淺析公路隧道襯砌裂縫檢測和治理對策

聶記良

摘 要：文章以青海省國道569克圖至大通隧道KDSG6項目老營莊隧道工程為例，通過研究隧道常見的襯砌開裂、滲漏水問題，分析病害的主要原因，提出襯砌裂縫病害的常規檢測方法和治理策略，從多維度提供隧道襯砌開裂的解決辦法和實施步驟，為類似工程提供病害處理提供參考借鑒。

關鍵詞：公路隧道 襯砌裂縫 襯砌檢測

隨著社會經濟的持續增長，我國的交通運輸體系在經濟發展中占據著越來越重要的地位，隧道工程建設在其中發揮著很大的作用。公路隧道施工方法多源于施工經驗和工程類比，受技術發展水平限制和地下環境不確定因素的影響，隧道往往出現滲漏水，嚴重時襯砌結構出現開裂，直接關系到隧道施工質量和人員生命財產安全。襯砌裂縫是一種常見的病害，多是因為施工技術不佳、施工工藝不佳、施工材料不佳和專業人員操作水平過低造成的。如果能夠采用合適的檢測方法來判斷病害的影響程度，并尋找科學的對策來解決，那么也就能夠找到合適的方法消除隧道工程中存在的缺陷，從而較好地保證公路隧道通車運營。

1.工程概況

本文主要通過選取青海省國道569克圖至大通隧道KDSG6項目老營莊隧道二次襯砌來對其進行全面研究。隧道全長1205m，隧道二襯高 8.8m，側墻的高度為6.4m，隧道埋深在1.8m～45m之間，隧道初期支護為噴錨和鋼筋網片支護，二次襯砌為C30模筑混凝土。在建設的過程中，出現過包括水害、凍害和不良地質、未按規范要求施工等原因使得隧道的襯砌出現開裂和變形的狀況，甚至局部出現剝落或者疏松。

據統計，隧道開裂發生在個別節段的側墻、頂板。裂縫寬度基本上小于0.2mm，只有小部分裂縫寬度大于0.2mm，整體呈現中間較寬而兩頭較細且長短不一，少量滲水在混凝土裂縫處形成。

2.原因分析

統計發現裂縫多出現在隧道的節段側墻處，呈現不規則形狀，據此分析可以認定該問題主要是由于混凝土配合比不合理導致的非受力變形引起的。少量出現在頂部，經試驗檢測拱頂有空洞，部分襯砌根本沒有達到設計要求中所要求的相關厚度，推斷為施工工藝不規范的同時，由于整個隧道工程的矢跨比較小，而圍巖整體埋置深度大都較淺，二次襯砌在垂直的方向上會面臨較大的圍巖壓力，再加上在設計的過程中也沒有考慮到其他加固、抗滲和抗震的措施，在圍巖排水不暢時，局部水壓力過大應力集中，主體結構在運行的過程中容易出現裂縫。同時，發現在二襯襯砌較厚的位置裂紋多而較薄的裂紋少，據此對比分析判定大體積混凝土水化熱產生的溫度應力和混凝土收縮應力與裂紋的產生有直接影響。

3.裂縫常規檢測方法

檢測方法見表1。

4.隧道裂紋處置對策

4.1 科學暢通的排水系統

施工縫處是常見的滲水和漏水的部位，少量裂縫處有滲水出現。因此，在治理前要根據圍巖內水頭實際情況合理設置YAS排水半管永久排水，在施工過程中為適應整體圍巖表面各種形狀裂縫的要求，避免圍巖泥沙直接進入而造成的堵塞，使得地下水被阻擋到隧道外部，而停留在隧道兩側溝渠內的水會在之后排除出管道外部。

隧道開挖過程中地下水通路被開挖斷面截斷時，隧道排水系統要采取防、堵、截、排相結合，要在隧道開挖線以外設置不小于原通路的排水管，連通截斷的出入水口，必要時在排水管上鉆孔，管的表面抹上一層專業的環氧砂漿，疏導結合，如圖1。

4.2砼配合比優化設計，提高抗滲等級

提高混凝土抗滲性能，通常是摻用引氣型外加劑，改善孔隙結構，堵塞滲透通道，提高混凝土的密實度，也就是自密實混凝土。同時，混凝土的水灰比不宜過大，一般應控制在0.6以下。施工過程中保證混凝土振搗質量，主要是采用插入式振搗棒和二襯臺車上固定的附著式振動器相結合，保證振固密實，過程中連續灌注不間斷，減少施工縫，減少防水薄弱環節。混凝土不能連續澆筑時，在混凝土調度安排上，要保證混凝土拌合后經攪拌站出場到澆筑下層混凝土施工縫的間隔時間，應按以下標準控制：當氣溫<25℃，應≤3h；氣溫>25℃時，應≤2.5h。拆模后，應根據現場氣溫條件及時覆蓋和灑水、噴霧養生，避免因砼表面風干或養護不及時造成收縮烈紋。

4.3 襯砌空洞注漿處置

（1）按要去在拱頂位置每隔3m預留一道PVC注漿口，注漿口位置應突出襯砌內緣4cm～6cm，便于與注漿管連接。特殊地段可在施工縫位置設置環向可維護注漿管，確保襯砌背后混凝土澆筑出現空洞時通過注漿填塞飽滿。

（2）為避免拱背空洞出應力突出，結構開裂破壞滲水，在二襯強度達到設計強度后需及時進行拱背注漿，確保初支、防水板及二襯相互密貼。漿液優先選擇1：1水泥凈漿，回填時注漿壓力維持0.1-0.15MPa。

4.4 裂縫處理

4.4.1 材料

裂縫處理材料優先建筑用環氧樹脂膠黏劑，它具有較強的粘結強度和耐化學性能，，穩定性好、收縮小、機械強度高。環氧樹脂的理想配比：

主要材料為環氧樹脂（膠結材料）、丙酮（稀釋劑）、乙二胺（固化劑）。調配比例為100：17：8，采用人工拌合。

（1）>0.2mm且貫穿有滲水的裂縫處理

①對裂紋進行標記，將混凝土表面水漬清除干凈，用油性筆勾出裂縫走向與長度。

②通過細針孔向裂縫灌注水溶性吸水樹脂。

③待裂縫處砼表面干燥后，用銼刀把裂縫鑿深至8mm，寬至5mm，用配制好的環氧樹脂進行封堵，并同時在裂紋處埋設注漿咀。注漿嘴間距為20cm～40cm，沿著裂紋方向布置。每條裂縫至少應布置2個注漿咀，即有1個進漿孔和1個出氣孔，注漿嘴周圍用樹脂封閉密實。

④待樹脂固化后，應進行封縫效果檢查。方法為沿縫涂一層肥皂水，堵住出氣孔，從壓漿嘴處向縫中吹氣，若有冒泡現象則封閉效果不好，應進行修補確保密封。