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摘要：经过对隧道停工期间的衬砌缺陷等质量实施检测，结合相关的FLAC数值进行模拟，对其隧道工程实施安全性评价。经过分析得知，隧道已经完成初期的支护施工，符合工程施工稳定性的要求，但是依旧有着一些质量缺陷的问题，比如说：渗漏水、衬砌背后不密实、应力集中带、受力的不均匀等区域，这些将严重影响到停工期间隧道施工安全问题。本文主要基于作者实际工作经验，简要的分析公路工程隧道施工检测，以供借鉴。
关键词：公路隧道；施工检测；质量控制
1 案例工程的概况分析
某城市所检测的M隧道全长为713m，隧道的建筑限界为：净宽9.0m（0.75m+0.25m+3.50×2m+0.25m+0.75m），限高5.0 m。场地的地形起伏相对较大，周围没有明显的河流，没有地下水，隧道的内部可能存在着溶洞、瓦斯等，这个隧道是公路中的隧道，检测之前就已经完成了上台阶的开挖支护至K6+800（累计160m）；完成下台阶仰拱累计142m。
2 公路工程隧道检测要点
2.1 检测项目和方法
（1）衬砌缺陷和渗漏水检查
检查通过步行进行，配备必要的检查工具或设备，用于目视检查或测量检查。它主要使用钢卷尺，卷尺和宽度观察器等视觉测量设备来目视检查孔和衬里。包括衬砌裂缝形态和分布，混凝土外观缺陷，渗漏分布和程度。
（2）隧道断面内轮廓检查
使用瑞士Leica TPS1200隧道剖面仪，剖面检查基于现场的实际情况，每隔20米测量一个剖面，并根据需要加密严重的疾病部位。通过测量完成的第二衬砌的截面和隧道的初始衬砌部分，确定其是否满足设计截面轮廓要求。
（3）衬砌厚度、空洞及不密实带检查
瑞典公司M A L A生产的RAMAC型地质雷达根据现场的具体情况和隧道部分结构力的重要性进行使用。原则上，在每个隧道中，应在每个拱顶和左右拱门中放置一条测量线，但由于测试施工条件的限制，在隧道站 K6+790~ K6+798中，布置拱顶和左右拱形腰线，并且在完整的全长范围的左右侧壁上布置长测量线。同时，在测线上选择典型的钻孔取样位置，将钻孔芯衬厚度与设计衬砌厚度和雷达分析厚度进行对比。分析实际衬砌厚度是否符合设计和稳定性要求，同时检测初始衬砌后的空隙和紧凑状态。
2.2 检测结果及分析
（1）检查结果和衬里外观分析。它们位于K6 + 640的整个拱门内，位于K6 + 658的左拱门内。渗水面积超过5平方米，整个孔喷涂不均匀。原因是隧道开挖中存在松动的地面压力，周围的岩石不能承受自身的重量，并作为衬砌的负荷。由于施工过度挖掘不合理，衬砌后面会产生空隙。由此导致了局部漏水现象。由于隧道的排水系统仍然不完整，地下水位将上升，水压会使周围的岩石和衬砌恶化。
（2）断面内轮廓检查结果分析
根据测试部分，发现梨园岭隧道的顶部一般被过度挖掘。据判断，需要建造和安装钢拱以及喷射混凝土不足。侧壁部分基本上没有大的侵入和变形，其他点基本上可以与设计部分相匹配。
（3）衬砌背后检测结果分析
在处理和分析雷达数据后，隧道测试结果如下：初始衬里的厚度相对均匀，厚度通常在22和23厘米之间，右边的初始衬里的厚度大于左线的厚度。在左腰围，K6 + 778~手面，初始衬里的厚度相对较小，一般在19至21厘米之间。在K6 + 795至K6 + 798范围内，在0.7至1.0米的拱顶深度范围内出现宽度为30厘米的松散带。结果表明，衬砌后面的松散带基本上与漏水位置一致，松散或空心上部的岩体可能与周围岩石分离而下落。因此，它会对衬里产生影响。
综上所述，隧道检测到的缺陷主要是由于围岩水平低，过挖和结构不完整。从隧道的泄漏，轮廓检测以及衬砌后面的空腔不密集的事实来看，隧道基本处于良好状态，短期内不会影响隧道的整体稳定性。但是，应及时处理局部泄漏，喷涂不均匀及其背后的不一致，以防止外部因素和内部因素的结合，造成综合破坏。确保停工期间的安全，并在后工作隧道运行期间实现长期稳定。
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3 隧道应力变形的数值模拟分析
在本文中，FLAC2D软件用于模拟完工隧道的部分，然后根据“公路隧道设计规范”审查结构承载力。在不同的围岩条件和支护结构条件下，在隧道结构未完全完成时进行位移分析和稳定性评价。
3.1 模型建立
建立模型时，实际情况会部分简化。这里的道路跨度约为76米，巷道开挖的影响为3 8米。因此，模型的顶部被带到山顶，左侧和右侧取38米，下侧取12米。模型边界采用均匀边界条件，上边界为自由面，下边界为固定边界，左右边界岩体沿X方向的位移受到约束。钢框架采用梁单元模拟，混凝土喷涂层采用单元模拟。
3.2 基本假定和相关参数选取
使用地层 - 结构模型，处理平面应变问题，以下假设：
（1）理想弹塑性模型和Mohr-Coulomb屈服准则，大应变变形模式和结构弹性材料用于岩层材料。
（2）根据地质资料，假设地表和各土层呈均匀的水平分层分布；
（3）无论岩体的构造应力场如何，只考虑自重应力场；
（4）无论支架的截面重叠如何，钢框架的每个节点都是刚性节点；
（5）围岩应力释放两次。
3.3 计算结果分析
在围岩应力分析中，采用全断面一次性开挖。从周围岩石的应力云图可以看出，在隧道结构目前完成时，两个腰部的应力集中，最大值为3.0e6Pa；从位移云图中看出，顶板为7.5mm，底板为7.5mm。底板的位移大于顶板的位移的原因是因为隧道支撑是钢框架的完全封闭的支撑，并且上应力通过钢框架传递到底部。其中大部分由钢架底部承载。顶板上没有塑料区，两个腰部的塑料区为8.00米。
从钢框架和混凝土喷涂层的弯矩和轴力云图可以看出，最大值出现在弯曲壁的底部，最大值分别为34.83 KN.m和1004 KN。得出安全系数分别为1.4和1.7。
综上所述：虽然隧道尚未完成所有支撑，但已建成的初始支撑可满足隧道的稳定性要求。
在本文中，还模拟了V级围岩和隧道入口。
4 道桥隧道停工期间的维护措施
按照其工程施工现场的实际情况和特殊性，为保证在停机过程的安全，我们建议采取下面的措施进行应对。
第一，就V级围岩区检测到的两个渗水问题，我们需要进行及时处理。就线路泄露主要是采用了管道的方法，主要是平型管安装在衬里表面上，或者V形或U形槽填充漏水，之后水由塑料材料的管子、合成橡胶进行引导，喷涂大面积的砂浆，以避免泄露问题的出现，并且考虑到综合处理这两种的方法，进而消除了停工过程与隧道全面完工地安全隐患问题。
第二，因为隧道四级围岩区普遍的存在，在初始喷雾不够均匀的时候，我们需要补充均匀的喷雾，以有效的避免第二衬里在后拱中会存在着空隙的问题，灌注浆的加固方法主要是用在较大过挖区域、衬砌后面没有未压实的区域。
第三，按照仿真分析，弯曲壁的底部出现了最大弯矩值、轴向力值，最大的位移则是出现在其地板上，所以，我们建议在停工之前，认真填写其供水，并且完成地面填充的石材混凝土。
第四，因为面上的力不够均匀，雷达结果直接显示出厚度的不足，按照施工现场的实际情况，应用加厚的材料或者是采用了其他加固的方法进行加固。
第五，因为停工过程的一些因素，我们需要加强对其隧道的变形和收敛监测，及时进行观察，并且处理异常的情况。
结束语：
综上所述，不管是隧道运营还是建设，我们必须坚持预防为主的原则，早期发现、及时维护和管理，尤其是对于没有建成的隧道，初级衬砌的均匀性与否，结构缺陷是否存在，是否有漏水的问题对二次支撑安全操作有着影响。结果相关的分析得知，隧道泄露位置、衬砌或非紧固带后面的空隙，以及衬砌厚度的位置是基本对应。所以，我们需要在正式的隧道施工阶段，对开挖进行合理的控制，避免空隙的问题出现所造成的安全质量隐患。
参考文献：
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[3]解宝新. 既有公路隧道检测技术与安全性评估方法研究[J].华南理工大学.2007
论文作者:秦玉秀
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/29
标签：隧道论文; 厚度论文; 围岩论文; 衬里论文; 应力论文; 结构论文; 位移论文; 《防护工程》2018年第35期论文;