運(yùn)營(yíng)公路隧道安全評(píng)估

1、 運(yùn)營(yíng)公路隧道安全評(píng)估 1  引  言     隨著我國(guó)大路交通建設(shè)規(guī)模的日益擴(kuò)大，大路隧道(特殊是長(zhǎng)大隧道)的建設(shè)與科研都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步與進(jìn)展。目前，我國(guó)已經(jīng)成為世界上隧道工程數(shù)量最多、條件最簡(jiǎn)單、技術(shù)進(jìn)展最快的國(guó)家。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1979年我國(guó)大路隧道374座，通車(chē)?yán)锍虄H為52 km；而2021年底，我國(guó)大路隧道已經(jīng)達(dá)到2 500座，通車(chē)?yán)锍? 200 km。這些隧道經(jīng)受了不同的時(shí)期，并且在不同的地質(zhì)狀況下、不同的技術(shù)水平條件下修建，大部分隧道已經(jīng)步入“中老年”，消失不同程度的隧道拱頂開(kāi)裂、邊墻開(kāi)裂、拱頂空洞、襯砌損壞、隧道滲漏水、隧道凍

2、害、圍巖大變形、襯砌厚度薄、混凝土強(qiáng)度低、隧道內(nèi)空氣污染等病害，其“健康隱患”對(duì)隧道的正常運(yùn)營(yíng)構(gòu)成了肯定威逼。因此，大路隧道的健康問(wèn)題變得日益突出，我國(guó)目前20一30的大路隧道處于病害發(fā)育的亞健康狀態(tài)，對(duì)現(xiàn)役運(yùn)營(yíng)大路隧道進(jìn)行健康診斷和平安評(píng)估顯得尤為重要。2工程概況21技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)    某大路隧道為直線雙洞四車(chē)道單向行車(chē)隧道，上、下行線長(zhǎng)2×1 210 m；縱坡04、橫坡15；上行線凈寬為(85+103+147)m，下行線凈寬為(85+245+135)m，凈高50 m；上、下行隧道中線間距為35 m；設(shè)計(jì)行車(chē)速度為60 kmh；設(shè)計(jì)荷載為汽車(chē)一20、掛一1

3、00；設(shè)計(jì)交通量為2 000輛h。衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：正常交通時(shí)CO含量為100 PPm，交通堵塞時(shí)CO含量為250 PPm，煙霧濃度為48；隧道通風(fēng)方式為斜井排出式半橫向通風(fēng)。22工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件    上、下行隧道的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件基本相同。隧道穿越板樟山中麓，地層為燕山中期粗粒黑云母花崗巖，最大埋深245 m。兩端洞口約180 m(南口80 m、北口100 m)地段的巖體風(fēng)化嚴(yán)峻、節(jié)理發(fā)育，為類(lèi)圍巖；洞身中部除了有兩處小斷層破裂帶(32 m)外，其余大部分地段為堅(jiān)硬完整的、V類(lèi)圍巖，個(gè)別地段(55 m)為類(lèi)圍巖。隧道滲漏水主要為節(jié)理裂隙水，洞口段的風(fēng)化裂隙

4、水主要由地表降水補(bǔ)給，洞身由于斷層的存在主要是斷層水。隧道開(kāi)挖過(guò)程中滲漏水嚴(yán)峻，有20處滲漏水區(qū)段，總延長(zhǎng)達(dá)515 m，約占隧道全長(zhǎng)的43。最大滲漏水地段為最大埋深處，里程為K0+950(洞身標(biāo)為430)，延長(zhǎng)35 m。    隧道分兩期建成，其中下行隧道于1990年建成通車(chē)，上行隧道于1992年建成通車(chē)。為了保證隧道平安運(yùn)營(yíng)，對(duì)其進(jìn)行了平安評(píng)估。 3檢測(cè)項(xiàng)目、方法及頻率     依據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)隧道進(jìn)行平安評(píng)估，其檢測(cè)項(xiàng)目、方法及頻率如表1所列。 4檢測(cè)結(jié)果及平安評(píng)估 41  下行隧道襯砌結(jié)構(gòu)的檢測(cè)結(jié)果及平安評(píng)估 

5、   從對(duì)下行隧道襯砌裂縫及滲漏水的調(diào)查、襯砌厚度和背后回填狀況探測(cè)、襯砌混凝土強(qiáng)度和凈空斷面的檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，下行隧道存在下述平安隱患。    (1)隧道襯砌開(kāi)裂嚴(yán)峻    隧道中有11個(gè)區(qū)段，全長(zhǎng)546 m(占隧道總長(zhǎng)的45)，有多條縱向、斜向和環(huán)向裂縫將襯砌切割，且呈閉合狀，使襯砌受力的整體作用大大降低。其余地段仍有大小不等的裂縫。    (2)漏水嚴(yán)峻    雖然隧道漏水量不算太大(同灰?guī)r地區(qū)大量涌水相比)，但漏水點(diǎn)分布廣泛。漏水嚴(yán)峻地帶集中于11個(gè)

6、區(qū)段，全長(zhǎng)546 m，而且其余地段裂縫均有滲水痕跡。隧道大范圍滲漏水不僅對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的平安不利，而且會(huì)影響行車(chē)平安。    (3)拱部襯砌混凝土強(qiáng)度嚴(yán)峻不足    在檢測(cè)的拱部105個(gè)測(cè)點(diǎn)中，小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的占14，最小強(qiáng)度為14MPa，相當(dāng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的71，不滿意“評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)”的要求，屬不合格工程。    (4)拱頂空洞、襯砌厚度不足和施工質(zhì)量低劣更加導(dǎo)致隧道病害的進(jìn)展    從地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)結(jié)果來(lái)看，下行隧道拱頂處空洞基本連通，且拱頂襯砌厚度普遍不足。其余部位(除兩側(cè)個(gè)別拱腰處實(shí)測(cè)厚度略小于設(shè)計(jì)值外)尚大于設(shè)計(jì)厚度。整個(gè)隧道拱頂襯砌背后有空洞或脫空者達(dá)98；兩側(cè)拱腰襯砌背后有空洞者也達(dá)10。下行隧道拱頂襯砌厚度嚴(yán)峻不足，合格率(點(diǎn))僅為86，在洞身標(biāo)100120處拱頂實(shí)測(cè)厚度只有8 cm，為設(shè)計(jì)厚度(30 cm)的27。    隧道拱頂空洞是人為的匯水通道，由于積水造成水壓過(guò)高，導(dǎo)致襯砌混凝土開(kāi)裂和大面積漏水。隧道受當(dāng)時(shí)施工技術(shù)條件制約，施工管理欠嚴(yán)，拱頂消失少量空洞在所難免，但象本隧道拱頂幾乎全部存在空洞的現(xiàn)象實(shí)屬少見(jiàn)。襯砌背后空洞是工程重大隱患，也是造成隧道病害的主要人為因素。國(guó)內(nèi)外隧道發(fā)生的多次掉拱事故，均與拱頂空洞有關(guān)。