① 设计的地质条件与实际揭示的地质条件偏差较大
隧道穿越的地质条件和环境条件复杂,在缺少可信的地质资料情况下确定隧道的位置,有的隧道穿越古错落体、滑动带、岩溶区暗河中等构造复杂或不良地段,有些病害在施工中就出现了,有些病害运营后逐渐暴露。
原来公路隧道相对较好的围岩一般采用直墙断面、不设仰拱,若有膨胀性夹层或遇水易软化的围岩,尤其是这些不利岩层处于边墙部位时,若仍采用直墙,隧道边墙上部容易倾倒,边墙间距离缩小,边墙水平开裂、错动。遇水易软化的围岩有可能造成边墙基底承载力不足,产生不均匀沉降,边墙出现裂缝或错台。
③ 支护结构强度不足
初期支护能力不足,造成坍塌、变形过大或使二次衬砌承受较大围岩压力;二次衬砌安全储备不足。如有些隧道施工中出现了比较大的坍方,二次衬砌仍按原设计,易造成运营后衬砌结构出现裂缝。
④无仰拱
施工时没有设置仰拱,但施工后由于某种原因土压力增大,会造成无仰拱地段的病害。主要病害有:路面高低不平,边墙下部挤出,水沟开裂,有土砂流入,地层下沉。
⑤ 防排水体系不完善
如果防排水体系设计不合理,排水不良且无隔热层,边墙下部容易挤出,水沟开裂,土砂流入,地层下沉。对于具有膨胀性、遇水软化围岩,隧道基底会存在基底积水、排水不畅等问题,容易出现翻浆冒泥病害。
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施工不当引起的病害
施工中存在的问题主要有:开挖和支护方法不合理、欠挖未进行处理、超挖未进行回填、隧道基底未清理干净、衬砌结构未按要求配筋、混凝土灌注、拆摸、养护不合规定、衬砌厚度不够、混凝土强度不足、蜂窝麻面现象严重、防排水体系不健全或发生堵塞。对应产生的病害如下:
① 回填不密实或存在空洞,拱部或拱腰出现局部脱空而形成积水空间,隧道易出现渗漏水,或使隧道与围岩不能形成一个有机整体,不能很好发挥围岩的弹性抗力作用。衬砌背后的空洞,还会导致围岩松弛,土压增加,造成边墙、起拱线附近的拱肩开裂、错缝错台,拱顶压溃,隧道净空缩小。
②施工中偷工减料,如锚杆数量和质量不符合设计要求,使得初期支护不足或支护安全储备减弱,易导致塌方。而对塌方处理不彻底,易造成预留不密实、脱空等缺陷。
③欠挖易造成二次衬砌厚度不足。实际衬砌厚度小于设计衬砌厚度时,在预计土压的作用下会在拱顶发生水平和不定形状的开裂、剥离等病害。
④刹肩不足易造成刹肩部错动、漏水、土砂流入;还会造成边墙倾倒、隧道宽度缩小。
⑤防水材料不合格(不合理)或防水板的铺设存有缺陷,易造成隧道渗漏水。
⑥所选水泥不合格或混凝土配比不合理,造成二衬混凝土强度不能满足设计要求。
⑦混凝土骨料不合格,造成强度不足或不能满足设计的特殊要求。
⑧在遇水软化的围岩中,隧底浮碴未清理干净就浇注仰拱或铺垫层,易造成隧底翻浆冒泥。