1.技术总结
公路隧道恢复重建阶段主要应用了16项技术,见表6-6。
表6-6 隧道恢复重建技术
续表
2.经验总结
(1)震害隧道衬砌永久加固。汶川地震震害隧道衬砌恢复重建阶段工作流程详见图6-3。
图6-3 隧道衬砌恢复重建阶段工作流程
(2)隧道仰拱永久加固。根据仰拱隆起幅度的大小,首次建立了仰拱震害分级标准,并采取相应的永久加固技术措施(表6-7)。
表6-7 仰拱震害分级及永久加固技术措施
(3)特大型坍方处理。首次对二次衬砌施做后特大型坍方进行了处理,处理流程见图6-4。
(4)新测量技术的运用。首次将EH4物探测试技术、孔内高清成像与孔内弹模测试技术运用到隧道工程的地质勘察工作中。
EH4物探测试技术具有使用方便、速度快、勘探深度大、精度高、不易受客观条件影响等优点。可以对隧道全线富水段、富水构造段、断层破碎带等进行明显的解释和分析,对地面调查结论进行修正,对断层破碎带位置和隧道围岩级别进行较准确的划分。
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图6-4 特大型坍方处理流程
与岩芯取样试样相比,孔内高清成像技术可获得关于深部岩层裂隙的产状和裂隙的隙宽等更为详细、准确的资料;孔内弹性模量测试在钻孔中进行,可更准确地得出隧道深部围岩的弹性模量与变形模量之间的关系,同时还能反映围岩的完整程度。
(5)新型防崩塌落石棚洞结构形式。在汶川地震灾区恢复重建中共采用了4种新型防崩塌落石的棚洞结构形式,分别是带减震轻钢结构棚洞、带减震结构的轻型结构钢筋混凝土棚洞、半桥式明洞和半桥式棚洞以及柔性景观钢棚洞。各新型防崩塌落石棚洞结构形式优、缺点如下。
带减震轻钢结构棚洞:该种结构对防治岩体边坡的崩塌落石应有较好效果,同时对基础的变形和承载能力要求较低,尤其适合在基础条件不好又较难处理的路段。但因属于开放式结构,对同时发育泥石流段落无法适用。
带减震结构的轻型结构钢筋混凝土棚洞:该种结构对防治岩体边坡的崩塌落石有较好效果,同时对基础的变形和承载能力要求较低,尤其适合在基础条件不好又较难处理的路段。如果将梁板锚固在岩壁上效果更好,因此在内侧为岩壁的路段效果最佳。因属于开放式结构,对同时发育泥石流段落适用效果差。
半桥式明洞和半桥式棚洞:对于内侧边坡有落石、外侧地势狭窄的路段采用半桥式明洞和半桥式棚洞等特殊结构形式,将桥梁和隧道的优点相结合。为山区复杂地形条件下公路建设提供了新的思路。
柔性景观钢棚洞:该种结构轻巧可靠、外形美观;施工便捷,应急能力强;造价经济;施工期间不妨碍交通的正常运行;不需要大面积的基础开挖,既保护了自然原生地表生态,也保护了山体。
通过对汶川地震灾区隧道洞口防崩塌落石恢复重建结构设计,得出以下结论:
(1)根据工点边仰坡地震前后的稳定性状况及余震时落石情况分析,提出落石威胁度的划分标准,分别采取不同的防护措施,做到因地制宜。
(2)对于需要进行特殊设计的工点应首先对落石来源区进行详细的地质调查,分析其粒径组成,采用概率统计的方法确定保证率达到设计要求时的荷载。
(3)特殊防落石结构的设计应综合考虑景观、人文等条件,建立“保险丝”的结构设计理念,重点保护主体结构安全。
(4)钢结构棚洞结构轻盈,易于造型;双层钢丝网交错布置,缓冲能力强;两侧坡面陡,利于落石下滑;抗震能力强。适用于有一定造型要求,落石冲击能量中等的高烈度地区落石防护,或作为抢通、保通的临时防护结构。
(5)钢筋混凝土棚洞框架顶梁的简支结构,受力明确,结构简单,施工方便;结构厚重,给人安全感;耐久性较强。适用于落石冲击能量较大,施工场地开阔,抗震要求较低地区的落石防护。
3.展望
(1)引入更多先进的地质勘探技术为隧道工程地质勘察服务,为隧道工程的设计施工提供更加准确的隧址区地质参数。
(2)汶川地震中隧道洞口落石堆积以及砸坏明洞、洞门结构的震害比较普遍,防崩塌落石棚洞设计在高烈度山区公路隧道建设中异常重要。新型防崩塌落石棚洞结构形式亟待研究并引入工程设计建设中。
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