大断面公路隧道衬砌裂缝处治技术.pdf

文章编号:():./.大断面公路隧道衬砌裂缝处治技术朱国领(辽宁大通公路工程有限公司 沈阳市)摘 要:为解决公路隧道衬砌裂缝处治问题以昆明绕城高速公路东南段杨林隧道进口右线为依托通过对滇中地区软岩大断面公路隧道衬砌裂缝位置及特点进行研究分析制定了针对性的处治措施同时采取应力消散、灌封修补、粘贴纤维复合材料等加固措施有效控制了衬砌裂缝的发展 研究结果可为同类型隧道衬砌裂缝处治提供参考 关键词:公路隧道衬砌裂缝处治方案加固措施中图分类号:.文献标识码:引言公路隧道二次衬砌是通车运营的安全保障 二衬一旦产生裂缝会影响后期安全运营需采取相应的补强措施加强裂缝位置混凝土的抗拉、抗压、抗剪强度 工程概况昆明绕城高速公路东南段杨林隧道位于昆明市嵩明县杨林镇甸头村是绕城高速控制性工程为双线分离式双向六车道公路隧道设计速度/左线 起 讫 桩 号 全 长右线起讫桩号 全长属特长隧道 隧道行车道宽 .行车道净高 主洞采用拱部 侧墙.的三心圆衬砌段面内轮廓净空宽度.净空高度.紧急停车带采用拱部.侧墙.的三心圆衬砌断面内轮廓净空宽度.净空高度.正洞净宽.净空面积.净空周长 杨林隧道左幅 、右幅 洞身段岩溶发育以垂直方向为主地表表现为落水洞、石芽以及垂直溶隙等 在岩溶发育区风化裂隙发育风化岩层较为破碎落水洞附近伴有岩溶塌陷现象裂隙水和岩溶水极为丰富 衬砌开裂情况右幅 为紧急停车带右幅 为紧急停车带封端其中 围岩主要由页岩和泥质砂岩组成软弱夹层发育围岩破碎潮湿拱部和拱腰围岩掉块严重 初支由 调整为 衬砌类型拱架由 钢架调整为 拱架间距/榀 喷射混凝土厚度由 加厚至 二衬浇筑时间为 年 月 年 月三方检测单位检测数据显示 二衬厚度 (设计).段 二衬封堵墙厚度(设计)厚度均符合设计要求混凝土 实测强度值.、.符合设计及规范要求 年 月发现 出现裂缝 端头二衬裂缝为剪切裂缝 裂缝位于线路中心偏左侧裂缝在封端头表面呈左侧至拱顶略向下倾斜状裂缝外露长度 沿二衬表面从 处开始向小里程开裂(终止于风机预埋件预留槽位置 )沿纵向长度.此外还有三条环向裂缝和一条纵向裂缝处治平面图见图 处治方案及措施根据现场观察上述二衬裂缝发展基本趋于稳定 具体处治原则如下:在裂缝及周边范围打设中空注浆锚杆修补裂缝再于裂缝位置黏贴双层纤维复合材料 年 第 期 北方交通图 裂缝处治平面图.锚杆施工()锚 杆 加 固 中 锚 杆 长 度.采 用 中空注浆锚杆.梅花形布置 锚杆钻孔直径 锚杆沿隧道衬砌表面径向布设详见图()锚杆尾端设垫板紧贴衬砌表面垫板尺寸 (长 宽 厚)并应施加不小于 的锚固力 锚杆抗拔力不小于 锚杆尾端采用改性环氧树脂防水砂浆封闭沿锚杆周围封闭范围及封闭厚度不小于 封锚后锚杆尾端突出衬砌表面不大于()锚杆施工前应先清除表面剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化部分及附着物表面应平整、干燥、清洁()应在检验合格的钻孔中插入装好锚杆头的锚杆安装止浆塞、垫板、螺母 注浆时应注意将眼孔中的气体排出确保浆液注满孔体 水泥浆水灰比控制在.:注浆压力控制在.()锚杆注浆量需采用有效措施进行记录做好监督并在下一步工序开始前检查各项数据、性能、质量.裂缝处治()该处治适用于衬砌表面裂缝和加宽带与主洞封堵墙裂缝()处治裂缝前应对缝口表面进行处理使表面平顺、干燥、无附着物处理范围沿裂缝封闭胶封闭宽度沿裂缝两侧宽度不应小于()对于宽度在.以下的裂缝:采用表面封闭法处治封闭材料采用粘度低、渗透性良好的裂缝封闭胶封闭宽度沿裂缝两侧宽度不应小于 涂刮裂缝封闭胶后应完全覆盖缝口处理范围涂胶不少于 次直至封闭裂缝通道()对于宽度大于.的裂缝:采用注射法处治注浆材料采用低粘度、可注性好的改性环氧树脂类胶液 注浆孔沿裂缝走向采用骑缝或斜缝布置孔间距 注射压力.施工过程中宜采用低压慢注方式可根据工程实际情况适当调节注胶压力 环向、斜向裂缝注浆应自上而下进行进胶速度小于./后再继续灌注 后停止()裂缝宽度小于.时采用环氧胶泥进行裂缝表面封闭 缝口表面应封闭均匀、粘结牢固、不漏气然后再进行注胶()裂缝宽度不小于.时应开槽填充后再进行注胶开槽槽型宜为倒梯形深度和宽度分别北方交通 年 第 期为 和填充材料改为聚合物改性水泥砂浆 填充封闭时槽内应清理干净填充密实并在填充材料达到要求后进行注胶.纤维复合材料施工()纤维复合材料采用条带状黏贴方式幅宽布设范围延伸至裂缝外 避开锚杆位置详见图 图 裂缝处治效果图()黏贴纤维复合材料施工前应对二次衬砌基面进行处理清除衬砌表面剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化部分及其附着物表面平整、干燥、清洁()黏贴纤维复合材料加固由衬砌表面向外依次为底胶、不平整修复层、结构胶、纤维复合材料、防火层并应符合以下规定:()条状黏贴纤维径向与裂缝方向垂直()沿纤维受力方向搭接不应小于 搭接应避免设置在衬砌开裂部位()底胶应涂抹均匀不得漏刷、流淌或有气泡 胶面应保持平整有毛刺时打磨平顺并补胶底胶涂刷完毕静置固化不触变后再进行下一步工序()纤维复合材料黏贴沿纤维方向滚压使胶液充分浸渍纤维复合材料均匀压实无气泡 黏贴第二层纤维复合材料时应待上层指触干燥后及时黏贴下一层 两层纤维复合材料搭接位置不应在同一截面每层搭接位置净距大于 黏贴结束后按设计要求涂刷防火涂料()黏贴纤维复合材料宜在环境温度 混凝土表面含水率低于 的条件下进行()黏贴纤维复合材料加固施工质量控制应符合以下要求:()黏贴纤维复合材料加固施工质量控制实测数据应符合表 要求表 黏贴纤维复合材料加固施工质量控制表控制项目规定值或允许偏差控制措施基面处理后平整度/尺量黏贴位置偏差/尺量或全站仪定位黏贴数量(条数、层数)设计值现场量测总有效黏贴面积总面积的 敲击法检查与 混凝土的正拉粘结强度/.(混凝土内聚破坏)粘结强度试验检查 注:衬砌混凝土实测强度 时正拉粘结强度.实测强度介于 以线性差值法确定其合格标准()纤维复合材料应无折痕搭接长度应满足设计要求胶体浸渍应饱满表面无气泡、翘边 施工质量控制要点()采用注射法时应在裂缝封闭固化后进行压气试验并符合下列规定:()试验前应沿裂缝涂一层肥皂水再从注胶嘴压入空气()注胶嘴中气压达到.部分注胶嘴仍不通气时应重新埋设注胶嘴并缩短其间距()采用注射法施工修复胶达到固化期时应钻取芯样进行检验()取样数量应按裂缝注射分区确定每区不少于 个芯样()芯样应骑缝钻取应尽量避开内部钢筋()芯样直径不应小于()取芯造成的孔洞应采取高于原衬砌混凝土 个强度等级的细石混凝土填实()芯样检测应采用劈裂抗拉强度测定方法沿裂缝方向施加的劈力其破坏应发生在混凝土内部裂缝修补界面破坏面积不大于破坏总面积的劈裂抗拉强度测定方法按照现行混凝土结构加固设计规范()执行 结论文章以昆明绕城高速公路东南段杨林隧道进口右线工程为依托对该工程概况处治衬砌裂缝的原则、措施、施工控制要点等方面进行分析总结得出以下结论及建议:()针对剪切裂缝采取应力分散措施中空注浆锚杆梅花形布置并注浆可有效分散应力减少应力集中避免再次偏压剪切()宽度不同的裂缝处治方法不同 主要方法有:表面封闭法、注射法、裂缝表面封闭注胶法、开 年 第 期 朱国领:大断面公路隧道衬砌裂缝处治技术槽封闭注胶法()纤维复合材料具有良好的受力性能 施工中控制好主要项目可增强裂缝位置混凝土抗压、抗拉、抗剪强度为通车运营提供安全保障参考文献 杨会军.复杂条件下隧道围岩变形特征.铁道工程学报():.高艳花.软弱围岩隧道大变形系统控制技术研究.铁道建筑技术():.雷可.裂隙岩体深埋隧道大变形控制研究.北京:北京交通大学.游涛张涛李树生等.杨给隧道地表开裂及洞内初期支护下沉开裂处治技术.建筑技术():.杨意.滇中红层软岩隧洞变形特征及合理支护体系研究.成都:西南交通大学.刘建丰.浅谈铁路客运专线隧道衬砌质量缺陷处理施工技术.铁道建筑技术():.王海亮.隧道衬砌施工缝质量缺陷分析及预控措施.铁道建筑技术():.(.).(上接第 页).:.北方交通 年 第 期