重庆奉溪高速公路营盘包隧道病害处治方案研究

周武召

摘要：营盘包隧道目前已运营6年左右，左右洞均出现了二次衬砌混凝土开裂错台、电缆沟严重变形倾斜、路面严重变形开裂等病害现象，已危及行车安全，须对隧道结构进行加固以确保隧道运营安全。通过对隧道开展病害检测工作，结合原设计图纸及竣工资料进行分析，得出了隧道病害成因。根据病害原因及现状，结合相关规范及已有工程经验，制定了相应的病害处治方案。

关键词：营盘包隧道；病害；成因；加固方案

1.隧道概况

重庆奉节至巫溪高速公路营盘包隧道为双洞4车道分离式隧道，左线起讫里程为LK15+585～LK16+224.5，长639.5m，右线起讫里程为RK15+638～RK16+289，长651m。隧址区跨越大巴山弧、川东褶带。大巴山弧展布于工程区北部，构造线呈北西及东西方向；川东褶带展布于工程区南部，构造线呈近东西向。褶皱发育，有背向斜9条，已多处断裂。背斜褶曲紧凑狭长，岩层产状较陡，节理裂隙发育，岩体的强度和完整性普遍降低。向斜相对较宽缓，岩体变形剧烈，节理裂隙发育，岩体的完整性较差。隧址区及其附近无区域性断层通过，勘察未发现滑坡、崩塌、泥石流等不良地质，隧址区区域地质整体稳定。

2.病害现象

营盘包隧道于2010年开工建设，2013年建成，至今已运营6年左右，目前隧道左右洞均出现了二次衬砌混凝土开裂错台、电缆沟严重变形倾斜、路面严重变形开裂等病害，部分已加固处治的段落也存在二次衬砌开裂、施工缝错台等病害现象。主要病害现象如下：（1）左右线巫溪端电缆沟倾斜变形严重，电缆沟内外缘最大错台量达40cm左右。（2）路面严重变形开裂，最大纵向裂缝宽度超过3cm。（3）隧道左右线部分已注胶封闭的裂缝、挂网喷混凝土段落及已粘贴钢带段落二次衬砌仍出现开裂或错台病害。拱脚部位二次衬砌裂缝最宽处达2cm，施工缝错台超过1.5cm。（4）隧道二次衬砌出现施工缝及衬砌裂缝严重渗漏水病害，部分施工缝部位在雨季形成涌流现象。

3.病害原因分析

4.处治设计方案

根据隧道病害现状及产生原因，对主要的结构病害制定如下处治方案。

4.1衬砌裂缝处治

对裂缝宽度小于0.2mm的裂缝不进行处治，对裂缝宽度不小于0.2mm的裂缝采用压注环氧树脂灌缝胶的方法进行处治。

4.2二衬背后脱空处治

对隧道二衬与初支间检测出脱空且该部位衬砌混凝土厚度小于设计值的区域，根据围岩级别、衬砌混凝土厚度等采用在脱空区域注浆充填的方法进行处治。对Ⅴ级围岩衬砌混凝土厚度小于40cm，Ⅳ级围岩衬砌混凝土厚度小于35cm，Ⅲ级围岩衬砌混凝土厚度小于30cm段进行注浆充填。

4.3二衬结构加固处治

根据专项检测结果，营盘包隧道左右洞二次衬砌混凝土厚度值范围为17-101cm，衬砌混凝土最薄处（17cm）对应衬砌类型为Ⅳ级深埋。

对二次衬砌混凝土厚度不满足设计要求的段落，综合考虑欠厚程度、病害状态、围岩级别、已处治措施等因素，分别采用粘贴钢带和拆换衬砌等措施进行处治，具体处治措施如下：

（1）对衬砌欠厚小于5cm的段落，根据衬砌开裂情况确定加固措施，若衬砌无开裂，则暂不进行处治，根据监测结果确定处治时机和处治措施。若衬砌有开裂，则采用增设8mm厚的鋼带进行加固。

（2）对以下三种情况，采用增设8mm厚钢带进行加固。

①隧道衬砌混凝土欠厚范围为5-10cm。即Ⅲ级围岩段衬砌厚度为25-30cm，Ⅳ级围岩段衬砌厚度为30-35cm，Ⅴ级围岩段衬砌厚度为35-40cm。

②衬砌混凝土裂缝技术状况值评定为2的段落。

③衬砌拱部出现网状裂缝的段落。

（3）对以下五种情况，采用增设10mm厚钢带进行加固：

①隧道二次衬砌混凝土欠厚大于10cm，但衬砌混凝土厚度大于20cm。即Ⅲ级围岩段衬砌厚度为20-25cm，Ⅳ级围岩段衬砌厚度20-30cm，Ⅴ级围岩段衬砌厚度20-35cm段落。

②原二次衬砌已拆换但新建二次衬砌结构仍有开裂的段落。

③Ⅲ级围岩未粘贴钢带且衬砌混凝土开裂错台段落。④Ⅲ级围岩未粘贴钢带且二衬厚度小于20cm的段落。⑤Ⅳ级和Ⅴ级围岩局部二衬厚度小于20cm但衬砌未开裂的段落。

（4）对Ⅳ级和Ⅴ级围岩局部二衬厚度小于20cm且衬砌开裂及粘贴钢带后衬砌仍有开裂的段落，采用拆换二次衬砌，新建C45钢筋混凝土二次衬砌结构的方案进行处治。

（5）对已进行衬砌拆换的段落不再进行拆换处治。若拆换段落衬砌无开裂，则不进行处治，若拆换段落仍有开裂，则采用粘贴钢带的方案进行处治。

（6）对已进行粘贴钢带加固但衬砌仍出现开裂的Ⅲ级围岩段落采用拆换二次衬砌的方案进行处治。

5.结束语

重庆奉溪高速公路营盘包隧道目前左右洞均出现了二次衬砌混凝土开裂、电缆沟变形倾斜、路面变形开裂等病害现象，已危机行车安全，基于对隧道病害的现场调查、检测报告、地质水文、原设计等的分析，提出了隧道病害现象的成因，并形成了合理有效的加固方案，得出的主要结论如下：

（1）隧道病害处治设计前应充分了解隧道病害现象及发展状况，充分收集设计资料、相关检测报告、原病害处治设计情况等隧道相关基础资料，为后续病害处治方案的选取提供完整的基础资料。

（2）病害处治前，应结合隧道现场病害情况、检测报告、地质水文条件、原设计情况、施工工艺等深入分析及研究病害原因及特点；并综合考虑隧道施工安全性、可行性、工期及行车影响等多方面因素，针对不同的病害特征形成了合理有效的加固方案。

（3）隧道衬砌脱空、欠厚等病害普遍存在于国内外运营隧道中，危及隧道结构安全。因此，在施工过程中应严格控制好隧道施工质量，选取适宜的施工方法，是避免和减少隧道运营期间出现病害的关键。

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