六甲洞隧道病害成因分析及加固措施

■胡锦荣

(浙江鼎旺环境建设有限公司，嵊州 312400)

1 项目概况

六甲洞隧道为清连一级公路既有山岭隧道，左洞长810m，右洞长780m，位于清远市浸潭镇六甲洞村。该隧道于1997 年建成通车，经过10 年的使用，隧道出现了衬砌开裂、衬砌渗漏、路面破损积水、通风照明设施老化等较严重的病害，存在严重结构安全及行车安全隐患。六甲洞隧道现状已“伤病累累”，将通过本次维修加固施工，达到结构安全与治理渗漏的目的，满足隧道安全通行的要求。

2 六甲洞隧道的病害检测及实测情况

为了全面掌握六甲洞隧道的病害情况，在检测数据基础上，结合现场调查、实测、设计隧道内轮廓及以往隧道施工经验，对六甲洞隧道的病害情况进行一一梳理，情况如表1 所示。

隧道病害及实测情况列表

3 六甲洞隧道病害成因分析及对策

从上述隧道病害数据分析可知，除本隧道设计套拱加固原因导致内轮廓拱脚侵限，其余衬砌空洞、裂缝渗漏水及路面破损等病害是由于工程地质、水文地质、原设计、施工及养护方面的原因，分析其成因及对策如下：

(1)工程地质、水文地质原因及对策

本隧道围岩由泥质页岩和砂质页岩互层组成，节理、裂隙发育，风化严重，围岩呈碎石状压碎结构。加之隧址区域地下水丰富，隧道的开挖形成临空面，造成地下水大量汇向隧道洞身。

对于此类隧道水应采取“防水板+排水管”结合的防排结合的工程处理措施。

（2）原隧道设计与施工原因

原隧道轴线位置处在垭口位置,对围岩类别的判断偏高，原支护结构初期支护偏弱，初期支护刚度较小，导致隧道施工中发生多次初期支护受力变形，塌方，塌方的发生过度，扰动了衬砌后围岩，结构设计不合理。另外原施工过程中，分上下断面台阶法开挖对造成多次围岩扰动、开挖后初期支护未及时施作导致围岩变形过大、施工中防水板排水管敷设质量差、部分段落衬砌采用先拱后墙浇筑等原因造成隧道衬砌开裂、渗漏严重等病害。另外，由于隧道洞身地下水长期渗流、溶蚀，洞身衬砌背后形成大量空隙、空洞。

对于此类情况本次维修加固设计中采取套拱加固、设置排水板+排水管+中央排水沟排水系统，将彻底解决隧道结构安全及渗漏病害。

(3)隧道运营期间的维护不到位

在隧道通过营运期，对排水系统的堵塞未及时清理、拱墙渗漏未采取处理措施，渗漏水长期溶蚀作用，导致衬砌与路面破损严重，存在极大结构安全与行车安全隐患。

针对此类情况建议加强隧道营运过程维护管理。

4 六甲洞隧道维修加固主要工序

在本次加固设计中采用套拱、导管注浆、敷设防水板+纵横向排水管+中央排水管，重建仰拱、填充、沟槽及路面，将彻底根治隧道目前所存在病害，重新构建稳固的结构和安全舒适的通行环境,如图1 所示。

图1 六甲洞隧道套拱加固断面图

（1）拆除隧道内照明通风监控设施并凿除洞身瓷砖装饰。在隧道注浆及套拱施工前，清理原洞身照明通风监控设施，凿除洞身瓷砖装饰，并用高压水清洗洞身尘垢。

（2）施作Ф50 小导管并注浆。采取风钻钻孔、安装Ф50 小导管并压注纯水泥浆，注浆压力控制在0.3～0.5MPa。将5m 长Ф50 小导管（间距1m×1m）打入衬砌后围岩并注浆有两大作用，一方面固结衬砌拱墙脚段背后松散围岩并堵水；其次小导管将原衬砌拱墙脚段牢固锁定于背后围岩，大大降低原衬砌拱的临空高度，形成牢固的超静定拱。从Ф50 小导管并完成注浆衬砌段落观察，衬砌渗漏水已大大减少且原衬砌刚度明显加强。

（3）对衬砌背后存在离析、溶蚀通道、空洞等部位压浆水泥砂浆。对六甲洞病害展布图相应段落存在离析、溶蚀通道、空洞等部位按设计要求压注水泥砂浆，对原衬砌拱腰及拱顶部位进一步注浆充填加固并堵塞渗漏水通道。

（4）仰拱填充、路面、沟槽及拱脚凿除，施作仰拱填充及拱脚。采用大型破碎机械凿除路面、仰拱填充层，施作钢筋混凝土仰拱，然后浇筑填充层。采用大型破碎机凿除沟槽及拱脚下部后，再用小型破碎机械凿除拱墙脚上部，再辅以人工风镐修整，清除基底杂物后敷设防水板、纵横向排水管、钢筋绑扎后浇筑墙脚混凝土。

（5）套拱钢筋混凝土浇筑。采用小型破碎机凿除拱墙侵限混凝土，辅以人工修整，钢筋头等尖锐突出物采用砂轮机或电弧焊切割磨平，然后敷设无纺布、防水板、环向排水管。绑扎钢筋，模板台车就位固定后浇筑拱墙混凝土。

（6）沟槽、中央排水沟施工。按设计要求预制沟槽盖板、立模浇筑沟槽，敷设中央排水管并做好横向排水管连接。

（7）混凝土表面整饰、防火喷涂、粘贴瓷砖及路面混凝土摊铺。利用移动式台架整饰混凝土表面蜂窝麻面、喷涂防火涂料、粘贴瓷砖。然后清除填充层顶面杂物，采用摊铺机浇筑路面混凝土。

5 小结

我国自1990 年起这20 多年间，高速公路持续快速发展，越来越多的山岭隧道修建。六甲洞隧道经过运营多年后出现的衬砌开裂渗漏水、路面破损积水，存在较大结构及行车安全隐患，将具有普遍性。通过六甲洞隧道的加固维修施工，获得了一些非常有益的经验，简要介绍如下：

（1）在加固维修施工前，须深入分析该隧道工程地质、水文地质、原设计、病害检测资料及维修加固设计施工图等资料，并结合现场观察与隧道内轮廓侵限值实测等数据,对六甲洞隧道病害、成因及对策作出合理分析判断。在接下来隧道维修加固施工做到了然于胸，不慌不忙，按步就班做好每一步加固维修工作。

（2）切实做好小导管注浆施工。小导管的注浆施工对加固拱腰以下松散围岩、止水具有良好效果，并将原衬砌拱墙脚段与背后围岩牢固锁定一起，降低原衬砌拱的临空高度，起到牢固超静定拱作用。为下一步拱墙侵限衬砌的凿除提供足够安全保障。

（3）按设计要求对衬砌背后离析、溶蚀通道、空洞等部位压浆水泥砂浆，进一步固定拱腰以上松散围岩、止水堵水。第四、全面清理磨平原衬砌表面尖锐物，并严格防水板、纵横环向排水管敷设，并接入中央排水沟。此工序须通过严格自检、交接班检验及监理检验。必须做到防水层敷设完整无损松驰适度、排水系统结合完整。

（4）切实做好套拱钢筋绑扎焊接及混凝土浇筑，重新构建强有力的套拱作为安全储备。通过完善的设计，精心组织施工，终于构建焕然一新的六甲洞隧道，为接下来类似病害隧道维修加固提供有益经验。

[1]华南理工大学交通学院.六甲洞隧道病害检测报告.

[2]中交第一公路勘察设计研究院有限公司.六甲洞隧道加固施工图设计.