某隧道W鋼帶加固襯砌結構施工技術

蒲德純 （中鐵十六局集團第三工程公司，浙江 湖州 313000）

1 工程概述

1.1 隧道概況

某隧道于1997年建成通車，是高速公路上的一座分離式雙洞長隧道，隧道凈寬10.25m，隧道平面線形為直線，左右線縱坡均為-2.68%。隧道左洞長2014m，右洞長2036m。隧道穿越的圍巖以Ⅳ類、Ⅴ類為主。隧道防水采用以堵（防）為主，堵排結合的防水措施，采用復合式橡膠防水板及彈簧盲溝導水管相結合，將防水板背后的圍巖裂隙水通過縱環向彈簧盲溝導水管將水引至洞內排水側溝。隧道為復合式襯砌。隧道邊墻采用瓷磚飾面，隧道縱向通風采用射流風機，水泥混凝土路面。

1.2 主要缺陷

拱腰二襯厚度局部不合格，欠厚范圍為-1cm～-15cm；

拱頂襯砌厚度不合格位置較多，欠厚范圍為-1cm～-22cm；

邊墻襯砌厚度均滿足設計要求。

2 加固思路及加固施工范圍

2.1 加固思路

①襯砌加固盡可能保持原結構的完整性。

②通過襯砌加固，提高襯砌結構的承載能力。

2.2 加固施工范圍

本次加固范圍為襯砌厚度不足地段，只對邊墻以上范圍進行加固。采用粘貼幅寬250mm，鋼材厚度5mm的W鋼帶，對于襯砌厚度小于20cm兩環鋼帶間距為70cm進行加固，對于襯砌厚度大于20cm兩環鋼帶間距為90 cm進行加固。具體加固布置見圖1所示。

圖1 W鋼帶加固立面布置圖

3 加固施工主要材料

3.1 W型鋼帶

采用粘貼幅寬250mm，鋼材厚度5mm的W鋼帶。W鋼帶斷面見圖2。

圖2 W鋼帶斷面圖

3.2 膠體材料

W鋼帶用膠體材料基本性能指標，抗拉強度≥30MPa；抗壓強度≥65MPa；抗彎強度≥45MPa，且不得呈脆性破壞；與混凝土的正拉黏結強度≥2.5MPa，且混凝土為內聚破壞。

錨栓用膠體材料指標，劈裂抗拉強度≥8.5MPa；抗壓強度≥60MPa；與混凝土的正拉黏結強度≥2.5MPa，且混凝土為內聚破壞。

3.3 防腐涂裝材料

W型鋼帶防腐涂裝采用環氧富鋅底漆，灰云鐵氯化橡膠面漆。

4 加固施工作業平臺和交通組織

4.1 加固施工作業平臺

施工作業平臺由工字鋼焊接而成，工作平臺上鋪設竹膠板，側面鋪設防拋網，臺車上設置交通警示標志。作業平臺見圖3。

圖3 施工作業平臺圖

4.2 交通組織

根據運營要求，所加固單洞采取單車道通行的作業方式，施工前需制作施工臺車，車道位于施工臺車下方。

從隧道洞口附近開始設置標志、標牌及錐筒等引導控制車輛通行，并在行車方向進口處設置限高、限寬門架設施，防止超限車輛通行給加固施工帶來危險，如有超限車輛，需改道繞行。

通過隧道的車輛按規定限速通行，加強限寬車輛控制。隧道洞口應設置交通信號燈和警示標志，并安排專人24h值班指揮。臺車上應布置警示燈及反光貼膜等。加固施工人員必須穿帶反光標識的工作裝，并遵守現場交通指揮人員的指揮。夜間施工時，必須設置夜間警示信號設施，必要時應與交警部門配合實施。

5 加固施工控制要點

5.1 襯砌表面及W鋼帶粘貼面的處理

在粘貼鋼帶位置進行襯砌基面處理，按W鋼帶每環間距70cm（90cm）放樣，清除襯砌表面防火砂漿，用砂輪機打磨，將混凝土表面清理干凈并保持干燥。

W鋼帶斷面尺寸表

鋼帶粘結面用除銹機打磨直至露出金屬光澤，打磨紋路應與鋼帶受力方向垂直，鋼帶粘結面應有一定的粗糙度，用脫脂棉沾丙酮將鋼帶表面擦拭干凈。

5.2 鉆孔植埋錨栓

在隧道邊墻以上加固部位，放出需植栓的位置，必要時測試查明混凝土中鋼筋布置，應避免鉆孔時碰及鋼筋。采用手提式沖擊鉆頭進行鉆孔。成孔后應清理干凈，保持干燥。植埋錨栓見圖4。

5.3 安裝鋼帶

將W鋼帶固定在錨栓上，鋼帶與混凝土之間隔放置3mm左右厚的鋼墊片，保證鋼帶與混凝土表面的間隙，確保灌注膠層有足夠的厚度，避免局部脫空、缺膠。W鋼帶長分為4m、6m兩種規格，接頭采用平口焊接連接，接頭鋼帶與原加固W鋼帶之間用用錨栓固定，并用粘鋼膠粘結。鋼帶接頭見圖5。

5.4 封邊

在鋼帶邊緣設置注入孔，將注膠嘴粘結在鋼帶的注入孔上，注入孔間距宜為2～3m，即是注入孔，又可兼做排氣孔，排氣時安裝排氣管，然后用鋼帶封邊膠封閉鋼帶邊緣，封邊要密實連續，不得間斷漏氣，封邊入鋼帶不大于5mm。

圖4 植埋錨栓圖

圖5 鋼帶接頭圖

5.5 灌注

W鋼帶灌膠之前先通氣試壓，檢查密閉效果。試壓時在封閉的封邊膠及注漿嘴周圍涂上肥皂水，從灌膠嘴通入壓縮空氣，凡漏氣處修補密封至不漏氣為止。注膠器壓力控制在0.1～0.3MPa，壓力保持穩定，當排氣孔出現膠體溢出時停止加壓，用鋼帶封邊膠堵孔，再以較低壓力維持10min之后結束注膠。在灌注過程中，用橡皮錘敲打鋼帶來檢查是否灌注密實。注膠結束后，采取靜置養護方式進行養護，在此期間，禁止擾動鋼帶。

5.6 鋼帶表面防腐處理

鋼帶粘貼達到固化后，現場檢查粘貼效果，滿足要求就可切除之前埋置的注膠嘴和排氣管，并清除鋼帶表面雜物。對安裝過程中造成的底漆破損進行補漆，再在鋼帶外露面涂刷面漆4道。

6 結語

采用W鋼帶對隧道襯砌結構加固，施工簡便，工藝成熟，施工進度快，安全度高，成本低。加固時對隧道襯砌結構整體性影響小，W鋼帶的剛度比鋼板大，而且不侵入限界，外觀整齊一致。利用W鋼帶對隧道襯砌結構的加固，可提高隧道襯砌結構抗彎承載能力，以抵抗隧道襯砌厚度不足時受彎拉變形發生的開裂變形破壞，增強拱形結構的整體受力性能。加固后業主組織驗收，一致認為加固滿足設計和使用要求，加固效果良好。