新建隧道混凝土裂缝处理技术.pdf

第 4 5卷第 2期 2 0 1 4年 2月 Vo 1 ． 4 5 No ． 2 F e b ．2 0 1 4 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o g y 新建隧道混凝土裂缝处理技术 沈碧伟 ( 浙江省隧道工程公司， 3 1 0 0 3 0 ， 杭州) 摘要：温州某新建隧道的顶拱拆模后发现有5 条辐射状裂缝。经分析，该裂缝为机械外力所致的静止裂 缝 ， 通过采用灌注改性环氧树脂、 粘贴碳纤维布的方法对裂缝处混凝土进行了加固处理 ， 较好修复了裂缝 ， 为类 似工程提供了参考。 关键词：二次衬砌 ；混凝土； 裂缝； 改性环氧树脂； 碳纤维布； 隧道； 压力灌浆 中图分类号 ： T U 7 5 5 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 0 — 4 7 2 6 ( 2 0 1 4 ) 0 2 一 O l 6 7 — 0 3 P ROCES S I NG T EC HNI QUE OF CONC RE TE CRACK ON N EWL Y B UI L T T U NN EL SHEN Bi - wei T u n n e l E n g i n e e r i n g C o mp a n y o f Z h e j i a n g P r o v i n c e ， 3 1 0 0 3 0 ，Ha n g z h o u ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：Fi v e p i e c e s o f s p o k e wi s e c r a c k s a r e d e t e c t e d o n t h e v a u l t o f a ne wl y b u i l t t u n n e l i n W e n z h o u ． Af t e r a n a l y s i s ， i t i s f o u n d t h a t t h e s e a r e s t a t i c c r a c k s c a u s e d b y e x t e r n a l me c h a n i c a l f o r c e ， S O t he c o n c r e t e a t c r a c ks a r e r e i n f o r c e d b y fi l l i n g wi t h mo d i fie d e p o x y a n d p a s t i n g wi t h c a r b o n c l o t h ． C r a c k s a r e s u c c e s s f u l l y r e p a i r e d ，p r o v i d i n g r e f e r e n c e s f o r s i m i l a r p r o j e c t s ． Ke y wo r d s ：s e c o n d a r y l i n i n g；c o n c r e t e；c r a c k； mo d i f i e d e p o x y；c a r b o n c l o t h； t u n n e l ； p r e s s u r e g r o u t i n g 1 工程概况 2 裂缝成因分析 某新建隧道位于温州市城区，隧道全长4 0 0 m， 净 跨度为7 m， 二次衬砌为C 3 0 素混凝土。 采用全截面台车 模筑衬砌，用输送泵泵送入模，附着式振动器振捣密 实。 本质量事故段混凝土养护时间为3 6 h ， 根据《 公路隧 道施工技术规范》 ( J T G F 6 0 - - - 2 0 0 9 ) Ⅲ ，二次衬砌混凝 土强度达2 ．5 M P a ~ ,-J" 可拆模， 本施工段同条件养护试件 强度为3 ． 8 M P a ，拆模后经检查发现顶拱有5 条辐射状 裂缝， 长度为2 ～ 4 in ， 缝宽为0 ． 1 — 1 ．0 m m( 图1 ) 。 钻孔 取芯 图 1 裂缝实际情况 项目部联系质监站、 建设单位、 设计单位和监理共 同处理此质量事故。 收稿 日期 ： 2 0 1 3 — 1 2 — 2 6 作者简介 ：沈碧伟( 1 9 8 7 一 ) ， 男， 浙江仙居人， 硕士， 主要研究方向为隧 道工程施工． e — m a il ： s h e n b i w e i @1 6 3 ． c o m ． 根据现场施工人员的记录并经集体讨论，发现裂 缝成 因如下 ： 在施工中， 每施工下一循环时均搭接上一 组衬砌混凝土1 0 c m， 台车的调试均采用手动千斤顶装 置， 操作人员调试台车搭接衬砌， 在调整竖向衬砌中线 及拱部高程时， 竖向千斤顶行程控制不好， 衬砌接头顶 拱处受力较大， 混凝土的拉应力超过设计值， 形成不规 N／J [, 力作用产生的裂缝。 项目部对裂缝观测了一个月，裂缝长度和宽度均 未再变化，因此判断该裂缝为静止裂缝。混凝土浇筑 4 0 d 后用回弹法现场检测混凝土抗压强度， 其平均值为 4 7 ．7 M P a ， 最小值为3 7 ．3 M P a ， 满足设计要求。 在裂缝处 现场取芯共3 处( 图1 ) ， 芯样平均长度为3 0 c m， 顶拱混 凝土厚度满足要求。 综上所述 ， 该裂缝为机械外力所致的静止裂缝。 3 处理裂缝方法 为确保工程的长期使用效果，根据质监站、建设 方、 设计方、 总监方的现场检查意见， 施工方拟对上述 裂缝部位进行加固处理。 根据现场情况 。 综合考虑造价 、 工期等因素， 施工 方拟采用灌注改性环氧树脂、粘贴碳纤维布的方法对 裂缝处混凝土进行加固处理，以确保该段衬砌混凝土 强度超过C 3 0 混凝土强度。 1 6 8 建筑技术 第 4 5 卷第 2 期 4 裂缝 处理技术 4 ． 1 压力灌浆 压力灌浆的工艺流程为：裂缝处理一埋设灌浆 嘴一封缝 密封检查一配制浆液一灌浆一封口结束一 检查。 ( 1 )裂缝处理。用钢丝刷等工具清除裂缝表面的 灰尘、 石灰及浮渣等污物； 再用毛刷蘸甲苯及酒精等有 机溶液，把裂缝两侧2 O ～ 3 0 m m 处擦洗干净并保持干 燥 。 ( 2 )埋设灌浆嘴。在裂缝交叉处、 端部 裂缝等每 隔2 0 c m 均埋设灌浆嘴， 每条裂缝上须有进浆嘴 、 出浆 嘴。埋设时， 先在灌浆嘴的底盘抹1 层厚约1 m n q 的改}生 环氧树脂封口胶，将灌浆嘴的进浆孔骑缝粘贴在预定 位置上。 ( 3 )封缝。采用封 口胶封缝，先在裂缝两侧宽 2 5 m m 涂1 层环氧树脂基液 ， 后抹1 层厚1 m m 、 宽2 5 m m 的封口胶。封口胶应刮平整， 以保证密封可靠。 ( 4 )密封检查。 裂缝封闭后进行压气试漏， 检查密 闭效果。 ( 5 )改性环氧树脂灌缝胶( A B 树脂) 的配制方法 为： 配合~ b A ：B = 4 ： I ， 先将A ， B 两组分别搅拌均匀， 然后 按比例将其倒入容器内用玻璃棒搅拌均匀即可。每次 配料不宜过多， 随配随用。 ( 6 )压力灌浆器的使用方法为打开灌浆器连接接 头， 取出套筒中的内囊 ， 将配置好的灌缝胶( 表1 ) 倒入 内囊，然后将其与连接接头拧紧后整体放回套筒内并 拧紧，最后将灌浆器安装在底座上，松开拉杆开始灌 浆 ， 直至灌满。 表1 改性环氧树脂灌缝胶的主要性能指标 性能 指标要求 抗压强度／ M P a 6 5 抗拉强度／ M P a 3 0 正拉粘结强度／ M P a 1>2 ． 5 且 的1 ． 2 倍 注 为被维修混凝土抗拉强度标准值。 ( 7 )灌浆。 灌浆时由一端向前推进， 首先从A 点进 行灌浆， 当B 点开始冒浆后， 取下A 点的压力灌浆器， 并 迅速在底座上安装封堵， 然后再从B 点进行灌浆， 依此 类推 ， 逐步向前施工( 图2 ) 。 ( 8 )待缝内浆液达到终凝后， 拆下灌浆嘴， 再用封 口胶把灌浆嘴处抹平封口。 4 ． 2 粘贴碳纤维布 材料、 机具准备。Ⅱ级碳纤维布及其配套树脂、 磨 图2 压力灌浆示意 光机、 强力吹风机、 专用滚筒、 壁纸刀、 电闸箱。 拟采用碳纤维布、 找平胶、 粘贴胶性能应满足如表 2 ～ 4 所示。 表2 碳纤维布主要性能指标 性能 指标要求 抗拉强度标准值／ M P a ≥3 0 0 O 弹性模量／ MP a ≥2 ． 1 x 1 0 延伸率／ ％ ≥1 ．5 重量／ ( g ／ m ) 3 o o 理论厚度／ m m 0 ． 1 6 7 表3 找平胶的主要性能指标 性能 指标要求 拉伸强度／ M P a ≥3 0 正拉粘结强度／ M P a ≥2 ． 5 且 的1 ．2 倍 表4 粘贴胶的主要性能指标 性能 指标 要求 拉伸剪切强度／ M P a ≥1 O 抗拉强度／ M P a ≥ 4 0 抗弯强)~／ M P a ≥5 0 弹性模量／ MP a ≥l 5 o 0 正拉粘结强度／ MP a i>2 ． 5 且 的1 ． 2 倍 碳纤维布具有强度高、 弹}生 模量高、 重量轻及耐腐 蚀眭好等特点， 常用于混凝土加固工程。 碳纤维布加固 法可在不改变钢筋混凝土构件截面尺寸的情况下， 大 幅提高构件的承载力。 碳纤维布工艺流程为：施工准备一表面处理一涂 刷底层树脂及找平处理一粘贴碳纤维布。 4 ． 2 ． 1 施工准备 对所用的碳纤维布，配套树脂及机具等做好施工 前的准备工作。 4 ． 2 ． 2 表 面处理 被加固构件的混凝土表面用磨光机打磨平整。 2 0 1 4 年 2 月 沈碧伟：新建隧道混凝土裂缝处理技术 1 6 9 4 ． 2 ． 3 涂刷底层树脂及找平处理 按工艺流程配置找平材料，采用滚筒刷将底层树 脂均匀涂抹于混凝土表面，在底层树脂表面手触 f燥 后， 对混凝土表面凹陷部位用找平材料填补平整， 在找 平材料表面手触干燥后， 尽快粘贴碳纤维布。 4 ． 2 ． 4 粘贴碳纤维布 按设计要求尺寸裁剪碳纤维布，按工艺流程配制 浸渍树脂， 并均匀涂抹于粘贴部位 ， 将碳纤维布用手轻 压贴于粘贴位置，用滚筒顺纤维方向多次滚压并挤出 气泡， 使浸渍树脂充分浸透碳纤维布。 粘贴完毕应在碳 纤维布表面均匀涂抹浸渍树脂。在滚压时不得损伤碳 纤维布。 4 ． 3 检验及验收 ( 1 )碳纤维布粘贴两层，实际粘贴面积不应小于 设计面积， 位置偏差不应大于1 0 m ill ( 图3 ) 。 图 3 完工效 果图 ( 2 )用小锤敲击或用手压碳纤维布表面，检查总 有效粘贴面积 ，此项不能低于9 5 ％，空鼓面积小于1 O c m x l O c m H # 用针管注胶处理 ， 大于1 0 c m x l O c m 时将空 鼓部位的碳纤维布切除，重新搭接贴上等量的碳纤维 布， 搭接长度不小于1 5 0 m m。 ( 3 )将6 块同条件养护的龄期超过3 0 d 的C 3 0 混凝 土试件劈裂， 用跟上述一致的灌缝胶将试件重新粘合。 该组试件经单轴压缩试验结果显示，在混凝土压碎的 情况下， 重新粘合的裂缝未发生破坏。 5 结语 本次事故处理， 积累了一定的经验， 获得了如下可 供参考的经验。 ( 1 )质量事故发生后， 施工人员要勤观测， 把每天 的数据情况认真记录在册，同时配合拍照录像等辅助 措施， 项 目部技术负责人负责分析统计。 ( 2 )设计单位要对加固后的结构进行重新验算， 确定加固方案的可行陛。 ( 3 )处理过程要严格按规范及材料的使用要求进 行； 加固处理后要做同条件养护试件的单轴压缩试验， 以确保加固效果。 参考文献 【 1 】 J T J o 4 2 —1 9 9 4 ， 公路隧道施工技术规范[ s 】 ． 【 2 】 G B 5 0 0 1 0 - - - 2 0 1 0 ， 混凝土结构设计规范[ s 】 ． 【 3 ] D G 门 叮 O 8 —O 1 2 —2 0 o 2 ， 纤维增强复合材料加固混凝土结构技术规 程[ S 】 ． I 4 ] C E C S 2 5 ： 9 0 ， 混凝土结构加固技术规范 [ s 1 ． [ 5 ] G B 5 0 0 0 9 --2 0 0 1 ， 建筑结构荷载规范【 s 】 ． [ 6 ] 高会晓， 宁喜亮， 丁一宁． 核电站大体积混凝土早龄期裂缝的影响因 素[ J ] ． 建筑技术， 2 0 1 3 ， 4 4 ( 5 ) ： 3 9 4 — 3 9 8 ． 第一届全国建筑新技术与应用交流研讨会征稿通知 为深入贯彻《 国家“ 十二五” 科学和技术发展规划》 和《 建筑业“ 十二五” 发展规划》 ， 及时总结与推广新的 建筑技术应用，促进我 国建筑技术 的进步与行业整体 ． 水平 的提高 ， 由中国建筑业协会主导， 建筑技术分会和 中国建筑科学研究院共 同主办的 “ 第一届全 国建筑新 技术 与应用 交流研讨会”将于 2 0 1 4年召开， 《 建 筑技 术》 将作为此次会议 的特邀支持媒体 。 现面向全国建筑工程研究、 设计、 勘察、 施工、 监 理、 检测及高校等单位征集工程项目中的建筑新技术、 新材料、 新方法、 新工艺应用论文。论文将在适当时候 以《 建筑技术》 增刊形式发表， 特别优秀的论文将有机 会刊载在《 建筑技术》 正刊。优秀工程与项目的论文将 以报告形式在研讨会上做主题发言或现场交流。 论文内容方向： ( 1 ) 钢结构设计、 施工、 安装新技 术； ( 2 ) 基础及地下空间施工技术； ( 3 ) 建筑工业化新技 术； ( 4 ) 大型设备整体安装及新型模板与脚手架应用技 术； ( 5 ) 特殊施工过程中的监测与控制技术； ( 6 ) 建筑企 业管理信息化及 B I M技术应用； ( 7 )既有建筑改造新 技术； ( 8 ) 超高超限等复杂建筑施工技术； ( 9 ) 标准规范 执行中的修正做法。 研讨会会议 时间另行通知。 投稿请发至邮箱 ： j z j s t o u g a o @1 2 6 ． c o m j i s h u f e n l mi @1 2 6 ． c o m ( 邮件主题请注明“ 第一届研讨会投稿” )