金鸡山隧道山体保护

金鸡山隧道山体保护一、概况金鸡山隧道是福州市二环路的重点工程，1994年10月31日动工建设，为上下行分列的双洞双车道城市道路隧道，单洞长578m。隧道按城市主干道I级标准设计主断面，隧道内轮廓为单心圆曲墙断面，洞内行车净宽8m,限高5m,净高7.05m,隧道依据新奥法原理设计，采用复合式衬砌。隧道穿越的岩体主要为中－粗粒花岗岩，其次为后期侵入的花岗石英斑岩，时有灰绿岩穿插，致使围岩稳定性降低。粗粒花岗岩呈风化—微风化状态，左洞进、出口段围岩稳定性较差，其它地段较为稳定，整个隧道II、III类围岩占40%,W、V类围岩占60％。地下水主要为大气降雨补给，且渗透性较差，施工过程中水量较小。隧道围岩类别里程见下表：南洞围岩级别（由南端洞口至北端洞口）起止桩号（本次检测桩号）围岩类别+000~+035.5II+035.5~+065.4III+065.4~+116.9

+116.9~+171.00V+171.00~+200.80W+200.80~+324.90V+324.90~+355.70W+355.70~+434.70V+434.70~+451.20W+451.20~+518.40III+518.40~+577II〜III北洞围岩级别（由南端洞口至北端洞口）起止桩号（本次检测桩号）围岩类别+000~+013.70II+013.70~+037.87III+037.87~+107.98W+107.98~+177.78V+177.78~+207.75W+207.75~+277.30V+277.30~+340.0W+340.0~+410.0III+410.0~+424.0W+424.0~+447.5III+447.5~+497.5II〜III+497.5~+522.55III+522.555~+561.9II〜III+561.9~+580II隧道初期支护采用“锚、网、喷混凝土、钢架支撑”等不同的组合方式，在洞口浅埋段采用辅助超前管棚支护及注浆加固地层等方法。隧道防水结构根据“以排为主，排堵结合”的原则，在初期支护与二衬之间设一层4mm厚泡塑板+0.8mm聚乙烯(PE)板，每隔20m设一道背贴式橡胶排水盲沟，渗入申150纵向排水盲沟，经申70横向支管引入正洞排水边沟内。金鸡山隧道从建成至今已有12年，由于材料老化及当时设计施工水平较低等原因，部分区段二次衬砌出现了较为严重的裂缝，为查清病害实际情况和判断隧道当前的稳定状态，福州市政工程管理处委托重庆公路工程检测中心(隶属于重庆交通科研设计院)对隧道进行了病害检测和稳定性分析等工作。本次检测过程中在委托单位的大力支持与配合下，顺利完成了现场检测工作，现将检测情况说明如下。四、检测情况(一)隧道混凝土外观质量及裂缝量测(1)南洞二衬裂缝与渗漏水情况金鸡山隧道南洞的主要病害为：施工缺陷较多，裂缝较为发育。详细情况见附件：金鸡山裂缝观测及病害描述展开图。病害各段情况如下：+000〜+010段：拱顶分布有2条环向荷载裂缝，1条纵向荷载裂缝。桩号050处纵向裂缝（见图3）长8.0m，宽10.0mm,深度大于17cm，错台5mm,为张开剪切缝，且开展至施工缝处，易脱落。+010〜+080m段：基本没有裂缝，没有渗漏水，对交通基本无影响。+080〜+125m段：多施工间隙裂缝，拱顶分布有2条纵向荷载裂缝。桩号115处纵向裂缝由砂浆涂抹修补，整体闭合，部分区段张开，长15m，宽2.0mm，由施工间隙缝发展而成。多处蜂窝麻面，有一处渗水。+125〜+274m段：多施工间隙裂缝，拱顶分布有2条环向荷载裂缝。2处蜂窝麻面，有一处渗水。对交通基本无影响。图3桩号050处纵向裂缝+274〜+300m段：多施工间隙裂缝，分布有1条环向荷载裂缝，1条纵向荷载裂缝。两条荷载裂缝经由砂浆涂抹修补后仍有新裂缝产生，说明裂缝具有发展性。1处蜂窝麻面，没有渗漏水。+300〜+323m段：拱顶分布有1条环向荷载裂缝，1条斜向荷载裂缝，4条纵向荷载裂缝，其中两条为剪切缝。该区裂缝长1〜5m,宽3〜10mm。桩号315附近荷载裂缝较密集，且与施工缝组成近闭合区域，易脱落。有2处混凝土剥落，桩号315处约5cmX20cm二衬完全脱落，可见背后空洞，深约40cm（见图4）。图4二衬背后空洞+323〜+370m段：多施工间隙裂缝，拱顶分布有4条纵向荷载裂缝。桩号350处纵向裂缝长6m,宽5.0mm，深4.0cm。有1处混凝土剥落。无渗漏水。+370〜+484m段：分布有施工间隙裂缝，侧墙分布有多条环向裂缝，多数分布在施工缝附近。无渗漏水。+484〜+503m段：分布有2条环向荷载裂缝，1条斜向荷载裂缝，2条纵向荷载裂缝。桩号490处环向裂缝由左墙脚一直延伸到右拱顶，宽2mm,为张拉缝。该区两条纵向裂缝近似对称平行分布于左右拱腰，长约10m，宽2〜7mm，可测深度2〜3cm,为施工间隙缝发展而成。蜂窝麻面现象较严重（见图5），无渗漏水。

图5蜂窝麻面+503〜+555m段：分布有施工间隙裂缝。分布有3条环向荷载裂缝，2条斜向荷载裂缝，1条纵向荷载裂缝。桩号518附近两条环向裂缝及桩号550处环向裂缝均由墙脚延伸到拱顶附近，宽0.5〜1.2mm，为张拉缝。桩号530附近纵向裂缝长约5m,宽8mm,可测深度2cm，为施工间隙缝发展而成。无渗漏水。+555〜+577m段：该区段较复杂，多施工间隙裂缝。分布有1条环向荷载裂缝，1条斜向荷载裂缝，3条纵向荷载裂缝。桩号565附近环向裂缝与施工缝交叉沿整个横断面发展，宽8mm，为张拉缝。拱顶左侧纵向裂缝长约15m,宽2〜3mm,部分区段可测深度大于18cm，为施工间隙缝发展而成。有1处混凝土剥落，桩号565处沿施工缝约3X8cm二衬完全脱落，可见背后空洞（见图6）。有一处渗漏水。

图6二衬背后空洞金鸡山隧道南洞病害判定情况见表1表1金鸡山隧道南洞外荷载作用所致结构破损的判定情况桩号判定分类衬砌裂缝衬砌起层、剥落000—0102A拱顶分布有2条环向荷载裂缝，1条纵向荷载裂缝。桩号050处纵向裂缝长8.0m，宽10.0mm，深度大于17cm,错台5mm,为张开剪切缝，且开展至施工缝处，易脱落。无010—080B基本没有裂缝无080—1251A多施工间隙裂缝，拱顶分布有2条纵向荷载裂缝。桩号115处纵向裂缝由砂浆涂抹修补，整体闭合，部分区段张开，长15m，宽2.0mm，由施工间隙缝发展而成。无125—274B多施工间隙裂缝，拱顶分布有2条环向荷载裂缝。无274—1A多施工间隙裂缝，分布有1条环向无

300荷载裂缝，1条纵向荷载裂缝。两条荷载裂缝经由砂浆涂抹修补后仍有新裂缝产生，说明裂缝具有发展性。300—3232A拱顶分布有1条环向荷载裂缝，1条斜向荷载裂缝，4条纵向荷载裂缝，其中两条为剪切缝。该区裂缝长1〜5m，宽3〜10mm。桩号315附近荷载裂缝较密集，且与施工缝组成近闭合区域，易脱落。有2处混凝土剥落，桩号315处约5cmX20cm二衬完全脱落，可见背后空洞，深约40cm。323—3701A多施工间隙裂缝，拱顶分布有4条纵向荷载裂缝。桩号350处纵向裂缝长6m，宽5.0mm，深4.0cm。有1处混凝土剥落。370—484B分布有施工间隙裂缝，侧墙分布有多条环向裂缝，多数分布在施工缝无

附近。484—5032A分布有2条环向荷载裂缝，1条斜向荷载裂缝，2条纵向荷载裂缝。桩号490处环向裂缝由左墙脚一直延伸到右拱顶，宽2mm,为张拉缝。该区两条纵向裂缝近似对称平行分布于左右拱腰，长约10m,宽2〜7mm,可测深度2〜3cm,为施工间隙缝发展而成。无503—5551A分布有施工间隙裂缝。分布有3条环向荷载裂缝，2条斜向荷载裂缝，1条纵向荷载裂缝。桩号518附近两条环向裂缝及桩号550处环向裂缝均由墙脚延伸到拱顶附近，宽0.5〜1.2mm，为张拉缝。桩号530附近纵向裂缝长约5m,宽8mm，可测深度2cm，为施工间隙缝发展而成。无5555772A该区段较复杂，多施工间隙裂缝。分布有1条环向荷载裂缝，1条斜向荷载裂缝，3条纵向荷载裂缝。桩号565附近环向裂缝与施工缝交叉沿整个横断面发展，宽8mm,为张拉缝。有1处混凝土剥落，桩号565处拱顶左侧纵向裂缝长约15m，宽2〜3mm,部分区段可测深度大于18cm，为施工间隙缝发展而成。沿施工缝约3X8cm二衬完全脱空，可见背后空洞。（2）北洞二衬裂缝与渗漏水情况金鸡山隧道北洞的主要病害为：主要为施工缺陷。详细情况见附件：金鸡山隧道裂缝观测及病害描述展开图。病害各段情况如下：+000〜+140m段：有施工间隙裂缝，无荷载裂缝。无渗漏水。+140〜+160m段：除有数条施工间隙裂缝外，拱顶分布有2条环向荷载裂缝，1条纵向荷载裂缝。桩号140处环向裂缝由拱部延伸至两侧边墙，宽大于1.0mm，张开，附近衬砌背后有空洞。无渗漏水。+160〜+185m段：有施工间隙裂缝，无荷载裂缝。无渗漏水。+185〜+200m段：除有数条施工间隙裂缝外，拱顶分布有1条环向荷载裂缝，2条纵向荷载裂缝。桩号190处纵向裂缝长5m，宽3.0mm，张开，附近衬砌背后有空洞。+200〜+226m段：有施工间隙裂缝，无荷载裂缝。两处蜂窝麻面，无渗漏水。+226〜+248m段：除有数条施工间隙裂缝外，拱顶分布有2条环向荷载裂缝，2条斜向荷载裂缝。桩号248处环向裂缝由拱顶延伸至拱腰，宽3.0mm，为张开剪切缝，有渗水痕迹，附近衬砌背后有空洞。+248〜+375m段：多施工间隙裂缝，有3条荷载裂缝。多蜂窝麻面。桩号290处有渗水（见图7）。+375〜+388m段：多施工间隙裂缝，有3条环向荷载裂缝，其中桩号375处环向裂缝围绕施工缝开展。无渗漏水。+388〜+577m段：多施工间隙裂缝，有1条斜向荷载裂缝。多蜂窝麻面。无渗漏水。桩号420处斜裂缝长3m，宽5〜6mm,可测深度7〜8cm。（见图8）图7桩号290处渗水图8桩号420处斜裂缝金鸡山隧道北洞病害判定情况见表2。表2金鸡山隧道北洞外荷载作用所致结构破损的判定情况桩号判定衬砌裂缝衬砌起层、剥

分类落000—140B有施工间隙裂缝，无荷载裂缝。无140—1601A除有数条施工间隙裂缝外，拱顶分布有2条环向荷载裂缝，1条纵向荷载裂缝。桩号140处环向裂缝由拱部延伸至两侧边墙，宽大于1.0mm，张开，附近衬砌背后有空洞。无160—185B有施工间隙裂缝，无荷载裂缝。无185—2001A除有数条施工间隙裂缝外，拱顶分布有1条环向荷载裂缝，2条纵向荷载裂缝。桩号190处纵向裂缝长5m,宽3.0mm，张开，附近衬砌背后有空洞。无200—226B有施工间隙裂缝，无荷载裂缝。无226—2481A除有数条施工间隙裂缝外，拱顶分布有2条环向荷载裂缝，2条斜向荷载裂缝。桩号248处环向裂缝由拱顶延伸至拱腰，宽3.0mm，为张开剪切缝，有渗水痕迹，附近衬砌背后有空洞。无248—375B多施工间隙裂缝，有3条荷载无

裂缝。375—388B多施工间隙裂缝，有3条环向荷载裂缝，其中桩号375处环向裂缝围绕施工缝开展。无388—577B多施工间隙裂缝，有1条斜向荷载裂缝。无4裂缝治理方案的提出技术人员应对裂缝进行观测，并对混凝土施工质量进行分析，找出产生裂缝的原因；然后根据裂缝的特点选择相应的施工工艺。4.1衬砌混凝土干裂缝治理水工建筑物产生裂缝因素混凝土裂缝产生的原因很多，水工建筑物产生裂缝主要有以下几种：（1） 混凝土在硬化的过程中，由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。（2） 大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内外温差较大，使混凝土的形变超过极限引起裂缝。（3） 在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。

当有约束时，混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩，因为受约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨涨，体积增大三倍，从而使混凝土涨裂产生裂缝。在炎热的大风天气，混凝土表面蒸发较过快，造成混凝土内部水化热过高，在混凝土浇筑数小时仍处于塑性状态，易产生塑性收缩裂缝。构件超载产生的裂缝，例如：构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。当结构的基础出现不均匀沉陷，就有可能会产生裂缝，随着沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。当钢筋混凝土处于不利环境中，例如：侵蚀性水，由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实性不良，环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈，生成氧化铁，氧化铁的体积比原来金属的体积大的多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂。三、水工混凝土工程的常见缺陷修补国内外修补裂缝的方法很多，归纳起来主要有以下三大类

（1）开槽法修补裂缝该法适合于修补较宽裂缝大于0.5mm，采用环氧树脂：10,聚硫橡胶：3,水泥：12.5，砂：28。首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后，将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中，再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度（约0.4斤丙酮就可以了）。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入。从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内，一组砂浆的整个施工过程需要30分钟左右完成。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖，待完全初凝后，开始用水养护。（2）低压注浆法修补裂缝低压注浆法适用于裂缝宽度为0.2mm-0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理一试漏一配制注浆液一压力注浆—二次注浆一清理表面。当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，使裂缝封闭