3.土質隧道裂縫產(chǎn)生原因分析
土質隧道中產(chǎn)生的裂縫、滲漏水現(xiàn)象,一方面是由設計原因造成的,另一方面是由于施工管理不當造成的。
它是結構內(nèi)部受到與設計狀態(tài)不同的應力的反映,同時也與施工過程中由于人為的因素改變了洞室的受力狀態(tài)有很大關系。
3.1結構設計計算與實際不符,后期變形應力在設計中未能反映在現(xiàn)在的公路鐵路地鐵隧道設計中,一般根據(jù)情況將隧道的設計分為淺埋隧道和深埋隧道兩種情況。淺埋情況下以洞頂上所有覆土壓力作為設計荷載;深埋隧道的設計考慮坍落拱效應,只計部分圍巖壓力。在荷載的計算中采用的是經(jīng)過調(diào)查或試驗得到的土的物理力學參數(shù)。
這樣的設計模式存在以下幾個方面的問題,第一,人為確定的隧道洞室的荷載模式與實際的洞室受力狀況有很大的區(qū)別,把受力復雜的地下工程簡單的采用類似受力明確的框架進行計算,忽略了土質圍巖的特殊性,而這些特殊性恰恰是引起地下洞室日后病害的主要原因。
第二,設計中采用的許多土層的物理、力學指標在洞室開挖后都會發(fā)生變化,但設計計算的過程卻無法反映出以后這方面的變化,以定態(tài)的參數(shù)設計的結構去適應動態(tài)的應力變化,是對結構受力的過程不全面的反映,同時也是對土層中洞室開挖后的應力變化過程認識不透徹的表現(xiàn)。
結構設計中長期以來忽略了地下水的影響,在隧道的設計中僅僅是考慮在有水的情況下將圍巖級別予以降低,在沒有水的情況下則對水的因素不加考慮。
先說有水時的情況,對土質隧道來說,地下水對工程的影響體現(xiàn)在以下方面,其一影響了土的物理力學指標,這點可從圍巖級別的降低上得到部分的反映,其二影響了土層中洞室開挖后的應力狀態(tài)。
土質圍巖中有水時,洞室開挖后將破壞原來的賦存環(huán)境及水力路徑,在洞室完成后會重新形成新的水力路徑,在這個過程中,由于水的影響,必然導致洞室周圍土壓力狀態(tài)與設計時有很大的不同,而提高圍巖級別卻不能反映出這種影響,故從根本上說,設計時對土質圍巖中水的因素是沒有考慮的。
在勘察未見地下水的情況下,修成的洞室卻往往存在漏水的情況,這說明土質圍巖中的水力路徑會隨著洞室的開挖而變化,從而使開挖時干燥的洞室在運營后數(shù)年出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象。
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