渗水压力下的隧道变形破坏研究及处理

渗水压力下的隧道变形破坏研究及处理摘要：结合现场实例，采用渗水压力计对隧道初支背后水压力进行监控，结合监控量测结果，分析渗水压力对隧道初支破坏结果，并在此基础上提出经济合理的处治建议，极大降低了处理成本，保证隧道顺利施工。

关键词：隧道；渗水压力；变形破坏；监控量测 引言

当前，高速公路隧道施工及运营过程中遇到地下水发育极易发生渗水事故，隧道施工中渗水压力过大易造初支破坏，严重影响隧道施工安全，运营期渗水压力过大导致地下水沿衬砌薄弱面渗出，降低衬砌支护能力，同时造成路面抗滑能力下降，增加行车危险。因此对渗水压力进行监测很有必要，本文通过对某隧道渗水压力监测，以及渗水压力造成的隧道初支变形破坏进行分析，确定合理的处治方案。

1 工程概况

隧道为一分幅式隧道，监测区域YK132+018～YK132+040，洞顶板埋深为32m，隧道围岩为中风化泥质白云岩夹泥岩，呈碎裂状结构，无自稳能力，易发生大塌方。地表为沟谷，受地形及岩层产状影响，地表水极易沿层理下渗至隧道内，在排水系统不通畅时，地下水在此区段初支背后汇聚，易造成初支压力增大。考虑到以上几点，在初支施工至该区段时埋设渗水压力计进行渗水压力量测，同时埋设监控测点，对隧道变形进行监测。

2监测方案设计

本次渗水压力监测采用成都葛兰特ZX-533BT渗压计，在YK132+020桩号处埋设，同时埋设拱顶下沉及周边位移测点。断面设置3个测点位置，渗压计布设在围岩与初衬之间，安设完毕稳定后测读初始读数。

图1 渗透水压力量测示意图 3监测结果分析

根据渗压计监测结果，在设备埋设后，初支背后压力在埋设16天时基本稳定，渗水压力在0～0.02MPa之间，2013年9月19日夜间，该地区持续强降水后，监测渗水压力急剧增大，监控量测结果显示该区段隧道初支变形较大，后在初支钻孔泄水，至2013年9月20日早继续观测，渗水压力已下降，但渗水压力已造成初支破坏，YK132+015～YK132+038段右侧初支变形较大，破坏严重，主要以碎裂状破坏及沿钢支撑的张性开裂为主，在YK132+018 处初支错开，裂缝多延伸至拱腰部位，最宽处约10cm，地下水沿裂缝下泄，估测涌水量约为5L/S，水质浑浊，含泥量较高，初支渗水严重；通过在掌子面附近观察初支背后情况发现，初支背后已脱空，脱空厚度约20cm，脱空部位岩体湿润，局部可见流水。

经测量，该段初支开裂变形后，侵入二衬断面较大，YK132+020断面拱顶下沉13.6cm，左侧起拱点相对位移8.6cm，左侧拱角相对位移6.5cm，右侧起拱位移26.8cm，右侧拱角位移67.3cm。

图2 渗透水压力监测累计曲线图 4初支变形破坏处理

考虑到隧道初支已经破坏，为防止变形进一步扩大，采取对破坏区段进行临时加固注浆，在注浆完成后逐榀换拱的处理方案。

1、对YK132+015-YK132+038段进行临时加固，在原工字钢处增设20b环向、横向工字钢顶撑，在原工字钢中间处增设18环向、横向工字钢顶撑，20b和18工字钢顶撑交替前进，相邻工字钢间距50cm，斜撑工字钢加于右侧，保证初支断面不再继续变形。

2、YK132+015-YK132+038段临时加固完成后，采用Φ42*4，L=4.5m钢花管于上断面注浆固结，间距0.6m*1.0m，注浆压力按1.0Mpa控制。

3、注浆固结后，对原工字钢和临时加固工字钢进行逐榀拆换，并做适当开挖，保证二衬断面，重新进行支护，仰拱、二衬施工及时跟进。

4、做好洞内排水，对股状渗涌水严重部位，采用Ф50PE单壁无

孔波纹管直接引排至中央排水沟。

采用上述方法处理后，在处理段埋设多个渗水压力计及监控量测测点，渗水压力监测结果显示，初支背后水压力在0～0.01MPa之间，渗水压力较小，监控量测结果显示该区段初支变形量较小，累计月变形量约为6cm，未超过预留变形量。

5结论

通过埋设渗水压力计对初支背后水压力进行监测，在水压力急剧增大时及时排水释放水压力，在一定程度上避免了渗水压力对初支的进一步破坏，在一定程度上降低了隧道施工风险，降低处理成本，在初支破坏段处理完成后，埋设渗水压力计及监控量测测点，监测结果表明渗水压力稳定在合理水平，初支变形量较小，监测及处理取得较好成效。

参考文献

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