背景
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、养生都满足要求，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.本隧道工程设置明洞的理由：隧道进口洞顶覆盖层较薄，应采用明挖法来开挖隧道。明洞具有地面、地下建筑物的双重特点，既可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，又可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。

2.根据荷载分布划分，该隧道的拱式明洞的形式包括：路堑对称型、路堑偏压型、半路堑偏压型和半路堑单压型。

3.隧道中还需要施工的其他附属设施：安全设施、供配电设施、应急设施等。

4.路面出现横向裂缝的可能原因：(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。

1.隧道结构构造的组成包括：衬砌、洞门、明洞和附属设施。其中明洞是指：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。

2.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。根据明洞的用途、地形、地质条件、荷载分布情况、运营安全、施工难易以及条件等进行具体分析、比较，确定明洞形式。

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。其中，《公路隧道设计规范》(JTGD70—2004)规定：照明设计应综合考虑环境条件、交通状况、土建结构设计、供电条件、建设与运营费用等因素；长度大于100m的隧道应设置照明；隧道照明灯具的防护等级应不低于IP65。

4.水泥混凝土路面裂缝产生的原因分析：(1)路面出现横向裂缝的可能原因：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。(2)路面出现纵向裂缝的可能原因：①路基发生不均匀沉陷，如由于纵向沟槽下沉、路基拓宽部分沉陷、路堤一侧积水、排灌等导致路基基础下沉，板块脱空而产生裂缝。②由于基础不稳定，在行车荷载和水、温的作用下，产生塑性变形或者由于基层材料水稳性不良，产生湿软膨胀变形，导致各种形式的开裂，纵缝也是其中一种破坏形式。③混凝土板厚度与基础强度不足产生的荷载型裂缝。(3)路面出现龟裂的可能原因：①混凝土浇筑后，表面没有及时覆盖，在炎热或大风天气，表面游离水分蒸发过快，体积急剧收缩，导致开裂。②混凝土拌制时水灰比过大；模板与垫层过于干燥，吸水大。③混凝土配合比不合理，水泥用量和砂率过大。④混凝土表面过度振捣或抹平，使水泥和细骨料过多上浮至表面，导致缩裂