从隧道衬砌检测结果看施工和设计中的问题

PAGEPAGE3从隧道衬砌检测结果看施工和设计中的问题笔者近年来对近70座铁路、公路隧道作过衬砌状况或质量检测。检测内容包括衬砌厚度、坍方位置及处理情况、衬砌背后空洞、复合式衬砌中两层衬砌间空段等。这些隧道绝大部分都是刚刚竣工或即将竣工；其中很大一部分施工质量在国内可列为一流的，也有一部分问题较多；隧道分布在山西、河北、陕西、四川、江西的6条铁路或公路线。加上作者检测过十几个工程的喷层厚度，还对十几个隧道衬砌出现的大裂缝等问题进行过调查和分析，它们具有相当的代表性。根据检测结果与对设计资料的分析，可以总结一些出现问题的规律，它对改进设计与施工不无裨益。本文就是根据这些分析，提出作者的意见和建议,与同行讨论。渐检托测紫的属内貌容摆包越括姻衬西砌自厚暮度滋（仍有来几唯座评隧申道胀是甲检抱测烂初敲期搂支衰护挡的妻喷榴层汁厚绸度缴）种；贿衬护砌狠背植后坏未粪充妇填葬的天空说洞枕、青空撤区透；峰复扮合绕式培衬票砌勇两盼层级衬做砌俯间登的很空俗段出；惕坍四方汇位屯置潜及钩坍进方摄处抬理善情汪况惜。乎雷职达衡探暗查统的输深续度郑在背一尖般幼情义况害下荡为爸2冠.带5杂m铸左穗右浩，借部兔分尖重非要怕坍客方扑处苹换穿天朽线头探左查捕5罢m零左科右取深丢。斑在让检今测香的乞隧怜道灭中何，粘有馅的具隧肠道庭很震好反，藏施联工守时扶没捡出惑现奔坍应方李或饥坍吧方卖很宏少盲。耐例洞如逢，照长窝近扶5器k派m巷的瑞水责泉诱湾雹隧环道尽，轮仅施发工现再4烦处穿坍智方考；自长背2纠8蹄2电3荷m凳的墓白猪茅臭尖机隧斗道算，常没敞有亲出只现萍坍总方校。纵而凭有爪的慎隧担道呢则筛坍爪方尼很左多聚，首如疯C柿a柜i调j岩i启a谁p幻i水n份g黄3础#搂隧皱道盈,仰长素5加2欢0绝m本,抬坍获方俘达达2思2邻处悼；部T辨a王n询s扯h滨a掘n哈p碍i忠n恋g沃隧利道晒,蔽在腾检暗测产的爸2速9出5相m专范压围选内芝，参坍麦方嫩达羽1区6壤处晋;蜘窄横M方i珠n援g乔y坑u谁e候x辱i园a梢隧萌道俗，洋长阀1雀2血8星5骗m陷，妙坍鲜方平3鞠7霜处丑。静（刚若贴拱蕉顶蜂，澡拱趣腰鸟同带一怪里壶程态坍勤方封，棚算维作瞒一巡处贵坍皮方钢。矛）钻我助们魄通攻过划一鸽些喘统况计唉数拆据私来鲜分垦析陪，宾发宁现薪在史不慰少蔑隧孕道肃中惊出硬现畅下早列奔几逗种洒情套况系：惑A针.繁震好胆围冲岩贷段储坍垄方纳比半例争与喜坏筋围来岩缓段趁相向近据，窝甚驶至晃更继高懒（狭表莲1旬）忙。督B参.足干在蹲好子坏拣围深岩丽交艺界乘处步，不在什好扇围蛙岩抄段杏中净或宗就瘦在裂交热界弟部锯位皮，哨坍彼方厉比纺率贝很但高妖，祝如溉统筐计筒了承1蹲9盈座左隧壤道萌，雁在煎围倘岩召分德类题交瞧界毛处祸坍姻方白的吴达距3呈7予处陕（辫有捆3鱼1添处管在筛好胜围幕岩至段丈）倡。捉C鼓.置联一急些速短涛隧累道兼坍您方壮频龙率忘高材。辈从杏表勤2窄列教的杯1等1三座律短犬隧绣道仙，签可钩见急坍半方脏频否率酿之同高气。锤读动者校可劝以拦用东它久与烘作打者疫检喇测吊的之一运些续长伍隧浪道双的溪坍扰方乘频盗率霸（岩表哲3聚）领作偷个初对棕比检。资表粘1收一烘些绘隧选道丝不认同机围停岩困中订坍五方脾的澡频击率隧道名长度m较差围岩长m/坍方次数平均坍方间距m较好围岩长m/坍方次数平均坍方间距m备注Mingyuexia1285177（Ⅳ）/444.4772（Ⅴ）/2333.6公路Sipujian东段3254415（Ⅱ，Ⅲ）/4103.82542（Ⅳ）/25101.7铁路Caijiaping520130（Ⅲ）/621.7390（Ⅳ）/1526铁路Tanshanping39572（Ⅲ）/172323（Ⅳ）/1521.5铁路Yukou3#1378350（Ⅱ、Ⅲ）/3116.71028（Ⅳ）/4125铁路Daping3#805335（Ⅱ--Ⅳ）/0\470（Ⅴ）/3156.7铁路Shuiguan655197（Ⅱ、Ⅲ）/1197458（Ⅳ）/3152.7铁路Lingdong1250320（Ⅱ、Ⅲ）/0\220（Ⅳ）/1220铁路Fengshangou1#20070（Ⅲ）/0\130（Ⅴ）/265铁路Mawa415211（Ⅲ）/2105.5214（Ⅳ）/923.8铁路Tugou572212（Ⅱ）/730.3360（Ⅳ）/1132.7铁路Miaoshugou432139（Ⅲ）/269.5155（Ⅳ）/438.8铁路Zhangjiahe2616266（Ⅲ）/0\2300（Ⅳ）/3076.7铁路Jijiacun490105（Ⅲ）/33595（Ⅳ）/423.8铁路滚表恐2词惰赔药一璃些双短谦隧楼道锄的仙坍毁方脱频刻率隧道名隧道长m坍方次数围岩类别坍方平均间距mZhuangli2#2107Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ30Zhuangli3#1125Ⅱ、Ⅲ22Caijiaping3#52022Ⅲ、Ⅳ24Tanshanping39517Ⅲ、Ⅳ23Yukou1#1385Ⅲ、Ⅳ28Yukou2#2308Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ29Dapin2#1755Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ35Pianliang1154Ⅲ、Ⅳ29Miaoshugou43213Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ33Feixianguan35912Ⅲ、Ⅳ30Qinglinpo23712Ⅲ20优表掀3影却汁节一鞠些喉长席隧蒸道尚的婆坍妹方递频因率隧道名长度m围岩类别坍方次数水泉湾4925Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ4寺铺尖西段3152Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ5水关655Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4康庄650Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ1岭东1250Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ2白茅尖2823Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ0西河一号1523Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ1会里1523Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ6张家坪2905Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ14大坪三号805Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ3三家店1015Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、0匙注丰：溜上舞述绸3葱个肿表荐中抗的撇围码岩攻分蚂类道是键2拴0晓0对0骑年列前妈的搭铁绿路镰隧仓道召围播岩墙分狱类霸。器商插护判究臭其弓原宇因撤，较有豆施咏工锣地赔质问工考作锐不弟到针家专的花原出因陆，散也坑有民重适视兵支丘护粪不往够成的过原轨因来。览从为重鹅视婆方赖面升来乘说洁，岗大微凡燃在派要端穿而过端坏争围区岩盛或殊断任层走带弄时鲁，切人屯们钞往为往蛛提思高絮警地惕雨，定给率以规较心大避注玩意霉力值，朋支拌护狭措晌施针也尘能磨跟纹上躲；纳而芽在位围盼岩姻较雕好惑时民，掌尤予其储是浸Ⅳ蠢类摊围绵岩矩、束Ⅴ桑类聚围挤岩腔中峡，我容僵易巧忽笨视访临翻时旗喷馋射斥混妖凝唯土跑支析护牺，笔加挨之瓜未浩注绵意锡光背爆栽（榨光推爆半不疯好盾，浑必叶然更周灿边天爆掘破瓶用愤炸蜂药风量烤大狼，既对覆围你岩胳的盗振或动立，依破返坏太较现大截）奸，战几狠个再循仔环窗未台作帜好猴喷穿层鼻临丘时衔支化护丹，滔就铲易跪因部反痰复与爆摄破杜振饱动晒产家生隐坍蛙方殃。奋我凶们耐可兆以蝶引招两石个逗资典料梨来音对凳比浩说炭明葵：肤朔蒸黄完铁重路迈的栽白偏茅纽尖适隧峡道雹，送多宪穿主过卸Ⅲ销、罗Ⅳ办类卫围纲岩势，纽但蕉是亡光洲爆讲作点得经好字，夸曾征作暗为征朔握黄秋线失光殃爆托的蓬好咬典浮型委，葛隧式道燕全槐长身2引8敞2誉3烫m顶，总没想发娇生嗓过聪一弹次债坍露方凤；依而推另肚外唤标窜段周的锁许优多弃隧唱道丰则斧坍扁方危频置频农，漠如喜C朱a讲i亲j稍i愚a泄p澡i笛n趋3荷号消隧秆道壮，尘5时0历0就余吹米劈长飞，断坍子方南达恭2唤1惹次玉；陈Y呆u脏k夺o浇u担3遮号婚隧时道甲，红长瘦1旱3健7框8泄m伶，旋坍签方钞达史4接4裂次帽；弓S鸽i抓p匙u誓j终i晕a尸n锈隧益道啊，君全负长窗6狐4我0宰0劫m貌，傍两脏个役施梢工豆单指位膜平催分决施倒工桃，唯岩叠质穿相黑近邀，蜡一损个致单鞠位肌坍漠方渴5如次精，蒜而太另枝一吗个酿单待位左则晴坍轿方直2钳9镰次烤;悲M尿i煤n啊g信y缎u山e档x威i拌a胞公燥路纲隧婚道庸，乡长阁1刚2励8体5卖m太，混其蛮中选Ⅴ掩类鸦围套岩良段秆长雾7驴7糊2杏m直，苹全万隧梦道风坍左方柳达库2筹3裁次份，唐不鸭止薪一诸处生坍僻深羽在愿2稻m错以扫上狸。滩另灵一费个裳资残料禁是垄宁冬波剥镇脑海墙招猛宝刻山礼公钢路尚隧休道均，扭属肉Ⅲ的、猎Ⅳ雅类村围胁岩巴，迁隧笼道遵拱避部党作劣了刊光馅面奴爆闭破炎，克但绢仍追不午够屿好腿，组用湖声鸣波盘法吴实捧测爷爆誉破绒破云坏兴岩帖体已深骂度暴达则2光m败,乳而吵在绝边书墙淋加仪强老了叔控会制差爆双破董工困作卧后着，液实狂测汤爆宣破观破疤坏务岩攻体神的宴深毁度竹仅塌为厚0非.鼻7究～枯0惊.欣8躲m疾。庙从痕地话质跑因克素强看套，沸一服些繁坍嗓方恰也宰往路往筛与较隧座道严施咐工孔地坐质者工喂作馋不草够姿有拖关辈。惨众既所叫周学知岂，绑在商勘归察势设室计累阶桃段由，典地程质病勘微探天仅罪能内给鞠出锐大鹊的河格疫局子。将今百后等相淋当卧长演一练段通时博间妇内拿，提对给于穿埋境深跑1炊0复0衰～罪3轧0椒0药m秘以振上悲的树隧惨道轻，姿是悼不圈可羊能铜完立全递查遣清脸隧水道奇设耐计伍标师高余范岗围柱的筒地或质厨情茶况其的铁，式更匙不够可倚能棵给萝出省准的确判的粮定温量摧的殃资嗓料芬。佩勘锯探盛阶呜段毫给半出谋的档地黑质郑界来线妙、什断兆层渠位益置迟，驶都攻会础有波相禾当擦的肯误机差树。划在冬勘月察篇阶窃段剑，柔如俭果壁不央使经用寄物续探腔等唯手孕段堡（哭物页探街手馒段哀也受有骡一喇定南局颠限玻和脸误固差毅）匠,下从秋地僚表面和戚少倦量大钻侧孔扬资薪料掠来亚推础延册断鼠层守，历因轨断挖层飘延贱伸在是瞒弯扒曲耕的深，株有说时罩是堆波削浪调形坏的五，编推烦延门到率隧针道皂的娇标俯高醋出签露桐里撑程萝是舍有土相填当寺误阴差太的齐，伤岩搏层尖界赛线买、飘围简岩绒分颤类帅界摊线邻也龙同冶样虹如遥此仇。屿设枪计映图西上料给霞出匆的乞围越岩聋分竖级让、暗分续类择界漂线沙，驱与披开恢挖订结傻果础差着几接十坐米滴，懒这破都梨是鱼正瑞常永的象。锤这前就膛是耐规点范充中掩要耀求白作客施舱工呀地你质卫工割作蒸，硬以弱及抬目三前喜强牙调概施挎工柴地对质会预葡报丈的蓝原助因甩。肾因死此董，杀在跑施平工糕开涨挖恰时然，酸相标比交于闲施受工写图续中柴隧捉道饿纵趟断厘面感图家，梢较替差恨围荐岩愧提坟前番出及现露或黑错炼后拳时巩，晃施柏工咏单妨位饭按厘设席计菜地结质约纵灰断班面上图蠢资蛮料输里吴程滤未锤发椒现滚岩堤体私质奏量沃变豪坏士，歪再造向己前贪开诞挖鞋时奶，颈容刷易挡麻跳痹粥而奋出烛现骆坍砌方开。层严厘格腔地氏讲筹，释隧赌道榨施完工估时恢基剩本俭上份是冠不昆应厦出璃现柜坍职方祖的拖。课除卸了膛在禾通将过卡断愧层仅开是挖款爆虏破杰时崭，烧断否层蛋泥呆和包糜哪棱挪岩怠顺惕着射断刻层偏面船滑伙坍决，眨以抄及墨在笛涌忧水及破奶碎幻带锄中权难蜡以沟支图护登而川坍伤方扶外坑（签这距两浑种伯情扬况补也炉可游能英超朝前眉加援固抓而持避凯免纤坍腾方咽，算这绝就绒要桌投畅入期一刃定秆的夜资躲金灶和愈力洁量各，杂所演以华也首有肤一败个梳经签济库比缓较铁，点决惰定猴是侮否拣让冰它递坍望）恨，杯一斧般件情公况更下嗽，般在艇注产意推了掠隧寨道员施周工虑地第质弹观宣察鼓和胳地丰质低预慧报偷的阅情原况副下畜，军是挽不捉应慰当粪坍朝方耕的博。浪施磁工去单连位颤在符市吊场块经捕济帐情予况洋下临，黄应新当惭加俯强栽施抽工源管则理傲，毅特阿别华是候开恒挖拨承叠包我出访去纵的舞短扒隧沾道酒更完应星协防助画他伤们匆提济高秤管粮理蓬和佛技猜术谨水品平报，专避们免缸坍溉方玉并捎因忠此移带访来心的纯经拍济宁损酬失踩。麦四卖衬参砌淋厚寻度岭问橡题慰1茅斑喷模粱筑丽混田凝存土绍衬皱砌轻整受体奏式洋模啦筑愉混词凝旗土幕衬珍砌挎出部现础厚描度症偏各薄侵的骂比肠例隔较船高惰。酒实衰际近上障衬副砌气的番厚向薄薄是轿由烤开雹挖敌断会面射决尝定驱的坝，遣也点就亭是艰说蚀，筛它肃是桑在炸开毅挖番时加已惧经昂确察定归了费的引，山浇之筑为模争筑炉衬依砌碑时题可相调广整昂衬舟砌贞厚抱度顾的井余约地读甚榜小欢。菠它角多裳出寇现扯下芽列宫几愧种既情宁况键：街隧环道扛左惜边何和齿右峰边干衬眼砌赏一济边搏合瞧格顽或置较新厚余，字一衣边悟偏络薄丛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不同分级的围岩来给出不同的衬砌厚度。如前所述，设计纵断面图中给出的围岩分级界线里程中，即使由监理和设代组及时作围岩分级的变更，也可能是在掘进几个循环之后。隧道的衬砌厚度，实际上是由开挖断面决定的。开挖之后再想扩大断面，是非常麻烦的事。作者建议，一般情况，无论遇到什么围岩，都采用同一个模筑衬砌厚度，而在其它手段上做文章。例如，在初期支护中加（或加密）锚杆、设钢筋网，模筑衬砌中加钢筋、加格栅拱、提高模筑混凝土强度等。这样，从施工与设计两方来说，从监理与现场设代的角度来说，都会带来许多好处。(2)初期支护与临时支护A.初期支护是作为衬砌的一个部分而设的，在复合式衬砌中初期支护承受了主要的外力。如果二次衬砌采用模筑混凝土，则在计算时，是不计算两层衬砌间的切向约束的。在作者检查和参与工作过的上百个隧道中，喷层表面的凹凸不平是普遍的现象。这就可能出现两种情况：①在两层衬砌之间出现许多空区；②浇筑模筑衬砌时，为填满这些空区，要填入大量混凝土。③若两层衬砌间铺设了防水板，浇筑模筑衬砌时可能挤破防水板。因此，复合式衬砌一定要强调光面爆破，而且光爆要求不仅是炮眼残痕率，更应重视沿隧道横断面和纵向开挖轮廓面的圆顺。实际上，若不考虑防水问题，应当采用喷射混凝土+喷锚初期支护的复合式衬砌形式。至于防水，可采用薄（20cm厚）的离壁式预制混凝土结构，或采用防水硬塑料板作装修，或研究其它防水喷混凝土方法。B.关于喷锚作临时支护减薄衬砌问题临时支护是为施工安全服务的，在施工时，作为临时支护的喷射混凝土厚度是不计在衬砌总厚度中的，在Ⅳ、Ⅴ类围岩中，施工临时支护有时仅局部敷设，而且喷层往往很薄。作为临时支护一部分的格栅拱架，其设定间距也有相当的灵活余地。因此，这些临时支护往往并不能起到长期维护围岩整体稳定的作用。在这种安排下，减薄整体式模筑混凝土衬砌的厚度不具合理性。特别在隧道浅埋的情况下，临时支护的薄弱与不及时，再加上先拱后墙的模筑衬砌顺序，有可能导致竣工后衬砌的开裂。作者曾调查过的南昆铁路线的几座隧道，在浅埋段出现衬砌的纵、斜向开裂，分析其原因就在于此。因此，作者认为，如果规定喷锚作临时支护，就不应当考虑减薄衬砌，有关标准图应当更改。4施工中某些技术问题讨论(1)喷层混凝土的严格要求对于复合式衬砌，目前有一些不合理的认识，即认为反正复合式衬砌包括喷射混凝土层和模筑混凝土衬砌，衬砌厚度为二者总厚度，因此，喷层可薄一些，模筑衬砌不怕厚一些，这样可节省一些费用。实际上，设计中将初期支护作为主要受力或全部承力的部分，所以，喷层薄是不合理的，施工单位应切实注意。绵广高速公路、京秦高速公路某连络线的几座隧道在喷层厚度及背后空区全面检测通过后才允许作模筑二次衬砌，这是指挥者的清醒之处。对于用喷射混凝土作临时支护，有时施工单位容易忽视。上世纪70年代中以后，提出推广喷锚支护，用以取代木支撑、钢架支撑等临时支护，因而在不采用木支撑等支护的情况下，决不能忽略或取消喷锚临时支护。有些隧道坍方少或无坍方，很大程度上是由于重视喷锚初期支护或临时支护。有的隧道坍方频频，就是不重视喷锚初期支护，或仅作象征性的临时支护的缘故。作者被咨询过的一些隧道，施工后出现纵向、斜向裂缝，究其原因就是在浅埋情况下未注意及时的临时喷锚支护，导致围岩松动所致。(2)喷射混凝土的厚度控制喷射混凝土厚度的控制是一个长期存在的问题，按规范每20m（单线铁路隧道）或10m（双线铁路隧道）设一横断面，断面上每隔2m检测一个喷层厚度，采用钻孔丈量的办法或用仪器设备对喷层厚度作无损检测，但主动添置检测设备的施工单位极少，按规范规定的密度作检测的可能是凤毛麟角。实际上添置无损检测的设备和人员培训所费甚少。在设钢拱架或格栅拱架的情况下，喷射混凝土常常喷成拱架处较厚、两个拱架中间薄，这种喷层表面呈波浪形的，有些人认为这是正常的，殊不知在铺设防水板后，二次模