖質軟，具飽、脫水風化開裂特征，厚度大于70 m，在場地內大面積出露。

場地處巖層產狀近于水平，節理普遍不發育。粉砂質泥巖中主要發育兩組節理，L1：產狀為320°～350°∠80°～86°，L2：產狀為215°～255°∠85°～90°。

1.3原設計支護襯砌參數

隧道按新奧法施工原理進行洞身結構設計，即以系統錨桿、噴混凝土、鋼筋網、鋼架組成初期支護與二次模筑混凝土相結合的復合襯砌型式。初期支護采用C20噴混凝土，二次模筑混凝土采用C25混凝土或C25鋼筋混凝土。

1.4原設計、施工概況及病害整治歷史

瑪瑙山隧道右線營運里程K829+004～K829+174段路面從2020年5月初開始出現路面輕微開裂、隆起等現象，至2020年12月病害進一步發展，個別地段路面出現裂縫、電纜溝側壁傾斜、蓋板傾斜等病害，為避免病害進一步發展，本路段養護單位采用灌縫材料對路面裂縫進行了封閉處治，未對檢修道側壁進行處治。

2隧道病害檢測

2.1外觀檢測結果

2.1.1襯砌外觀

瑪瑙山隧道右線營運里程K829+004～K829+044（40 m）段范圍內襯砌右邊墻墻面裂縫修補5處，其中縱向修補2處，環向修補3處；左側邊墻出現1處縱向修補裂縫（圖1）。

2.1.2路面外觀

瑪瑙山隧道右線營運里程K829+004～K829+174段范圍內，共發現主車道路面修補裂縫6處，其中橫向裂縫5處，縱向裂縫1處（圖2）。

路面裂縫均已進行過灌縫處理，本次不再對路面裂縫進行處治。

2.1.3其他附屬外觀檢測

瑪瑙山隧道右洞左側電纜溝與超車道之間出現2處裂縫，第1段起訖營運樁號：K829+084～K829+104（20 m），最大開裂寬度為2 cm，電纜溝側板未見異常；第2段起訖營運樁號：K829+114～K829+164（50 m），最大開裂寬度為2 cm，電纜溝側板未見異常。

右側電纜溝與主車道之間出現2處裂縫，第1段起訖營運樁號：K829+004～K829+069（65 m），最大開裂寬度為6 cm，電纜溝側板出現輕微傾斜現象，未見錯臺及沉降；第2段起訖營運樁號：K829+119～K829+174（55 m），最大開裂寬度為7 cm，電纜溝側板出現沉降、傾斜、輕微錯臺，傾斜角度約10°，部分路邊指示燈陷入裂縫內，局部水泥砂漿抹平修補（圖3）。

2.2仰拱回填地質雷達檢測結果

瑪瑙山隧道右線營運里程K829+079～K829+127段、K829+147～K829+168段右側主車道下方，雷達信號局部反射異常，存在雷達信號反射較強烈區域，疑似仰拱回填混凝土密實性較差或存在富水區域。營運里程K829+006～K829+070段、K829+103～K829+164段超車道下方達信號局部反射異常，存在雷達信號反射較強烈區域，疑似仰拱回填混凝土密實性較差或存在混凝土脫空現象。

2.3隧道凈空檢測

根據瑪瑙山隧道病害情況，共選取17個斷面進行檢測。檢測結果顯示，該隧道檢測段落范圍內，路面右側存在不同程度的隆起現象（表1）。

2.4仰拱及填充鉆孔取芯法檢測

對隧道仰拱及填充鉆孔取芯，其結果如表2所示。

（1）瑪瑙山隧道右線鉆孔取芯位置在有仰拱回填層處的回填層底部靠拱腳位置較為破損，底部存在虛渣及黏土回填，局部有積水。

鐵路與公路胡鴻翔， 李蔚蹊， 王維嘉： 南渝路瑪瑙山隧道病害處治

（2）回填存在片石混凝土及蜂窩麻面（圖4）。

2.5病害檢測結果評定

根據JTG H12-2015《公路隧道養護技術規范》中4.5.6規定：3類隧道或存在狀況值為2的分項時，應對局部實施病害處治，本隧道病害檢測分項技術狀況評定結果見表3。

3病害原因分析

根據檢測報告并結合類似工程經驗，瑪瑙山隧道病害產生的主要原因為：

（1）隧址區圍巖為砂泥巖互層，巖質軟，遇水易軟化；隧道建成通車已多年，在地下水的影響下，局部巖層軟化，混凝土碳化加深，且隧道拱腳處為應力集中區，導致隧道路面輕微隆起、路面與電纜溝壁發生錯臺、裂縫等病害。

（2）在隧道開挖過程中，由于其底部虛渣、積水等雜物未清理徹底，造成基底圍巖軟化；同時仰拱底部圍巖可能存在超欠挖現象，造成局部地方仰拱回填或仰拱厚度不足，導致仰拱底部受力不均。

4隧道病害處治措施

根據檢測報告分析，此次瑪瑙山隧道檢測段落的病害有幾種類型（圖5）。

（1）路面。路面縱向、橫向裂縫已經進行裂縫封閉，路面未出現錯臺等危及行車安全的病害嚴重，隧道技術狀況評定值為2，暫不采取措施。在運營期間應加強路面監測，以保證結構安全和行車安全。

（2）隧道凈空斷面侵限。凈空斷面檢測發現，路面多處發生輕微隆起，技術狀況評定值為1，暫不采取措施，需加強監測以保證結構安全。

（3）其他附屬。隧道存在檢修道存在沉降、傾斜、輕微錯臺，主要是由于襯砌拱腳收斂擠壓造成的，因此采用219×6 mm鋼管樁進行處治，可約束邊墻沉降和水平位移。具體方案為：邊溝底部打設219×6 mm鋼管樁，長3 m，縱向間距1 m，樁的豎向夾角采用15°和30°交錯布置。

5結束語

本文結合南渝路瑪瑙山隧道病害處治的實際情況，通過對隧道進行專項檢測，查明引起隧道病害的原因，提出針對性的處治措施，對于隧道存在檢修道存在沉降、傾斜、輕微錯臺，采用219×6 mm鋼管樁進行處治，可約束邊墻沉降和水平位移。目前該隧道病害整治施工已完成，并恢復車輛正常通車。本項目可作為隧道病害的檢測、病害原因分析及處治方案選擇提供參考。

參考文獻

［1］何川，佘健.高速公路隧道維修與加固［M］. 北京： 人民交通出版社，2004.

［2］劉海京，鄭佳艷，鄒宗良，等.某運營高速公路隧道襯砌坍塌病害檢測及快速處治［J］.公路交通技術，2010（5）.

［3］四川省交通運輸廳公路規劃勘察設計研究院.某高速公路隧道病害專項檢測報告［R］.成都︰四川省交通運輸廳公路規劃勘察設計研究院，2016.

［作者簡介］胡鴻翔（1990—），男，碩士，工程師，主要從事隧道及地下工程、巖土工程設計研究工作。