老營盤隧道病害整治技術

陳志強，岳 華

(1.金華職業技術學院 建筑工程學院，浙江 金華 321000;2.中鐵十六局集團 第四工程有限公司，北京 100010)

1 工程概況

老營盤隧道進口里程K1 746+043.80，出口里程K1 748+851.60，隧道全長2 807.80 m，為雙線預留電化隧道，隧道建筑限界采用“隧限—2B”。隧道設雙側高式排水溝和雙側電纜槽，碎石道床，復合式襯砌，進口154 m和出口240 m段拱墻設CCR911型橡膠防水板，洞身其余段襯砌采用防水混凝土。

2009年6月17日，工務部門調查發現，進洞1 711 m處隧道拱頂襯砌中部有一直徑約10 cm孔洞，孔深為50 cm左右，面積約1.0 m2，該洞周圍混凝土空響嚴重;進洞2 518 m處隧道拱頂襯砌中部有一個50 cm×20 cm孔洞，孔深達2.5 m以上，面積約1.5 m2，該洞周圍混凝土空響嚴重;上行進洞1 450 m處水溝蓋板上15 cm及1 455 m處水溝蓋板上30 cm隧道邊墻上有直徑150 mm的鑄鐵管往外噴水，水流直接沖刷道床，造成2根枕木沖空。

2 病害點及整治措施

根據病害性質和嚴重程度，采取相應的工程措施見表1。

2.1 施工縫、裂縫滲漏水及漬水整治

1)灌注AB型樹脂漿。

對寬度≤5 mm的滲漏水施工縫、裂縫采取灌漿堵水措施，具體為:把裂縫兩邊各3 cm寬范圍內襯砌表面刷洗干凈，清除松動混凝土塊，沿裂縫間隔20～30 cm貼一處膠帶然后刮涂J-1快干型封縫膠兩道，封縫膠固化后揭除膠帶，安設灌漿嘴灌注AB型雙組份灌漿樹脂，待樹脂固化后，拆除灌漿嘴并清理表面封縫膠。

表1 老營盤隧道病害整治工程措施概述

2)鑿槽堵漏。

對寬度＞5 mm的滲漏水施工縫和裂縫采取鑿槽堵漏處理，具體方法為:在施工縫和裂縫周圍鑿寬4～6 cm、深5 cm的楔形槽，用清水清洗槽及周圍，將調和好的“滲克寶”快修堵漏劑填入槽中并稍稍高出，然后用抹刀抹平，并至少保持15 min的濕潤，最后在槽及周圍刮涂“滲克寶”滲透結晶型防水涂料兩層。對單個漏水點鑿寬4～6 cm、長、深各5 cm的楔形洞，先用“滲克寶”快修堵漏劑填塞，再刮涂“滲克寶”防水劑兩層止水。

3)涂刷滲克寶。

對襯砌漬水區域采取外涂防水涂料處理，具體方法為:將襯砌漬水區及周圍清洗干凈，對裂縫及漏水點進行處理，用調和好的“滲克寶”滲透結晶型防水涂料刮涂兩層防水。“滲克寶”滲透結晶型防水涂料的用量為1.5 kg/m2。

以上施工注意事項:①為保證防水堵漏效果，“滲克寶”快修堵漏劑填塞和“滲克寶”滲透結晶型防水涂料涂刷應從上向下施作。②“滲克寶”快修堵漏劑和“滲克寶”滲透結晶型防水涂料在施工過程中，應避免與皮膚接觸，施工中應作好安全防范工作。③對滲漏水嚴重地段除采用本設計堵漏措施外，應“排堵結合”，每隔20～30 m進行鑿槽埋管引排。

4)鑿槽埋管。

滲漏水嚴重地段應進行鑿槽埋管引排水處理。

排水槽一般應設在環向施工縫處，但可結合實際漏水情況予以調整。引排水流統一通過引排管進入隧道內側溝，排出洞外。

起拱線處漏水較嚴重處按本設計圖埋設半圓形塑膠管將其引入邊墻排水槽中。將起拱線處鑿槽后用“滲克寶”快修堵漏劑填充和用“滲克寶”滲透結晶型防水涂料進行防水。

5)注漿堵水

襯砌表面存在大面積滲漏水，需進行襯砌背后注漿堵水。采用風鉆鉆孔直接打入鋼管注漿，注漿鋼管采用馬牙扣形注漿管，直徑為42 mm。注漿孔用風鉆鉆孔，孔徑為45～50 mm，注漿管的長度根據既有襯砌的厚度而定，深入巖層30～50 cm。注漿前應采用鋼拱架對襯砌進行臨時支護。鉆孔后須清孔，然后埋設注漿管。埋管前在馬牙扣處纏以沾有鉛油的麻絲，用大錘將鋼管打入孔內，使麻絲與孔壁充分擠壓緊密。注漿鋼管管口采用內螺絲扣與注漿管路連接，打管時在有絲扣一端須焊接φ6 mm加勁箍以保護絲扣(加勁箍應埋入襯砌，以防侵限)，注漿結束后用塑膠泥將孔口周圍封閉(見圖1)。

圖1 馬牙扣形注漿管示意(單位:cm)

注漿材料采用純水泥漿，水灰比(重量比)1∶1。

注漿施工注意事項:

1)沿隧道軸線分左右逐段壓注，其程序由兩端向中央，由左向右，由低處向高處依次注漿。

2)不得任意停泵，以防堵塞管路。

3)注漿時應時刻注意注漿壓力、襯砌變形觀察和儲漿筒的漿液下降情況。若注漿時間較長而不升壓，可能漿液流竄太遠，應縮短漿液凝膠時間或停注，若跑漿嚴重，可間歇注漿。

4)注漿期間應有專人記錄漿液消耗量，注漿時間及注漿壓力等數據。

5)注漿后，應設置檢查孔，檢查注漿效果。

6)注漿前應采用鋼拱架進行臨時支護，注漿過程中應密切注意襯砌情況，一旦出現變形，應立即停止注漿，并采取相應措施。

2.2 襯砌背后存在空洞須分層注漿

注漿采用埋管注漿，注漿管采用馬牙扣形注漿管，直徑為42 mm，注漿孔采用風鉆鉆孔，孔徑為45～50 mm，注漿管的長度根據空洞大小而定，鉆孔后須清孔，然后埋設注漿管。當空洞深度≤40 cm時，一次性填充。當3 m≥空洞深度＞40 cm時，采用分層注漿:2 m以內當空洞體積≤1.5 m3時填充水泥砂漿，＞1.5 m3時填充C25細石混凝土;2 m以外填充細砂。當空洞深度 ＞3 m時，根據工點進行特殊設計。

分層注漿時，應在拱頂設觀察孔，以觀察空洞的注漿情況，觀察孔間距2 m。當3號注漿孔進行注漿，1號，5號觀察孔觀測有漿液冒出時，停止注漿，即達到第一層注漿厚度，待第一層砂漿達到設計強度的70%后，再進行第二層注漿工序，發現2號，4號的觀測孔有漿液冒出時，暫停注漿，待第二層達到設計強度的70%后，再對剩余空隙進行注漿填充。每層注漿厚度依據現場情況而定，每層厚度基本相等為宜，但第一層厚度不應＞40 cm。

注漿材料采用水泥砂漿，水灰比(重量比)0.6∶1～1∶1，灰砂比 1∶1 ～1∶2.5。注漿前應進行水泥砂漿配合比試驗及強度試驗，并需由實驗室提供達到設計強度70%所需的齡期報告。第一層注漿采用M20水泥砂漿，第二、三層均采用M10水泥砂漿。為使第一層漿液盡快達到設計強度的70%，需在漿液中添加速凝劑，其摻量為水泥用量的3%。

2.3 錨桿加固

襯砌裂損較嚴重地段，或襯砌厚度嚴重不足地段，采用錨桿加固。具體參數如下:

錨桿采用φ25 mm中空注漿錨桿，長度4.5 m，梅花形布置，間距:Ⅱ、Ⅲ級圍巖，環向×縱向 =1.5 m×1.5 m;Ⅳ、Ⅴ級圍巖，環向×縱向=1.2 m×1.2 m。

錨桿采用150 mm(邊長)×150 mm(邊長)×8 mm(厚度)的墊板，錨固前，先將襯砌表面局部鑿160 mm(邊長)×160 mm(邊長)×35 mm(深度)的方形槽，然后將錨桿尾部的墊板和緊固螺帽埋入襯砌中，表面用微膨脹型防水水泥砂漿抹平。錨桿抗拔力不小于50 kN。

2.4 錨噴網加固

襯砌裂損嚴重或襯砌厚度嚴重不足地段，且限界有富余的地段，適用于錨噴網進行襯砌結構加固。具體為:錨桿采用φ25 mm中空注漿錨桿，錨桿長度3.5 m，梅花形布置，布置間距 1.2 m×1.2 m;鋼筋網采用φ8 mm鋼筋，網格間距20 cm×20 cm。

噴混凝土前，將原襯砌表面鑿毛、高壓水沖洗，再掛網與錨桿連接，噴 C25鋼纖維混凝土8～10 cm，鋼纖維摻量每m3混凝土50 kg。

對襯砌進行錨噴加固前，應對隧道凈空進行一次復測，復測斷面不大于5 m一個斷面(在襯砌斷面有明顯變化處應加密測量)，在復測斷面尺寸上考慮噴混凝土厚度后有侵入隧道建筑限界的應及時通知設計單位。錨噴施工完成后應進行限界檢查。

2.5 嵌鋼帶加錨噴網加固

襯砌開裂掉塊嚴重的段落，適用于嵌鋼帶加錨噴網進行襯砌結構加固。具體為:錨桿采用φ25 mm中空注漿錨桿，錨桿長度4.5 m，梅花形布置，布置間距為1.0 m(環向)×1.2 m(縱向);鋼帶采用 W270鋼帶，展寬295 mm、寬270 mm、平寬139 mm、高25 mm。回填采用C25弱膨脹細石混凝土。

在襯砌內表面確定鋼帶及錨桿位置、進行定位，然后施作φ25 mm中空注漿錨桿，再安裝W270鋼帶，錨桿尾部用螺母與鋼帶連接。鋼帶錨固好后，在鋼帶背后回填注漿，確保鋼帶與襯砌密貼;掛鋼筋網，鋼筋網與錨桿焊接牢固;噴C25鋼纖維混凝土8～10 cm。環向鋼帶應向起拱線以下延伸不小于2 m。

施工過程中要加強對襯砌結構和圍巖的監控量測和信息反饋工作，必要時架設臨時鋼拱架進行支護，確保施工及運營安全。

對襯砌進行錨噴加固前，應對隧道凈空進行一次復測，復測斷面不大于5 m一個斷面(在襯砌斷面有明顯變化處應加密測量)，在復測斷面尺寸上考慮噴混凝土厚度后有侵入隧道建筑限界的應及時通知設計單位。錨噴施工完成后應進行限界檢查。

2.6 嵌鋼軌拱架加錨噴網加固

襯砌開裂掉塊極嚴重，需采用嵌鋼軌拱架鋼筋網錨噴加固。具體步驟:

1)對加固地段采用I18工字鋼架進行臨時支護，間距1榀/m;

2)對襯砌背后空洞注漿回填;

3)中空錨桿注漿加固;

4)在2榀臨時鋼拱架中間沿襯砌環向鑿梯形槽，在槽內埋入24 kg/m輕型鋼軌拱架，用f50縮腳錨管固定，用M20水泥砂漿將槽內填平;

5)鑿毛襯砌表面混凝土，用高壓水沖洗干凈，分段拆除臨時鋼軌拱架，掛鋼筋網，噴C25鋼纖維細石混凝土8～10 cm，并打光抹平。

錨桿采用φ25 mm中空注漿錨桿，錨桿長度4.5 m，梅花形布置，布置間距:1.2 m×1.2 m;噴混凝土采用C25鋼纖維細石混凝土8～10 cm，鋼纖維摻量每m3混凝土50 kg;錨桿抗拔力不小于50 kN。

鋼軌拱架材料采用24 kg/m輕軌。鋼拱架由A單元1件、B、C、D單元各2件組成，通過連接構件連接。接頭處焊縫厚度為10 mm。鋼拱架之間采用φ22 mm縱向連接鋼筋連接，環向間距為1 m。

架設鋼軌拱架時對拱架的拱腳和墻腳采用 φ50 mm鎖腳錨管(長為4.5 m)將鋼拱架固定于襯砌及圍巖上;鋼架基礎應立于襯砌墻腳，不得立在水溝蓋板之上;鋼架基礎應有混凝土保護，保護層厚度不得低于5 cm。

鋼軌拱架實際制作前應到現場量測襯砌內輪廓尺寸，如拱頂限界有富余，可優化尺寸，盡量減少對襯砌的鑿除量。

3 結論

既有線路通行隧道病害整治施工特點為時間緊、工作面窄、列車通行對施工影響大。因此在方案設定時要綜合考慮以上因素，科學合理地制訂施工方案，該整治技術經實際施工證明，具有施工方便、快捷有效的特點。在有限時間內，針對不同病害類型特點進行分類治理并效果理想。

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