基于高速公路隧道裂縫運(yùn)動的監(jiān)測與分析

Word版本，下載可自由編輯基于高速公路隧道裂縫運(yùn)動的監(jiān)測與分析隨著近年來經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展，我國修建了大量的馬路隧道，但隨著隧道數(shù)量的增強(qiáng)和里程增長，隧道二次襯砌砼浮現(xiàn)裂縫已成為常見的質(zhì)量缺陷[1].

對于III類以下圍巖，二次襯砌作為隧道的主要承載結(jié)構(gòu)和最后一道防水防線，在其修建過程中浮現(xiàn)一系列問題：因為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工工序較多，在施工過程中存在著結(jié)構(gòu)由不對稱向?qū)ΨQ轉(zhuǎn)化的過程，加之襯砌混凝土的抗拉性能較差，在施工過程中可能浮現(xiàn)裂縫，裂縫的運(yùn)動可能導(dǎo)致襯砌浮現(xiàn)滲漏水，破壞隧道結(jié)構(gòu)的完整性以及影響隧道結(jié)構(gòu)的耐久性等，在極端不利狀況下，甚至可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。本文以某高速馬路隧道為工程背景，在二次襯砌裂縫運(yùn)動監(jiān)測的基礎(chǔ)上，分析裂縫運(yùn)動的變化邏輯，對保證隧道工程質(zhì)量具有一定的有用價值。

1工程概況

某高速馬路沿線地層均為沉積地層，主要為侏羅系、三疊系、第四系呈零星分布。隧道設(shè)計為上、下行分別的整體式雙跨四車道隧道，左線設(shè)計長度為3210m，右線設(shè)計長度為3255m。隧道進(jìn)口段位于滑坡群，滑坡體主要由粘土、粘土夾碎石及塊石土組成，滑床為基巖風(fēng)化層頂面，滑坡自然?狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài)。隧道洞身從滑坡群中利用，隧道進(jìn)洞口位于基巖陡坡上，洞身圍巖主要為泥灰?guī)r夾泥巖，泥灰?guī)r有溶蝕現(xiàn)象。該段地層埋藏淺，成洞困難。洞口開挖將可能誘發(fā)滑坡局部復(fù)活或形成新的工程滑坡，影響隧道平安和正常使用。

2二襯砼裂縫的展布與監(jiān)測分析

該隧道開挖采納三臺階暫時仰拱法，上行線開挖10個月后，發(fā)覺拱頂及拱腰部位的混凝土上浮現(xiàn)大小不等的眾多裂縫，現(xiàn)場觀測，尤其在右側(cè)拱腳部位具多，并且裂縫仍在進(jìn)展變化，下行線無此現(xiàn)象。裂縫外形各異，垂直、傾斜、縱向、數(shù)條交錯、“x”形或由一組小斜縫組成的大裂縫等都有，多數(shù)展現(xiàn)顯然的剪切錯斷分布如圖1所示。針對上述狀況，打算加設(shè)暫時鋼架支撐，采納I20a間距0.5m的鋼拱架，拱架間用Φ5縱向鋼筋連結(jié)，環(huán)向間距1.5m，暫時鋼拱架與二襯混凝土間用木楔頂緊。為防止進(jìn)一步變形，同時加強(qiáng)施工管理，并對開挖過程舉行監(jiān)控量測。按照監(jiān)測信息反饋分析變形狀況，準(zhǔn)時調(diào)節(jié)施工計劃。隧道上行線二襯表面挑選布設(shè)了5個具有代表性的裂縫觀測點，典型裂縫處布設(shè)傳感器，對裂縫寬度進(jìn)展?fàn)顩r舉行監(jiān)測。環(huán)向裂縫處布置傳感器編號為1#和2#，縱向裂縫處布置傳感器編號為3#、4#和5#。

近70天裂縫監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，在隧道不同位置，裂縫變化展現(xiàn)出不同的變化趨勢。實行加強(qiáng)支撐及嚴(yán)格施工規(guī)程等措施后，總體來說裂縫變化幅度不大。布設(shè)應(yīng)變計只限于監(jiān)測裂縫一維的變化進(jìn)展，監(jiān)測成績參見圖3。圖中3#縱向裂縫的一維運(yùn)動基本上是水平波動，總體跳動性不大，屬于基本穩(wěn)定的裂縫；2#環(huán)向裂縫進(jìn)展異樣，監(jiān)測數(shù)據(jù)有大的波動，但其變化趨勢單調(diào)，展現(xiàn)增強(qiáng)的趨勢，即向一個方向單調(diào)進(jìn)展；4#和5#縱向裂縫開頭以平緩變化為主，后期有所上揚(yáng)。裂縫的一維運(yùn)動監(jiān)測成績說明，大部分裂縫運(yùn)動呈先增后減(如圖5中1#后段、2#后段、3#后段)邏輯，這和裂縫部位結(jié)構(gòu)受力不利，致使裂縫張開，經(jīng)過后期應(yīng)力調(diào)節(jié)，利用應(yīng)力的傳遞、塑性區(qū)的進(jìn)展以及結(jié)構(gòu)、圍巖材料的蠕變和應(yīng)力松弛等，使集中和不利的應(yīng)力得以局部釋放，進(jìn)而使裂縫的寬度有所減小有關(guān)[3-4]?？梢哉f，裂縫運(yùn)動的過程，也是隧道結(jié)構(gòu)受力后應(yīng)力調(diào)節(jié)和變化的過程。

3二襯砼裂縫的成因

裂縫產(chǎn)生的緣由，客觀上是因為存在著不行預(yù)見性的地質(zhì)影響因素而產(chǎn)生了裂縫；主觀上是因為設(shè)計和施工緣由造成的。前期利用對隧道埋深土體測斜孔的監(jiān)測，說明隧道開挖對山體的影響相當(dāng)大，山體有向隧道蠕滑變形，尤其是在開挖面到達(dá)測斜孔附近時，影響非常的顯然。二襯脫模后，砼硬化在一定程度上能抑制山體的向下蠕動，同時二襯會浮現(xiàn)變形，但是當(dāng)超過一定承受荷載能力的時候，導(dǎo)致二襯砼開裂。

4結(jié)論

1）近70天監(jiān)測數(shù)據(jù)分析來看，先增后減的裂縫運(yùn)動是普通邏輯，跳動性突變及勻速單調(diào)進(jìn)展的裂縫運(yùn)動不是裂縫正常的運(yùn)動范疇，必定是施工擾動或其他相關(guān)因素導(dǎo)致裂縫運(yùn)動浮現(xiàn)異樣所致,利用二襯砼裂縫運(yùn)動的監(jiān)測邏輯，可以了解隧道健康的平安情況，進(jìn)而指導(dǎo)隧道施工與防災(zāi)。

2）對混凝土裂縫及其實行暫時加固措施來看，要了解裂縫發(fā)生的機(jī)理，利用事前預(yù)防來削