某施工单位承接了2km的山区二级公路工程项目，其中包含一座长260m的双车道隧道。隧道进口洞顶覆盖层较薄，出口段的路堑地段受落石和塌方危害，隧道进出口段均设置12m的拱式明洞。其中进口段的路堑对明洞有偏压，路床有软基处理，出口段的路堑对明洞无偏压。隧道开挖后，及时修筑了第一次衬砌，通过施工中的监控量测，确定围岩变形稳定后，修筑防水层及进行第二次衬砌。隧道洞口段路面采用水泥混凝土路面，路面结构层自上而下为：20cm厚C30水泥混凝土面层；20cm厚水泥稳定碎石层；20cm厚填隙碎石基层。路面施工完成后进行了隧道通风、照明设施的施工。隧道通车后，在进口段发现路面出现横向裂缝，施工单位对出现裂缝的原因进行调查分析，发现该段基层顶面标高比设计标高平均高出5cm，而混凝土制备、浇筑工艺、养护都满足要求，切缝及时。问题：1.简述本隧道工程设置明洞的理由。2.根据荷载分布划分，该隧道的拱式明洞有哪些形式？3.补充隧道中还需要施工的其他附属设施。4.分析路面出现横向裂缝的可能原因。

2023-05-13

参考答案：

1.该隧道设置明洞的理由有：(1)洞口有落石和塌方危险；(2)进口段隧道埋深太浅（或洞顶覆盖层较薄）。2.拱式明洞有：路堑对称型、路堑偏压型。3.还需要施工的附属设施有：安全设施、供配电设施、应急设施。4.可能的原因有：(1)混凝土路面基础发生不均匀沉降；(2)混凝土路面板厚不足；(3)切缝深度过浅。

1.当隧道埋深较浅，上覆岩（土）体较薄，难采用暗挖法时，则应采用明挖法来开挖隧道。用这种明挖法修筑的隧道结构，通常称明洞。明洞具有地面、地下建筑物的双重特点，既作为地面建筑物用以抵御边坡、仰坡的坍方、落石、滑坡、泥石流等病害，又作为地下建筑物用于在深路堑、浅埋地段不适宜暗挖隧道时，取代隧道的作用。背景中“隧道进口洞顶覆盖层较薄，出口段的路堑地段受落石和塌方危害”这正是设置明洞的理由。考生答题一定要多从背景中发现线索。解题思路：这是一道隧道结构组成方面的题。考核考生对隧道明洞的运用能力。2.首先我们来了解一下明洞的分类：明洞主要分为两大类，即拱式明洞和棚式明洞。按荷载分布，拱式明洞又可分为路堑对称型、路堑偏压型、半路堑偏压型和半路堑单压型。按构造，棚式明洞又可分为墙式、刚架式、柱式等。背景中“隧道进出口段均设置12m的拱式明洞。其中进口段的路堑对明洞有偏压，路床有软基处理，出口段的路堑对明洞无偏压。”所以本题隧道的进出口隧道拱式明洞的类型是路堑对称型、路堑偏压型。解题思路：这是一道隧道结构组成方面的题。考核考生对隧道拱式明洞的掌握情况。3.隧道的附属设施是指为确保交通安全和顺适而设置的通风设施、照明设施、安全设施、供配电设施、应急设施等。背景中提到“路面施工完成后进行了隧道通风、照明设施的施工”，所以，还需要施工的附属设施有：安全设施、供配电设施、应急设施。解题思路：这是一道隧道结构组成方面的题。考核考生对隧道附属设施的掌握情况。4.首先，总结一下水泥混凝土路面横向裂缝产生的原因：(1)混凝土路面切缝不及时，由于温缩和干缩发生断裂。混凝土连续浇筑长度越长，浇筑时气温越高，基层表面越粗糙越易断裂。(2)切缝深度过浅，由于横断面没有明显削弱，应力没有释放，因而在临近缩缝处产生新的收缩缝。(3)混凝土路面基础发生不均匀沉陷（如穿越河浜、沟槽，拓宽路段处），导致板底脱空而断裂。(4)混凝土路面板厚度与强度不足，在行车荷载和温度应用下产生强度裂缝。(5)水泥干缩性大；混凝土配合比不合理，水灰比大；材料计量不准确；养生不及时。(6)混凝土施工时，振捣不均匀。结合到本题背景，横向裂缝出现在进口段，第一段提到“其中进口段的路堑对明洞有偏压，路床有软基处理”，所以可能的原因之一就是混凝土路面基础发生不均匀沉降。背景最后一段提到“发现该段基层顶面标高比设计标高平均高出5cm”，基层顶面标高高出5cm意味着面板厚度减薄5cm，所以可能的原因之二就是混凝土路面板厚不足。背景提到“混凝土制备、浇筑工艺、养护都满足要求”说明这几方面都没有问题，并没有排除切缝深度方面的可能性，所以可能的原因之三就是切缝深度过浅。解题思路：这是一道路面病害防治方面的题。考核考生对水泥混凝土路面裂缝的防治的掌握情况。