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1、围岩膨胀引起水工隧洞破坏的修复实例分析摘要】由于水工隧洞围岩吸水后，围岩软化、体积膨胀，导致承载能力下降，导致水工隧洞衬砌的边墙下沉、开裂，底板上拱，严重影响隧洞的使用平安，甚至造成隧洞的整体塌陷，在水利工程上是比较少见。其成因是比较复杂，对于维修方法，可供参考资料也不多，本向大家介绍一个成功修复的水工隧洞实例。为今后出现类似的情况供大家参考。同时在水工隧洞设计时要注意此类岩石的处理。【关健词】隧洞；围岩膨胀；破坏；维修；实施1、工程的根本情況及问题工程龙游县营盘山隧洞主要承担输水任务。全长2203.5米，为无压水工隧洞，圆拱直墙断面，衬后断面为4.8m*5.48m宽*高，直墙高度4.15m，
2、顶拱圆角1160，内半经2.83m，隧洞坡降1/3500，设计过水流量24.51/S。该隧洞1993年开工至1995年完工，1997年开始通水并投入使用，由于该下游有一座小型电站，需常年通水。在1998年11月停水进洞检查后发现桩号1+0901+439段约300米长隧洞边墙有水平、垂直裂缝，裂缝宽度约25mm，底板中间开裂拱起，最高拱起约60cm，严重影响隧洞通水的平安，该地段由于当时出于投资的考虑，大局部为边墙现浇素砼厚20，底板现浇素砼厚15，顶部喷6-10厚砼，少局部断层处为边墙、顶部现浇钢筋砼厚35，底板现浇素砼厚20。事情况发生后，引起领导的高度重视，组织水利有关专家一起进行分析情况
3、，主要原因是：该段隧洞的围岩岩性为蚀变凝灰岩，经过长期的通水，大量的水渗入地下，经过长期的浸泡，围岩软化、体积膨胀，导致承载能力下降，边墙下沉，并与岩石别离，出现裂缝，底板是15厚素砼浇筑，相对抗剪能力较差，缺乏抵抗由于岩石体积膨胀出带的力，故出现上拱的现象。2、处理方法：针对此现象，在查阅了大量的资料后发现，由于围岩膨胀引起隧洞破坏，在水利工程上是比较少见，故可供参考资料不多，根据其产生的破坏原理，经讨论，主要采取以下方法修理：2.1边墙修理对于1+090-1+439段边墙全部采用级钢筋20L=3M锚杆间距1.2米，按梅花型布置，进行加固；对于边墙上的裂缝开凿宽*深为5*5“V型沟槽，用高强
4、度的环氧砂浆补平；并对造孔进行接触灌浆，增加边墙与岩石的凝结力。2.2底板修理底板起拱段砼全部撬掉，并去除已分化的岩石，并级钢筋20L=2.5M锚杆间距1.2m，打入底板的岩石中，回填C20砼至外表设计高程，在底板外表配置14300钢筋网格，保护层5。改善砼的剪能力。2.3顶拱加固对该地段的隧洞顶拱进行统一加固，对末进钢筋砼衬砌的项拱，打入级钢筋20L=2.5M锚杆间距1.2米，并配置14150钢筋网格，喷1215厚砼。对已进钢筋砼衬砌的项拱进行回填灌浆。3、施工方案3.1准备工作本着先边墙，后底板、顶拱的原那么，从隧洞进口向出口推进的方法。1999年5月，按排有丰富隧洞施工经验单位进场施工。
5、首先在隧洞下游出口按排两台水泵抽水机，排干隧洞内的积水，去除需维修段的淤泥，对隧洞进行全面检查，并架设线路、输气管路等各项准备工作，实施修理。3.2边墙施工对有裂缝边墙根据锚杆设计间距，用油漆标出眼位：再气腿风钻造孔，钻孔时钻杆垂于层理面。用高压风吹净孔中石屑及细小石块，并检查孔距、孔深，要求锚杆孔距偏差小于10，深度偏差小于5，注浆采有浆泵注浆，将浆液经压浆管输送至孔底，再由孔底返出孔口，注浆时匀速注入，待孔口溢出浆液停止注浆。浆液采用M25普通硅酸盐水泥和中细砂现场拌制的砂浆。用榔头把锚杆打入，锚杆应伸入砼护面2以上，然后用环氧砂浆抹平。对边墙的裂缝，延裂缝走向开凿5*5“V型沟槽，用高压
6、风吹干净，后用环氧砂浆补平，环氧砂浆配比：环氧树脂：二丁脂：丙酮：乙二胺：水：细砂=100：1015：1015：8：125：375，到强度到达设计的80%后，用风钻造孔，孔经为38，孔深入岩石10，灌浆压力为0.053MPa，灌浆时，压力从零开始缓慢升高，注意灌浆的变化，如有变位或外鼓的现象，立即降低压力，作好记录。3.3底板施工本着由内向外的施工方法，待边墙全部处理完毕后，去除底板上的砼和风化的岩石，挖至较完整的基岩，假设遇到破碎带，按带宽的一倍挖深，清理干净后，打入锚杆级钢筋20L=2.5M锚杆间距2.5米，按梅花型布置，然后回填C20砼，回填砼厚度不少于50厘米，底板外表配置14300钢
7、筋网格，保护层5，底板采用跳块浇筑，注意浇筑砼的质量。3.4顶拱施工对于顶拱，先按间距3米，按梅花型布置打入锚杆，去除外表各种浮石及杂物、泥巴，然后布置网筋，网筋与岩面距离3-5。捆扎牢固，并与锚杆用点焊联结，采用干喷法，喷砼配合比为：水：水泥：砂：石子=04-0.5：1：2：2，喷射机工作压力控制在1.2kg/2左右，水压大于2.2kg/2，每次喷射厚度约5-7左右，砼喷射结束终凝2小时后进行喷水养护。对于顶拱已衬砌段，用手风钻造孔，用砂浆泵按填压式进行了灌浆，灌浆终孔压力为3MPa左右。4、实施后成效对于隧洞处理后，我们在该段设置观点，按底板中间设一点、两边墙高1.5米各设置一点，每年隧洞放水检查一次，并用水准仪实测沉降量。通过多年观测，发现隧洞边墙不再出现下沉，也没有出现裂缝，隧洞底板无上拱现现象，效果显著，隧洞正常运行。结束语由于围岩吸水后，围岩软化、体积膨胀，导致水工隧洞的破坏实例不多，其成功的修复的方法，还在摸索中。主要是做好防水工作，尽可能减少地表水渗入围岩，防止围岩吸入过量的水，增加抵抗膨胀产生的力。对于水工隧洞的地质条件很复杂，由于不同的岩质、不同的工作环境，其维修方法不尽相同，本方法供大家参考。参考文献：【1】华东水利学院.水工设计手册.第三卷.【2】华东水利学院.水工设计手册.第七卷.【3】刘汉东.岩土力学.
围岩膨胀引起水工隧洞破坏的修复实例分析
