寧夏六盤山隧道病害治理實踐

寧夏六盤山隧道病害治理實踐

為了解決大坂山隧道的滲漏問題，我們部門和有關(guān)部門對寧夏六盤山隧道進(jìn)行了實地調(diào)查。1隧道工程中的問題是一個造成工程基六盤山隧道與大坂山隧道具有很多共同點。六盤山隧道西口海拔2460m,年最低氣溫-28.7℃,隧道長2385m,大坂山隧道南口海拔3792m,年最低氣溫-34℃,隧道長1530m,同為高海拔寒冷越嶺長隧道,兩隧道同樣由于當(dāng)時的資金制約,在設(shè)計上沒能很好地貫徹“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)時高海拔寒冷地區(qū)長隧道建設(shè)經(jīng)費不足。六盤山隧道工期長達(dá)6年(1991～1997年),大坂山隧道工期也長達(dá)4年(1995～1999年)。六盤山隧道在1997年交工驗收時就出現(xiàn)了滲漏和襯砌開裂等病害,當(dāng)時進(jìn)行了壓漿處理,投入費用500萬元,但效果并不好。從后來治理打開的襯砌來看,水泥漿并沒有按設(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大。2000年由寧夏自治區(qū)交通廳組織專家進(jìn)行了專題研究,確定了對病害段重新襯砌的治理方案,委托具有豐富隧道施工經(jīng)驗的十三局三處會同北京長路工程咨詢有限公司進(jìn)行方案設(shè)計,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,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,北京長路工程咨詢有限公司監(jiān)理,治理工程2000年4月開工,治理長度491.5m,完成投資2700萬元,治理期間在原塌方段發(fā)生大塌方,塌方量300立方米,壓垮了臺車,造成中斷交通18天。2治理要注重做到“真”字(1)寧夏在治理六盤山隧道滲漏等病害方面,沒有采取一般的委托設(shè)計單位進(jìn)行設(shè)計,招標(biāo)選擇施工、監(jiān)理隊伍的做法。他們認(rèn)為設(shè)計單位缺乏病害治理的實踐經(jīng)驗,招標(biāo)往往是想要的隊伍進(jìn)不來,病害治理應(yīng)實事求是,特殊對待。他們選擇了一家經(jīng)驗豐富的施工隊伍,由他們拿出治理的具體方案,再由設(shè)計單位進(jìn)行設(shè)計計算、細(xì)化完善,設(shè)計比較符合隧道病害治理實際。設(shè)計方案完成后,分別由參與設(shè)計的單位負(fù)責(zé)施工和監(jiān)理,這樣使設(shè)計能落到實處,也能及時進(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,因為他們對隧道更為了解。(2)六盤山隧道在治理之前,委托重慶公路科學(xué)研究所對隧道進(jìn)行雷達(dá)探測,基本摸清了含水、空洞的位置,做到了心中有數(shù)。(3)六盤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)計是將襯砌厚度計算在保溫厚度之內(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,我們可通過試驗應(yīng)用。(4)六盤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。對空腔的處理一般設(shè)計均要求回填密實,但在實際操作中,是很難實現(xiàn)的,六盤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)六盤山隧道治理中對襯砌背圍巖出水點,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。大坂山隧道防水采用的是土工布加排水板,通過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,受圍巖側(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,可借鑒六盤山隧道排水方面的經(jīng)驗。(6)六盤山隧道病害在治理過程中發(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)生過多次塌方,塌方段是通過鋼拱架、鋼軌、鋼管支護(hù)通過的,該段地質(zhì)復(fù)雜,病害治理時應(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,通過了交工驗收。在試運營階段,滲漏仍局部存在,并于2000年春末出現(xiàn)較大滲漏,為此邀請了鐵建院翁伯康教授、中交一院王華牢高級工程師、陜西公路設(shè)計院李剛高級工程師、蘭州凍土研究所朱林楠研究員等專家進(jìn)行了論證,確定了坡面地表和洞內(nèi)同時壓漿的治理方案。并且提出了3～5年以后,水形成各自的通道,再進(jìn)行針對性治理的設(shè)想。當(dāng)時共使用壓漿水泥1683t,壓漿費用126萬元,但效果并不明顯。后通過對坡面設(shè)排水盲溝和洞內(nèi)化學(xué)堵漏,才基本解決問題?？偟膩碚f,對大坂山隧道滲漏的治理效果比較好。目前,圍巖水通過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。水的來源除地面補給水和圍巖積水以外,根據(jù)六盤山的經(jīng)驗,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)對隧道進(jìn)行雷達(dá)探測。探測襯砌厚度,襯砌混凝土密實狀況,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)檢測二次襯砌混凝土強度是否達(dá)到設(shè)計要求。(3)如進(jìn)行局部處理,