淺談隧道水泥混凝土路面裂縫處治施工技術

中鐵隧道集團四處有限公司 南寧 530000

摘要：針對某高速公路隧道通車運營后，水泥混凝土路面出現開裂、板角斷裂、板底脫空、錯臺等病害。本文以該隧道水泥混凝土路面裂縫處治施工為背景，詳細介紹了以注漿充填固結基底為主，加鋪瀝青混凝土的水泥混凝土路面裂縫處治施工技術，對類似工程有一定的參考價值。

關鍵詞：隧道；路面；裂縫；處治；技術

1 前言

水泥混凝土路面作為一種高級路面，因其剛度大、強度高、經久耐用等特點，在高速公路特長隧道路面中得到廣泛應用。因施工及設計缺陷引起路面開裂等病害，對路面結構性能和行車舒適、安全性影響較大。在封道施工時間有限，如何保證病害處治質量和快速處治是施工的重點和難點。

2 工程簡介

某高速公路特長隧道通車運營約3年后，其水泥混凝土路面出現開裂、板角斷裂、板底脫空等病害，需進行病害處治。原路面結構層為：26㎝水泥混凝土面層+（12～24）㎝C20水泥混凝土基層+8㎝C15無砂混凝土；下部為C15片石混凝土仰拱回填及仰拱。

3 現場病害調查及原因分析

進場處治前對病害進行全面調查。采用落錘式彎沉儀對路面逐板進行彎沉檢測，以檢測接縫傳荷能力和脫空情況，選擇有代表性病害進行鉆芯取樣及室內試驗分析。

3.1現場病害調查

⑴經現場調查病害主要表現為縱向裂縫、破碎板、板角斷裂、錯臺（詳見圖1、圖2），以縱向裂縫為主，多位于縱向接縫0.5～2m處。主車道的嚴重程度高于超車道；超車道的斷板率高于主車道。

圖1縱向裂縫 圖2破碎板

⑵經鉆芯取樣及芯樣試驗分析，面板平均厚度及單點混凝土強度均滿足設計要求，但單點厚度值偏差較大；局部段落仰拱回填層不密實。

⑶經接縫傳荷能力檢測，全路段接縫傳荷能力良好。

⑷經板中彎沉檢測結果顯示彎沉值偏大。經病害與板中彎沉值相關分析表明：板中彎沉值相對偏大的路段，病害一般較為嚴重，具有一定的相關性。

⑸經全線隧道襯砌結構調查表明，襯砌結構無損壞跡象。

3.2原因分析

⑴從隧道襯砌結構無損壞跡象表明，該路面病害不是襯砌結構損壞誘發所致。

⑵局部段落仰拱回填層不密實，在車輛動荷載的反復作用下發生變形蠕變，導致路面結構層產生不均勻沉降，引起板底脫空、錯臺及產生裂縫；面板厚度不均且偏差較大，影響路面結構的應力分布和使用壽命，加劇了病害的發展。

⑶路面拉桿設置不規范，在混凝土伸縮和傳力過程中形成裂縫破壞，造成板角斷裂及錯臺現象。

⑷縱向接縫位于中心排水管上部，結構層相對薄弱，受行車荷載及溫度應力的雙重作用下，部分裂縫逐漸增長、變深，造成中心水管處縱向裂縫突出。

4 方案比選及處治方案

以確保處治質量，不留質量隱患為原則；對于少數目前沒有病害或較輕的相鄰板，同病害板一并處治，做到處治過程中不留孤板。

4.1方案比選

表1 方案組合及對比表

編號方案組合方案說明費用

（萬元）

F1病害挖除修復根據原路面病害類型及嚴重程度進行相應的挖除修復325.4

F2F2-1病害挖除修復+瀝青層罩面病害挖除修復+6㎝改性瀝青砼AC-20C+4㎝改性瀝青砼

AC-13C。756.5

F2-2病害挖除修復+應力吸收層+瀝青層罩面病害挖除修復+SBS改性瀝青同步碎石封層+6㎝改性瀝青

砼AC-20C+4㎝改性瀝青砼AC-13C790.1

F3病害注漿/挖除修復+應力吸收層+瀝青層罩面病害較輕/較重：注漿/挖除或更換病害面板；加鋪SBS改

性瀝青同步碎石封層+6㎝改性瀝青砼AC-20C+4㎝改性

瀝青AC-13C519.9

注：F2、F3方案含全部路面加鋪罩面等費用。

根據工期及經濟比較分析，F1方案對病害路面采取全部挖除新建，其工作量大、施工周期長、成本高，經濟及社會效益差；相對瀝青路面，其平整度和抗滑性能差、噪音大，影響路面的行車舒適和安全，且后續維修養護難度大。F2方案相對F3方案造價較高、工期較長；但加鋪瀝青層后，減小了水泥混凝土面板上的壓應力和面板的荷載作用，可以彌補原水泥混凝土路面較薄弱部位。相對來說，F3經濟合理，且工期較短。

4.2處治方案

病害采取以注漿充填固結為主，處治深度為處治至仰拱上部的回填層；面板破壞及錯臺較嚴重的結合病害程度進行挖除仰拱回填層重新施工或更換面板。

⑴裂縫≤1㎝或板底脫空、錯臺較小、板角斷裂、破碎板較輕：采取注漿加固基底及脫空部分后，對裂縫（<3㎜）采取聚氨酯填充料灌縫和裂縫（3～10㎜）采取瀝青灌縫封堵后鋪貼防裂卷材。

⑵錯臺或裂縫寬>1㎝；單板破碎成3塊及以上的破碎板：先挖除面板，觀測其下承層完整性，沒有破碎松散則對其下承層注漿加固，否則繼續挖除下承層并修復。

5 注漿加固基底試驗段的實施

在規模性處治施工前選擇有代表性的100m進行試驗段施工，以確定采取注漿加固處治基底不密實層及板底脫空的方案是否可行；并總結出最佳施工參數，以指導施工。

5.1準備工作

施工前對試驗段面板進行彎沉檢測；采用地質雷達對排水系統進行檢測定位，鉆孔時避開原排水系統；做好隧道全線加鋪前的凈空檢測。

5.2試驗段施工

⑴鉆孔孔位按3～3.5㎡/根成梅花型布置，鉆孔深度以嵌入仰拱5～10㎝為宜。

⑵鉆孔后采用高壓風及時清除孔內石渣及孔壁淤塞物。

⑶安裝φ80㎜注漿鋼管，鉆8㎜溢漿孔，間距10㎝，尾部30cm不鉆溢漿孔。用純水泥漿密封注漿管與原混凝土接觸面，厚度不小于10㎝。

⑷按照水灰比0.5：1，摻加1.2%聚羧酸減水劑和6%膨脹劑配制漿液。

⑸注漿壓力0.4～0.8MPa，為防止漿液填充排水系統，靠近排水管溝處適當降低注漿壓力。

⑹注漿時加強排水系統的觀察和保護。若被堵塞，切割溝槽按照原設計進行重新安設。

6 效果檢測及對比分析