隧道工程质量通病防的治.docVIP

第五章 隧道工程质量通病防治 第一节 概 述 随着国民经济的迅速发展，我国的公路建设也蓬勃发展，特别是高等级公路建设更是FI 新月异，全国性高等级公路路网格局正在形成。由于高等级公路的线形技术指标较高、投资 较大，同时经济效益明显，当其进入山区或重丘区时，就不可避免地需要采用隧道来穿山越 岭；当其跨洋越海时，由于水底隧道有利于环境保护，有利于生态保护且投资较小，修建水底 隧道比修建桥梁更为适当。因此，在高等级公路迅速发展的带动下，作为公路重要组成部分 的公路隧道也迎来了规模空前的建设热潮。许多路段由于采用了隧道方案，改善了路线指 标，缩短了路程和行车时间，提高了运营效益。例如：成渝高速公路重庆段总长104km，较原 成渝公路重庆段156kin缩短路程52kin，其中尤以中梁山隧道和晋云山隧道缩短路程最为显 著，且隧道建成后高速公路线形顺畅，社会效益和经济效益显著。310国道宝鸡至牛背段， 设计为二级汽车专用公路，全长40km其中隧道累计长度5km多，占路线比例较大。2001 年通车的晋焦高速公路晋城段隧道累计长度与路线比例超过了20％；正在建设中的焦晋高 速公路焦作段全长17．2公里，其中山岭区10．3公里，共修建了1 1座分离式隧道和一座连体 隧道，单洞长度累计达到了5km多，占路线比例相当大。浙江、福建、吉林、贵州、云南等省 部分路段的情况也与之类似，隧道成群出现。由于隧道造价较高，运营管理相对复杂，所以 各地对隧道建设都十分重视。 与发达国家相比，我国的公路隧道建设起步较晚。设计、施工经验都存在一定的差距， 思想认识上也存在偏见和畏难情绪，所以，20世纪80年代前，仅个别公路上设有一些短隧 道。20世纪80年代中后期，首先在我国经济较发达的东南沿海地区出现了长度超千米的 公路隧道，如深圳的梧桐山隧道长2km，首次在我国采用全横向通风。进入20世纪90年 代，公路的迅速发展对公路隧道提出了越来越高的要求，隧道的建设意义与作用也愈来愈多 地被人们所认识和重视。公路隧道工程遍布全国各地，施工和管理难度也不断加大。到 1994年底，我国建成了最长的山岭高速公路隧道——中梁山隧道，全长为3160m。中梁山 隧道与晋云山隧道群的建成，不仅在设计与施工方面取得了重大突破，而且极大的鼓舞了公 · 1 89 · 路隧道建设的信心。后来建设长度超过4km的山岭隧道有二郎山隧道、华蓥山隧道和大溪 一湖雾岭隧道，西安一安康公路上的秦岭隧道长度超过了9km。 在发达国家和我国香港，用隧道“涉水”连接江河两岸的路线已十分常见，从80年代末 开始，随着施工技术的提高，我国内地也出现了“涉水”隧道，如上海延安东路隧道和广州珠 江隧道等水下隧道。采用隧道下穿江河有许多优点，它既不影响航运，也不影响地面景观， 有利于生态环境保护，与两岸接线十分方便。珠江隧道首次在国内采用沉埋法施工，降低了 工程造价，提高了工程质量，为后续水下隧道的设计与施工及至运营管理都积累了宝贵经 验。因此在许多工程方案论证中，都进行了水下隧道的方案论证，例如连接深圳与香港、胶 州湾连接大连与烟台及南水北调工程穿越黄河。 我国幅员辽阔，多山多水，公路隧道建设方兴未艾。然而随着公路隧道工程数量的增加 和建设速度的加快，由于经验认识等诸多原因及设计、施工的水平限制，在已修建的隧道中， 都不同程度地出现了质量问题，有的甚至出现了严重的质量事故，造成较大经济损失。 第二节常见病害 隧道的病害很多，发生的原因和情况也非常复杂，就公路隧道而言，有其自身特点。 一、公路隧道的特点 1．断面大 公路隧道与铁路隧道、水工隧道、矿山地下巷道相比断面较大，双车道公路隧道的断面 积可达80m2左右。因此公路隧道围岩受扰动范围较大，其轮廓对围岩块体的不利切割增 多，围岩内的拉伸区与塑性区加大，导致施工难度增大。若公路隧道位于土层或软弱岩体 内，施工难度更大，通常需要特殊的施工方法来建造。 2．形状扁平 在满足使用功能和施工安全的前提下，尽可能地降低工程造价是隧道设计的基本要求。 由于公路隧道的建筑限界基本上是一个宽度大于高度的截角矩形截面，在设计开挖断面、初 砌结构时总是在保证施工安全和结构长期稳定条件下，尽量围绕建筑限界设计开挖断面和 净断面，因此，公路隧道的断面常为形状扁平的马蹄形或直墙拱顶形。 断面扁平容易在拱顶围岩内出现拉伸区，众所周知，岩土之类天然材料，其抗拉强度较 低，因此，施工中隧道顶部容易崩落，威胁人身安全。正是因为断面呈扁平状，在断面积相同 条件下，公路隧道较之铁路隧道、水工隧道和矿山巷道施工难度较大。 3．需要运营通风 汽车通过隧道时，不断地向隧道内排放废气。短隧道由于受自然风和交通活塞作用影 1 90·