第二章 厦门海底隧道初期支护施工阶段变异开裂与渗漏水是隧道常见的病害现象，但在海底隧道中，开裂和渗漏水对隧道结构和安全性的影响却要大得多。其主要原因就是腐蚀作用。海底隧道地下水的腐蚀作用很强，含有大量化学离子，能和混凝土、钢筋发生化学反应。而且海底隧道地下水水源补给丰富，这就带来了长期的腐蚀危害。初期支护开裂和渗漏水将影响隧道结构的长期安全性，本章要对厦门海底隧道已施工段初期支护的开裂和渗漏水进行调研统计，为研究海底隧道支护体系长期安全性提供基础资料。此外，还要进一步对初期支护混凝土、钢支撑的腐蚀情况进行现场调研，并渗入分析。2.1 初期支护施工阶段开裂渗水调研内容与对象分级2.1.1 初期支护施工阶段开裂渗水调研对象分级根据李海军的研究，为了方便进行现场调研和进一步研究，对初期支护的变异程度有一个定量或定性的评判标准，本文结合厦门海底隧道初期支护变异表观形态、特点及有关研究成果，分别对初期支护开裂程度、渗漏水情况进行了分级或分类。1初期支护开裂分级按初期支护开裂严重程度不同分为以下 5 个级别：A 严重开裂：普遍的可见裂缝，裂缝较宽、较长，间距较小，或较长较宽的纵向裂缝。目测表现为平均间距小于 35m 的裂缝群，而裂缝群内裂缝平均间距小于 13m，或宽度大于 23mm、长度大于 24m 的纵向裂缝或裂缝群。这种类型的开裂多为围岩软弱，初期支护承载力不足，通常导致初期支护支和临时支护严重变形渗水，且严重影响结构的承载力。B 局部严重开裂：局部有可见裂缝，裂缝较宽、较长；这种类型开裂相当于 A 类的一个裂缝群，开裂范围多小于 510m 的隧道纵向长度，而在开裂范围外较长距离基本没有裂缝，或者裂缝很少、且裂缝间距离很宽。可能会导致局部严重渗水，对结构整体的承载力有一定影响。C 轻微开裂：有稀疏的偶尔可见裂缝，通常为不渗水的细小裂缝，不会对结构整体的承载力造成影响。 D 无可见裂缝：没有肉眼可以观察到的裂缝，但可能有被掩盖的细小裂缝，多发生在翔安端过渡带和风化囊槽地段，由于水压过大，造成长期的初期支护渗水，结晶物覆盖了初期支护表面，可能存在细小但无法肉眼观察到的裂缝，但无比较宽的可见裂缝。E 无开裂：没有裂缝。2初期支护渗漏水分级按初期支护渗漏水严重程度不同分为以下 5 个级别：A 严重渗水：初期支护全部湿润，随处可见的线、股状或密集的点状渗水；B 中等严重渗水：初期支护局部较大面积湿润，局部可见的线、股状或密集的点状渗水；C 局部严重渗水：初期支护基本干燥，只有局部可见的点、线或股状渗水；D 局部轻微渗水：初期支护基本干燥，只有局部可见初期支护湿润；E 无渗水：基本无可见的初期支护湿润和渗水。需要特别说明的是，在翔安端过渡带砂层地段，由于围岩渗透性强，水压过大导致初期支护施工初期基本都有一个严重渗水渗水减弱干燥的过程。比如主洞浅埋地段的 CRD 法 2、4 部，过渡带级围岩区，海域、级围岩区，几乎整个服务隧道，在从掌子面到距离掌子面约 100150m 的初期支护范围都是全部湿润的，伴随着点、线或股状渗水，且离掌子面越近越严重。但随着远离掌子面，初期支护渗水情况逐步减弱，直到干燥。我们将这种情况叫做有严重渗水历史。2.1.2 初期支护开裂和渗漏水调研统计施工阶段初期支护变形，常常引起一些地方初期支护开裂，而隧道处于地下水环境，必然导致地下水直接渗入初期支护混凝土内部，导致钢支撑直接浸泡在地下水中，加速海底隧道时间相关的材料变异，为此，本文对厦门海底隧道已施工区段初期支护开裂、渗水情况进行了现场调查。典型初期支护开裂与渗水见图 2-14图 2-15。图 2-1 初期支护典型裂缝与渗水图 2-2 有严重漏水历史的漏水带（环状平行盐渍）图 2-3 YK10+200 现有漏水带图 2-4 ZK7+400 初期支护开裂与钢拱架锈蚀隧道衬砌开裂破坏了结构的完整性，会引起结构承载力受损，安全性降低，特别是结构的长期安全性；同时，裂缝也是结构渗漏水的通道。结构渗漏水将影响结构材料的耐久性，特别是海底隧道的特殊的水文、地质环境下，海水对隧道结构的腐蚀是不容忽视的，衬砌开裂与渗漏水都将严重影响隧道结构的寿命。为了弄清厦门海底隧道衬砌开裂与渗漏水状况，本文对已施工初期支护进行了现场调查。对于初期支护表面裂缝主要采用目测的方法，观察了裂缝的长度、宽度以及倾斜角度；对于渗漏水检查也主要是目测渗水方式和渗水量，部分裂缝调查结果见表 2-5，开裂与渗水分级结果见表 2-62-8。表 2-5 部分海底隧道初期支护裂缝调查结果洞室 桩号 裂缝描述 洞室 桩号 裂缝描述ZK11+798 纵向,长约 0.5m，宽约 10mm N12+280 环向，长约 4m，宽约 1mmZK11+717 多条纵向裂缝，宽约 1mm N12+277 环向，长约 4m，宽约0.6mmZK11+700 纵向，长约 10m，宽约 1mm N12+266 环向，长约 3.5m，宽约1mmZK11+685 纵向，长约 6m ，宽约 1mm N12+253 斜向，长约 2.5m，宽约1mmZK11+811 环向，长约 8m，宽约 3.5mm N12+242 斜向，长约 2m，宽约0.5mmZK11+809 环向，长约 10m，宽约 2mm N11+800 环向，长约 2m，宽约 2mmZK11+808 环向，长约 10m，宽约 3mm N11+300 环向，长约 2m，宽约 5mm左洞ZK11+800 环向，长约 8m，宽约 2mm服务隧道NK10+500 环向，长约 1m，宽约 3mmZK11+795 环向，长约 9m，宽约 2mm YK11+841 纵向，长约 18m，宽约2.5mmZK11+790 环向，长约 7m，宽约 2mm YK11+810 纵向，长约 8m，宽约 6mmZK11+255 纵向，长约 0.5m，宽约 1mm YK11+817 环向，长约 8m，宽约 4mmZK9+063 环向，长约 1m，宽约 2mm YK11+814 环向，长约 7.5m，宽约3mmZK8+970 环向，长约 4m，宽约 3mm YK11+794 纵向，长约 3m，宽约1.5mmN12+305 环向，长约 4.5m，宽约 1mm YK11+683 环向，长约 7m，宽约 1mmN12+293 环向，长约 4.5m，宽 1mm YK11+683 纵向，长约 3m，宽约 1mmN12+292 环向，长约 1.5m，宽约0.7mmYK11+675 斜向，长约 0.5m，宽约1mmN12+289 斜向，长约 4.5m，宽约0.8mmYK11+680 纵向，长约 20m，宽约1.5mm服务隧道N12+288 斜向，长约 5m，宽约 0.7mm右洞YK11+670 环向，长约 8m，宽约2.5mmYK11+600 环向，长约 0.5m，宽约2mm表 2-6 海底隧道左线初期支护开裂与渗漏水调查分级结果段号 起讫里程地下水类别开裂程度渗水程度段号 起讫里程地下水类别开裂程度渗水程度Z1 ZK6+540ZK6+600 A E E Z11 ZK10+235ZK10+645 C - -Z2 ZK6+600ZK7+110 A B D Z12 ZK10+645ZK10+755 C - -Z3 ZK7+110ZK7+250 A B D Z13 ZK10+755ZK10+975 C - -Z4 ZK7+250ZK7+500 A A D Z14 ZK10+975ZK11+275 C D AZ5 ZK7+500ZK8+230 C E E Z15 ZK11+275ZK11+655 C A BZ6 ZK8+230ZK8+330 C D A Z16 ZK11+655ZK12+175 B A C/DZ7 ZK8+330ZK8+850 C E E Z17 ZK12+175ZK12+325 A C DZ8 ZK8+850ZK9+000 C - - Z18 ZK12+325ZK12+445 A A C/DZ9 ZK9+000ZK10+145 C - - Z19 ZK12+445ZK12+485 A E EZ10 ZK10+145ZK10+235 C - -说明：表中渗水级别加粗表示有严重渗水历史。表 2-7 海底隧道右线初期支护开裂与渗漏水调查分级结果段号 起讫里程地下水类别开裂程度渗水程度段号 起讫里程地下水类别开裂程度渗水程度Y1 YK6+559YK6+619 A - - Y10 YK10+570YK10+700 C - -Y2 YK6+619YK6+899 A - - Y11 YK10+700YK10+920 C D C/DY3 YK6+899YK7+269 A B D Y12 YK10+920YK11+550 C D C/DY4 YK7+269YK7+539 A B D Y13 YK11+550YK11+700 C D C/DY5 YK7+539YK8+319 C E E Y14 YK11+700YK12+280 B A BY6 YK8+319YK8+549 C D A Y15 YK12+280YK12+380 A C DY7 YK8+549YK8+929 C - - Y16 YK12+380YK12+470 A A C/DY8 YK8+929YK9+029 C - - Y17 YK12+470YK12+510 A E EY9 YK9+029YK10+570 C - -说明：表中渗水级别加粗表示有严重渗水历史。表 2-8 海底隧道服务隧道初期支护开裂与渗漏水调查分级结果段号 起讫里程地下水类别开裂程度渗水程度段号 起讫里程地下水类别开裂程度渗水程度N1 NK6+542NK6+602 A - - N9 NK10+610NK10+720 C - -N2 NK6+602NK7+152 A B C N10 NK10+720NK10+970 C - -N3 NK7+152NK7+722 A B C N11 NK10+970NK11+100 C B CN4 NK7+722NK8+272 C E D N12 NK11+100NK11+680 C B CN5 NK8+272NK8+402 C B A N13 YK11+680YK12+210 B B CN6 NK8+402NK8+892 C E D N14 YK12+210NK12+360 A C DN7 NK8+892NK9+012 C - - N15 YK12+360NK12+450 A A C/DN8 YK9+012YK10+610 C - - N16 NK12+450NK12+490 A - -说明：表中渗水级别加粗表示有严重渗水历史。综合上述分析，可得到如下结论。厦门海底隧道初期支护的开裂与初期支护渗漏水，可分别进行分级，见表2-9。表 2-9 海底隧道施工阶段开裂、渗漏水统计变异种类和分级 里程（左线/右线/ 服务洞）严重开裂 ZK7+250500、 11+27512+175、325445/ YK11+70012+280 、380470/NK12+360NK12+450局部严重开裂 ZK6+600K7+250/YK6+6197+539/ NK6+6027+722、8+272402、10+97012+210局部轻微开裂 ZK12+175325/YK12+280380/NK12+210360无可见裂缝 ZK8+230330、10+97511+275/YK8+319 549 、10+700700初期支护开裂无开裂ZK6+540600、7+5008+230、330850 、12+445485/YK6+559619、7+539 8+319、12+470 510/ NK6+542602 、7+7228+272、402892、12+45012+490初期 严