寧夏六盤(pán)山隧道病害治理實(shí)踐

寧夏六盤(pán)山隧道病害治理實(shí)踐

為了解決大坂山隧道的滲漏問(wèn)題，我們部門(mén)和有關(guān)部門(mén)對(duì)寧夏六盤(pán)山隧道進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查。1隧道工程中的問(wèn)題是一個(gè)造成工程基六盤(pán)山隧道與大坂山隧道具有很多共同點(diǎn)。六盤(pán)山隧道西口海拔2460m,年最低氣溫-28.7℃,隧道長(zhǎng)2385m,大坂山隧道南口海拔3792m,年最低氣溫-34℃,隧道長(zhǎng)1530m,同為高海拔寒冷越嶺長(zhǎng)隧道,兩隧道同樣由于當(dāng)時(shí)的資金制約,在設(shè)計(jì)上沒(méi)能很好地貫徹“早進(jìn)洞、晚出洞”的原則,隧道穿越坡積層及斷裂帶等不良地質(zhì)段,存在先天不足,再加上同為富水隧道,造成施工困難,塌方多,而且當(dāng)時(shí)高海拔寒冷地區(qū)長(zhǎng)隧道建設(shè)經(jīng)費(fèi)不足。六盤(pán)山隧道工期長(zhǎng)達(dá)6年(1991～1997年),大坂山隧道工期也長(zhǎng)達(dá)4年(1995～1999年)。六盤(pán)山隧道在1997年交工驗(yàn)收時(shí)就出現(xiàn)了滲漏和襯砌開(kāi)裂等病害,當(dāng)時(shí)進(jìn)行了壓漿處理,投入費(fèi)用500萬(wàn)元,但效果并不好。從后來(lái)治理打開(kāi)的襯砌來(lái)看,水泥漿并沒(méi)有按設(shè)想填充在襯砌與圍巖之間,反而堵塞了排水通道。在缺陷責(zé)任期內(nèi),施工單位多次進(jìn)行治理,如在襯砌上開(kāi)鑿埋設(shè)疏水管,但由于冬季凍漲,收效甚微,致使?jié)B漏和襯砌破壞逐年擴(kuò)大。2000年由寧夏自治區(qū)交通廳組織專(zhuān)家進(jìn)行了專(zhuān)題研究,確定了對(duì)病害段重新襯砌的治理方案,委托具有豐富隧道施工經(jīng)驗(yàn)的十三局三處會(huì)同北京長(zhǎng)路工程咨詢(xún)有限公司進(jìn)行方案設(shè)計(jì),確定了拆除病害襯砌,在圍巖上設(shè)置環(huán)向和縱向排水管,鋪設(shè)無(wú)紡?fù)凉げ己头浪鍙?fù)合式防水層,重新進(jìn)行支護(hù)和襯砌設(shè)計(jì),并且細(xì)化了爆破、初期支護(hù)、錨桿施工、防水板施工、襯砌施工、安設(shè)預(yù)埋件等工藝要求。治理工程由中鐵十三局施工,北京長(zhǎng)路工程咨詢(xún)有限公司監(jiān)理,治理工程2000年4月開(kāi)工,治理長(zhǎng)度491.5m,完成投資2700萬(wàn)元,治理期間在原塌方段發(fā)生大塌方,塌方量300立方米,壓垮了臺(tái)車(chē),造成中斷交通18天。2治理要注重做到“真”字(1)寧夏在治理六盤(pán)山隧道滲漏等病害方面,沒(méi)有采取一般的委托設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì),招標(biāo)選擇施工、監(jiān)理隊(duì)伍的做法。他們認(rèn)為設(shè)計(jì)單位缺乏病害治理的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),招標(biāo)往往是想要的隊(duì)伍進(jìn)不來(lái),病害治理應(yīng)實(shí)事求是,特殊對(duì)待。他們選擇了一家經(jīng)驗(yàn)豐富的施工隊(duì)伍,由他們拿出治理的具體方案,再由設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、細(xì)化完善,設(shè)計(jì)比較符合隧道病害治理實(shí)際。設(shè)計(jì)方案完成后,分別由參與設(shè)計(jì)的單位負(fù)責(zé)施工和監(jiān)理,這樣使設(shè)計(jì)能落到實(shí)處,也能及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化和完善。寧夏自治區(qū)的同志還建議最好找原施工單位來(lái),因?yàn)樗麄儗?duì)隧道更為了解。(2)六盤(pán)山隧道在治理之前,委托重慶公路科學(xué)研究所對(duì)隧道進(jìn)行雷達(dá)探測(cè),基本摸清了含水、空洞的位置,做到了心中有數(shù)。(3)六盤(pán)山隧道襯砌混凝土出現(xiàn)酥松,是由于水中含硫酸根腐蝕和反復(fù)凍融所致。大坂山隧道為富水隧道,且洞內(nèi)常年潮濕,襯砌外雖設(shè)有保溫層,但保溫設(shè)計(jì)是將襯砌厚度計(jì)算在保溫厚度之內(nèi)的,因此不能防止襯砌混凝土產(chǎn)生反復(fù)凍融。六盤(pán)山隧道在此次治理中采取了在混凝土中摻加35%～40%的粉煤灰,以提高防水防潮效果,我們可通過(guò)試驗(yàn)應(yīng)用。(4)六盤(pán)山隧道與大坂山隧道同樣在施工中發(fā)生多次塌方,從而在圍巖與襯砌間形成多處空腔。對(duì)空腔的處理一般設(shè)計(jì)均要求回填密實(shí),但在實(shí)際操作中,是很難實(shí)現(xiàn)的,六盤(pán)山隧道的處理方法是拱上回填1m混凝土(泵送),既可保護(hù)拱部不受落石的沖擊,又使拱受力均衡。(5)六盤(pán)山隧道治理中對(duì)襯砌背圍巖出水點(diǎn),采用埋設(shè)環(huán)向排水管疏水并用縱向排水管連通的排水設(shè)計(jì)。大坂山隧道防水采用的是土工布加排水板,通過(guò)排水板上齒楞間的間隙排水。由于排水板為橡膠,齒楞高度僅為幾毫米,受?chē)鷰r側(cè)壓力作用容易被擠密,而且間隙也容易被雜物(如水泥漿)堵塞,從而影響排水效果。大坂山隧道病害整治,可借鑒六盤(pán)山隧道排水方面的經(jīng)驗(yàn)。(6)六盤(pán)山隧道病害在治理過(guò)程中發(fā)生了原大塌方段的再次大塌方,要引起我們足夠的重視。大坂山隧道北口段發(fā)生過(guò)多次塌方,塌方段是通過(guò)鋼拱架、鋼軌、鋼管支護(hù)通過(guò)的,該段地質(zhì)復(fù)雜,病害治理時(shí)應(yīng)慎重。3坡面地區(qū)的地下水滲流治理大坂山隧道在交工驗(yàn)收前后出現(xiàn)了局部滲漏,主要出現(xiàn)在北口段,其主要原因是北口段為坡積層,地面水下滲,排水設(shè)施不滿(mǎn)足要求所致。施工單位采用化學(xué)堵漏和坡面防護(hù)的措施,通過(guò)了交工驗(yàn)收。在試運(yùn)營(yíng)階段,滲漏仍局部存在,并于2000年春末出現(xiàn)較大滲漏,為此邀請(qǐng)了鐵建院翁伯康教授、中交一院王華牢高級(jí)工程師、陜西公路設(shè)計(jì)院李剛高級(jí)工程師、蘭州凍土研究所朱林楠研究員等專(zhuān)家進(jìn)行了論證,確定了坡面地表和洞內(nèi)同時(shí)壓漿的治理方案。并且提出了3～5年以后,水形成各自的通道,再進(jìn)行針對(duì)性治理的設(shè)想。當(dāng)時(shí)共使用壓漿水泥1683t,壓漿費(fèi)用126萬(wàn)元,但效果并不明顯。后通過(guò)對(duì)坡面設(shè)排水盲溝和洞內(nèi)化學(xué)堵漏,才基本解決問(wèn)題。總的來(lái)說(shuō),對(duì)大坂山隧道滲漏的治理效果比較好。目前,圍巖水通過(guò)坡面治理已大大減少。但由于排水板本身存在的缺陷和壓漿的影響,排水不夠通暢,水受重力作用,總要尋找便捷的出口,所以在襯砌表面形成局部滲漏或潮濕點(diǎn)。水的來(lái)源除地面補(bǔ)給水和圍巖積水以外,根據(jù)六盤(pán)山的經(jīng)驗(yàn),也有從進(jìn)口方向順坡沿襯砌流下的水,為此,我們初步建議:(1)對(duì)隧道進(jìn)行雷達(dá)探測(cè)。探測(cè)襯砌厚度,襯砌混凝土密實(shí)狀況,拱背空洞大小及位置,圍巖含水情況等,待摸清情況后,再確定根本性的治理方案。(2)檢測(cè)二次襯砌混凝土強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。(3)如進(jìn)行局部處理,