談隧道二次襯砌裂縫處理措施

趙富家

(山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006)

1 處理原則

近年來隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，高速公路正處于大規(guī)模建設(shè)時(shí)期，由于公路所經(jīng)路段受地形條件的限制，更多的長大隧道也正在投入建設(shè)。隧道工程在施工完成后，二次襯砌會(huì)不同程度的出現(xiàn)一些縱、橫、環(huán)向裂縫，襯砌裂縫的治理要遵循先環(huán)向、后縱向的順序。環(huán)向裂縫只對裂縫本身進(jìn)行處理，采取壓注環(huán)氧漿液堵縫措施，斜向裂縫和水平縱向裂縫除采用壓注環(huán)氧漿液堵縫措施外，沿裂縫兩邊還需采取交錯(cuò)布置砂漿錨桿加固措施。

2 處理措施

2.1 寬度在0.2 mm以下的裂縫

隧道襯砌混凝土表面常出現(xiàn)一些沒有擴(kuò)展性的細(xì)微裂縫，這種裂縫是穩(wěn)定的，一般不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的使用和耐久性，從美觀考慮，可先清洗干凈裂縫表面，然后涂刷環(huán)氧樹脂漿液2遍～3遍，最后用刮抹料、調(diào)色料處理混凝土表面，使其顏色與周圍混凝土顏色一致。

2.2 寬度在0.2 mm～0.8 mm的裂縫

1)沿裂縫延伸方向鑿寬5 cm、深5 cm的溝槽，槽長度由裂縫起止點(diǎn)向外各延伸10 cm，安裝注漿管:清除裂縫表面的雜物、浮漿，沿裂縫鉆孔，注漿管前端分叉劈開對準(zhǔn)裂縫，鑿孔間距50 cm～80 cm;鉆孔采用氣泵吹干后埋入φ10的塑料管，再用環(huán)氧樹脂砂漿嵌補(bǔ)溝槽并固定注漿管。其周圍空隙用HA71快速封口膠封閉、固管。注漿管外露8 cm～10 cm，以便與注漿設(shè)備連接，見圖1。

環(huán)氧樹脂砂漿配比和環(huán)氧樹脂漿液配比見表1。

圖1 寬度在0.2 mm～0.8 mm的裂縫的處理措施

表1 環(huán)氧樹脂砂漿配比 g

刮抹料為水泥∶細(xì)砂∶水 =1∶2∶0.35，攪拌成膩?zhàn)邮褂茫{(diào)色料為水泥∶白水泥∶107膠=5∶3∶1，調(diào)成水泥漿使用。

襯砌裂縫的治理要遵循先環(huán)向、后縱向的順序。延伸較長的裂縫要分段處理，裂縫密度較大地段要逐條處理。

2)封縫:采用HA71快速封口膠封裂縫表面，防止注漿時(shí)漿液沿縫外泄。

3)壓水試驗(yàn):封縫漿液固結(jié)后，進(jìn)行壓水試驗(yàn)，以檢查封縫、固結(jié)強(qiáng)度，疏通裂縫，確定壓漿參數(shù)。壓水試驗(yàn)采用示蹤劑，測定水壓及進(jìn)水量，作為注漿效果的判斷和檢驗(yàn)依據(jù)。

4)注漿流程見圖2。

圖2 注漿流程

5)重復(fù)以上操作直到裂縫上最后一道注漿管溢漿，待灌封固化后，割除注漿管外露部分，并以水泥砂漿將孔口抹平，然后用砂輪機(jī)打磨裂縫表面并抹面，注漿材料為環(huán)氧漿液，其配比為6101環(huán)氧樹脂∶二甲苯∶501號(hào)稀釋劑∶乙二胺 =100∶(30～40)∶20∶10(見表2)。將環(huán)氧樹脂加熱融化后，加入二甲苯及501號(hào)稀釋劑拌勻，加入乙二胺，再攪拌均勻后即可使用;冷卻后注漿壓力應(yīng)根據(jù)壓力大小、襯砌質(zhì)量等綜合確定，一般為0.2 MPa～0.6 MPa，一般不超過壓水試驗(yàn)壓力;結(jié)束注漿標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)注漿量與預(yù)計(jì)注漿量相差不多時(shí)，壓力較穩(wěn)定且吸漿量逐漸減小到0.01 L/min時(shí)，再注漿3 min～5 min即可結(jié)束注漿。注漿時(shí)應(yīng)隨時(shí)觀察壓力變化，當(dāng)壓力急劇下降時(shí)，應(yīng)暫停注漿，調(diào)整漿液的凝結(jié)時(shí)間及漿液濃度后繼續(xù)注漿。

表2 環(huán)氧樹脂漿液配比 g

6)封孔:注漿結(jié)束后，用鐵絲將注漿外露部分反轉(zhuǎn)綁扎，待漿液終凝后，割除外露部分，以環(huán)氧砂漿將孔口抹平。

2.3 0.8 mm以上的斜裂縫和縱向裂縫處理措施

1)沿裂縫兩側(cè)設(shè)騎縫錨桿加固。騎縫錨桿沿裂縫裂兩側(cè)交錯(cuò)布置φ22砂漿錨桿，錨桿每根長度3.5 m，間距1.5 m，錨桿尾部需加設(shè)墊板，且墊板插入襯砌內(nèi)3 cm，并用水泥砂漿抹面;在施作錨桿前應(yīng)核實(shí)襯砌厚度及襯砌背后超挖回填情況，若超挖較多且回填不密實(shí)，應(yīng)進(jìn)行低壓注漿填充。

2)應(yīng)先對二襯開槽，規(guī)格為寬×深=20 cm×20 cm。放入格柵鋼架，安裝時(shí)應(yīng)保證格柵內(nèi)側(cè)緊貼二襯混凝土。拱腳放置在檢修道上，并設(shè)4根φ25中空注漿錨桿鎖腳。φ42注漿導(dǎo)管尾端應(yīng)與格柵鋼架焊接在一起，共同形成支護(hù)體系。

2.4 開槽嵌格柵鋼架施工注意事項(xiàng)

1)對于原材料的質(zhì)、型號(hào)、規(guī)格進(jìn)行檢驗(yàn)，滿足設(shè)計(jì)以及規(guī)范的要求。

2)格柵的制作工藝要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的尺寸、形狀進(jìn)行加工，焊接工藝要到位。保證焊縫的長度、寬度，不得虛焊、漏焊，焊渣要清除干凈。

3)首榀格柵加工完成后，應(yīng)放在平整的地面試拼，周邊拼裝允許偏差為±3 cm，平面翹曲應(yīng)小于2 cm，當(dāng)各部尺寸滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，方可進(jìn)行批量生產(chǎn)。

4)開槽位置要準(zhǔn)確，特別是環(huán)向要垂直于隧道中線，垂直度允許偏差為±2°，以保證鋼格柵的安裝質(zhì)量。

5)若格柵與混凝土槽底之間有較大的空隙時(shí)，要用混凝土預(yù)制塊楔緊。

6)縱向連接筋要保證間距尺寸要求，必須把縱向連接筋與格柵拱架有效地焊接在一起，要求焊縫飽滿，并應(yīng)抽查其質(zhì)量。

7)鋼筋網(wǎng)片采用φ8光圓鋼筋，@10 cm×10 cm，可用定做的焊接網(wǎng)片。要求與連接筋點(diǎn)焊在一起，然后噴射混凝土。

8)噴射混凝土是最后一道工序。采用濕噴工藝，厚度為5 cm，且必須對原二襯混凝土鑿毛，并對混凝土中的水泥、砂的質(zhì)量嚴(yán)格控制，配合比由中心實(shí)驗(yàn)室提供，要求必須達(dá)到C30，采用試件檢驗(yàn)后方可施工。保證噴射混凝土表面的平整度，在噴射混凝土未凝固前用抹刀修正混凝土表面，可選用有經(jīng)驗(yàn)的大工操作，使表面平整度達(dá)到規(guī)范要求。

2.5 裂縫觀測

裂縫整治完成后，沿整治裂縫應(yīng)設(shè)置觀察點(diǎn)，進(jìn)行定點(diǎn)、定時(shí)、不定時(shí)觀測，并詳細(xì)記錄。若有異常，應(yīng)及時(shí)提出，以便分析處理，確保隧道運(yùn)營安全。

2.6 防止和減少二次襯砌開裂的措施

1)混凝土要求添加減水劑和膨脹劑，或采用膨脹水泥，由于混凝土收縮和水泥水化發(fā)熱，使混凝土灌注凝固時(shí)溫度上升，經(jīng)過一段時(shí)間后冷卻溫度下降，使襯砌受拉超過混凝土極限強(qiáng)度而后出現(xiàn)裂縫，在灌注的混凝土中添加減水劑和膨脹劑，可以減少單位水泥和水的用量，從而減少混凝土的收縮徐變，減少裂縫的出現(xiàn)。

2)改進(jìn)混凝土的澆筑工藝和提高工藝技術(shù)水平，并且加強(qiáng)混凝土的振搗以及養(yǎng)護(hù)，精心組織施工，以提高混凝土襯砌的施工質(zhì)量。

3)在改進(jìn)混凝土施工工藝的同時(shí)，可適當(dāng)放慢灌注速度，兩側(cè)邊墻要分層對稱灌注，拱處停止1 h左右，待邊墻混凝土襯砌下沉穩(wěn)定后再澆筑拱部混凝土，可避免開裂。

4)當(dāng)不可避免出現(xiàn)裂縫時(shí)，可采取以上措施進(jìn)行處治。

[1] JTG F60－2009，公路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] JTG F40－2004，公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范[S].