分析隧道裂縫的形成與處理施工技術

郭云飛

(中國中鐵航空港建設集團第四分公司，重慶 400000)

隨著社會經濟的快速發展，交通事業也有了極大進步，各類隧道工程數量也逐漸增多，隧道裂縫問題也越來越多地出現在我們的視野中。導致隧道出現裂縫的原因較多，或因未及時加固底層、或因高邊坡造成偏壓、或施工不當等等。裂縫不僅對隧道美觀度造成不良影響，同時又影響了工程整體質量。因此，針對隧道裂縫采取合理有效的處理方案極為必要，本文采用了化學灌縫處理、加固處理、封縫處理、引水處理等施工處理技術和方法，確保對隧道裂縫處理的效果滿足設計的質量要求。

1 隧道裂縫的成因

隧道裂縫的出現以及發展是一個漸進的過程。通常來說，隧道裂縫在初期較少，相對分散，但是隨著時間逐漸推移，裂縫問題開始惡化加重。對于隧道裂縫而言，筆者認為其形成和發展大多受到臨近圍巖松弛、變形以及剝落的影響，無論是成型、發展或者閉合都與時間推移變化有關。此外，施工技術對于裂縫的出現也有較大影響，如隧道掘進方式、混凝土水灰比、振搗方式、養護、拆模以及拱背回填等。如果混凝土強度未滿足設計需求而過早拆模，混凝土會過早受力而出現裂縫;拱頂回填時如果無法保障回填密實度，則會導致頂部壓力向兩側拱腰區域分散，其地壓分布形式表現為“馬鞍形”荷載，迥異于原始設計，進而導致拱頂剝落開裂，同時拱腰部分也會開裂。隧道施工完成后出現圍巖擾動或者地層偏壓也同樣會導致隧道裂縫的產生，此外，隧道裂縫還會受到內外溫差以及干濕度影響。

2 隧道裂縫處理原則

在處理隧道裂縫過程中，應充分參考裂縫深度、寬度、部位以及成因，并遵循如下處理原則:1)處理總準則是以低壓灌漿和封縫膠修補為主，碳纖維補強封縫為輔，同時對個別滲漏情況進行處理。2)對于寬度不同的隧道裂縫應采取相應的處理方案，整治過程中拱部裂縫的修補是重點。3)在選擇封縫材料時應保證科學、合理，以免充填物在修補裂縫后對混凝土耐各類性能造成損害。4)在處理隧道裂縫時應選取可靠、成熟的施工工藝與技術，確保施工過程簡單而富有實效。

3 隧道裂縫處理方案

3.1 采用化學灌縫處理寬度為0.3 mm～2.0 mm的隧道裂縫

1)對裂縫表面進行清理，采用壓縮空氣(干燥無油)對裂縫內部積存的浮渣以及粉塵予以清除。2)在裂縫兩側區域，采用封口膠將注射筒底座粘結固定于混凝土表層(注射筒底座之間的距離參考表1)，并沿裂縫全長實施修補方案。3)封口膠完全固化后開始實施注膠操作。4)在裂縫腔內注入粘度較低的裂縫修補膠液，所用工具為專用注射器，注射過程中應保持較低壓力。5)注射完成后，等待裂縫內部膠液固化，然后將注射筒撤下并將底座卸掉，若實際情況需要可考慮使用砂輪將混凝土的表層磨平。6)修補完成后應做好相應的養護措施，并取塑料薄膜覆蓋保護。

表1 不同寬度裂縫的注射筒底座間距 mm

3.2 交叉與寬度超過2.0 mm裂縫的加固處理

采用化學灌縫聯合碳纖維粘貼加固方案處理交叉裂縫或者寬度超過2.0 mm的隧道裂縫，具體如下:1)處理混凝土表層:首先應徹底清除松動部分以及襯砌裝修層并進行打磨，保證表面平整度不低于5 mm/m2，并使用找平膠進行修補;如果需要補強的混凝土伴有滲漏或者裂縫，則應首先處理滲漏或裂縫，再行補強處理。處理完成后應使用酒精或者丙酮擦拭混凝土表層，使其保持干凈、干燥。2)底膠涂刷。a.在容器中放入不同比例的固化膠和主劑并攪拌均勻，在確定用量時應參考現場實際氣溫，同時應對使用時間予以嚴格控制，必須在膠適用期內完成配置完好的膠液。b.在混凝土構件表層使用毛刷或者滾筒刷均勻涂抹底膠，厚度應低于0.4 mm，涂抹過程中不可出現氣泡、流淌或者漏刷等問題。通常情況下膠體會在2 h后固化，然后開始下一道工序。3)通過整平膠料找平。a.若混凝土表面存在凹陷，則應將其刮嵌并修補填平，使用整平膠料對存在高度差部分進行填補;b.處理轉角。應通過整平膠料的修補效果使其成為光滑圓弧，并保證其半徑超出20 mm;c.整平膠料通常會在2 h后固化，然后開始后續施工。4)根據施工用料與構造、施工溫度需求進行相關施工，并嚴格工程驗收。

3.3 直接采用封縫處理寬度低于0.3 mm的隧道裂縫

1)在混凝土表層使用鋼絲刷做打毛處理，將表面附著物徹底清除。2)在混凝土表層充填環氧樹脂漿，通過裂縫毛細作用對修補膠液進行吸收，以實現封閉裂縫的目的。環氧樹脂漿灌漿材料性能見表2。3)在混凝土表層涂覆修補材料，確保與原結構的表層保持平整。

3.4 對于點、線型滲漏選擇引水處理

1)清洗表面。采用高壓水來清洗、清理隧道整體表層，使隧道裂縫充分、清晰地暴露，為后續施工創造前提。

2)鑿槽。沿著施工縫騎縫或者滲漏裂縫鑿出一個梯形槽，根據滲漏液體流量來決定鑿槽的深度與寬度，通常情況下槽的底部寬度、深度和槽口寬度分別為6 cm，10 cm，10 cm;鑿槽應向人行道面下部延伸，并深入25 cm，滲漏液體在此情況下能夠被有效排出，且不會受到毛細管效應影響，以免滲漏水沿抹面砂漿向水溝蓋板上方攀升。

表2 環氧樹脂漿灌漿材料性能

3)引水空腔。參考現場實際情況來選擇拉引水空腔或者進行專用引水管材的埋設，以此將各滲漏點以及滲漏裂縫與主引水道連接為一個整體，滲漏液體從環形裂縫兩端引入排水溝。

4)封縫。對槽內混凝土表面進行嚴格清洗，并以此為基礎采用半圓形PVC管將槽中施工縫蓋住，再以堵漏寶將兩邊封堵密實;同時將PVC管良好固定，確保兩邊空隙被嚴密封堵。

5)柔性防水用材的嵌涂。封縫工作完成后將遇水膨脹的嵌縫膠嵌上，保證已封堵的裂縫不會因熱脹冷縮形變而再度開裂，達到永久防水的滿意效果。

6)取堵漏寶壓在嵌縫膠外，然后封閉并壓實抹平，提高封堵裂縫表層的防滲能力。

7)后期養護。修補封堵處理工作完成后7 d內應由專人負責噴灑霧化水，確保合理養護。

4 結語

隧道裂縫出現的原因繁多而且復雜，涉及到多個方面的不同因素，而隧道裂縫的修補處理工作則具有很強的綜合性，其施工工藝各有不同，施工技術人員必須參考現場隧道實際情況來選擇合理的修補施工方案。在這其中，新型材料的使用與成熟工藝的把握是修補的關鍵。本文在此對隧道裂縫的形成與處理施工技術展開分析，希望有所幫助。

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