老營盤隧道病害整治技術(shù)

陳志強，岳 華

(1.金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑工程學(xué)院，浙江 金華 321000;2.中鐵十六局集團 第四工程有限公司，北京 100010)

1 工程概況

老營盤隧道進口里程K1 746+043.80，出口里程K1 748+851.60，隧道全長2 807.80 m，為雙線預(yù)留電化隧道，隧道建筑限界采用“隧限—2B”。隧道設(shè)雙側(cè)高式排水溝和雙側(cè)電纜槽，碎石道床，復(fù)合式襯砌，進口154 m和出口240 m段拱墻設(shè)CCR911型橡膠防水板，洞身其余段襯砌采用防水混凝土。

2009年6月17日，工務(wù)部門調(diào)查發(fā)現(xiàn)，進洞1 711 m處隧道拱頂襯砌中部有一直徑約10 cm孔洞，孔深為50 cm左右，面積約1.0 m2，該洞周圍混凝土空響嚴重;進洞2 518 m處隧道拱頂襯砌中部有一個50 cm×20 cm孔洞，孔深達2.5 m以上，面積約1.5 m2，該洞周圍混凝土空響嚴重;上行進洞1 450 m處水溝蓋板上15 cm及1 455 m處水溝蓋板上30 cm隧道邊墻上有直徑150 mm的鑄鐵管往外噴水，水流直接沖刷道床，造成2根枕木沖空。

2 病害點及整治措施

根據(jù)病害性質(zhì)和嚴重程度，采取相應(yīng)的工程措施見表1。

2.1 施工縫、裂縫滲漏水及漬水整治

1)灌注AB型樹脂漿。

對寬度≤5 mm的滲漏水施工縫、裂縫采取灌漿堵水措施，具體為:把裂縫兩邊各3 cm寬范圍內(nèi)襯砌表面刷洗干凈，清除松動混凝土塊，沿裂縫間隔20～30 cm貼一處膠帶然后刮涂J-1快干型封縫膠兩道，封縫膠固化后揭除膠帶，安設(shè)灌漿嘴灌注AB型雙組份灌漿樹脂，待樹脂固化后，拆除灌漿嘴并清理表面封縫膠。

表1 老營盤隧道病害整治工程措施概述

2)鑿槽堵漏。

對寬度＞5 mm的滲漏水施工縫和裂縫采取鑿槽堵漏處理，具體方法為:在施工縫和裂縫周圍鑿寬4～6 cm、深5 cm的楔形槽，用清水清洗槽及周圍，將調(diào)和好的“滲克寶”快修堵漏劑填入槽中并稍稍高出，然后用抹刀抹平，并至少保持15 min的濕潤，最后在槽及周圍刮涂“滲克寶”滲透結(jié)晶型防水涂料兩層。對單個漏水點鑿寬4～6 cm、長、深各5 cm的楔形洞，先用“滲克寶”快修堵漏劑填塞，再刮涂“滲克寶”防水劑兩層止水。

3)涂刷滲克寶。

對襯砌漬水區(qū)域采取外涂防水涂料處理，具體方法為:將襯砌漬水區(qū)及周圍清洗干凈，對裂縫及漏水點進行處理，用調(diào)和好的“滲克寶”滲透結(jié)晶型防水涂料刮涂兩層防水?！皾B克寶”滲透結(jié)晶型防水涂料的用量為1.5 kg/m2。

以上施工注意事項:①為保證防水堵漏效果，“滲克寶”快修堵漏劑填塞和“滲克寶”滲透結(jié)晶型防水涂料涂刷應(yīng)從上向下施作。②“滲克寶”快修堵漏劑和“滲克寶”滲透結(jié)晶型防水涂料在施工過程中，應(yīng)避免與皮膚接觸，施工中應(yīng)作好安全防范工作。③對滲漏水嚴重地段除采用本設(shè)計堵漏措施外，應(yīng)“排堵結(jié)合”，每隔20～30 m進行鑿槽埋管引排。

4)鑿槽埋管。

滲漏水嚴重地段應(yīng)進行鑿槽埋管引排水處理。

排水槽一般應(yīng)設(shè)在環(huán)向施工縫處，但可結(jié)合實際漏水情況予以調(diào)整。引排水流統(tǒng)一通過引排管進入隧道內(nèi)側(cè)溝，排出洞外。

起拱線處漏水較嚴重處按本設(shè)計圖埋設(shè)半圓形塑膠管將其引入邊墻排水槽中。將起拱線處鑿槽后用“滲克寶”快修堵漏劑填充和用“滲克寶”滲透結(jié)晶型防水涂料進行防水。

5)注漿堵水

襯砌表面存在大面積滲漏水，需進行襯砌背后注漿堵水。采用風(fēng)鉆鉆孔直接打入鋼管注漿，注漿鋼管采用馬牙扣形注漿管，直徑為42 mm。注漿孔用風(fēng)鉆鉆孔，孔徑為45～50 mm，注漿管的長度根據(jù)既有襯砌的厚度而定，深入巖層30～50 cm。注漿前應(yīng)采用鋼拱架對襯砌進行臨時支護。鉆孔后須清孔，然后埋設(shè)注漿管。埋管前在馬牙扣處纏以沾有鉛油的麻絲，用大錘將鋼管打入孔內(nèi)，使麻絲與孔壁充分擠壓緊密。注漿鋼管管口采用內(nèi)螺絲扣與注漿管路連接，打管時在有絲扣一端須焊接φ6 mm加勁箍以保護絲扣(加勁箍應(yīng)埋入襯砌，以防侵限)，注漿結(jié)束后用塑膠泥將孔口周圍封閉(見圖1)。

圖1 馬牙扣形注漿管示意(單位:cm)

注漿材料采用純水泥漿，水灰比(重量比)1∶1。

注漿施工注意事項:

1)沿隧道軸線分左右逐段壓注，其程序由兩端向中央，由左向右，由低處向高處依次注漿。

2)不得任意停泵，以防堵塞管路。

3)注漿時應(yīng)時刻注意注漿壓力、襯砌變形觀察和儲漿筒的漿液下降情況。若注漿時間較長而不升壓，可能漿液流竄太遠，應(yīng)縮短漿液凝膠時間或停注，若跑漿嚴重，可間歇注漿。

4)注漿期間應(yīng)有專人記錄漿液消耗量，注漿時間及注漿壓力等數(shù)據(jù)。

5)注漿后，應(yīng)設(shè)置檢查孔，檢查注漿效果。

6)注漿前應(yīng)采用鋼拱架進行臨時支護，注漿過程中應(yīng)密切注意襯砌情況，一旦出現(xiàn)變形，應(yīng)立即停止注漿，并采取相應(yīng)措施。

2.2 襯砌背后存在空洞須分層注漿

注漿采用埋管注漿，注漿管采用馬牙扣形注漿管，直徑為42 mm，注漿孔采用風(fēng)鉆鉆孔，孔徑為45～50 mm，注漿管的長度根據(jù)空洞大小而定，鉆孔后須清孔，然后埋設(shè)注漿管。當空洞深度≤40 cm時，一次性填充。當3 m≥空洞深度＞40 cm時，采用分層注漿:2 m以內(nèi)當空洞體積≤1.5 m3時填充水泥砂漿，＞1.5 m3時填充C25細石混凝土;2 m以外填充細砂。當空洞深度 ＞3 m時，根據(jù)工點進行特殊設(shè)計。

分層注漿時，應(yīng)在拱頂設(shè)觀察孔，以觀察空洞的注漿情況，觀察孔間距2 m。當3號注漿孔進行注漿，1號，5號觀察孔觀測有漿液冒出時，停止注漿，即達到第一層注漿厚度，待第一層砂漿達到設(shè)計強度的70%后，再進行第二層注漿工序，發(fā)現(xiàn)2號，4號的觀測孔有漿液冒出時，暫停注漿，待第二層達到設(shè)計強度的70%后，再對剩余空隙進行注漿填充。每層注漿厚度依據(jù)現(xiàn)場情況而定，每層厚度基本相等為宜，但第一層厚度不應(yīng)＞40 cm。

注漿材料采用水泥砂漿，水灰比(重量比)0.6∶1～1∶1，灰砂比 1∶1 ～1∶2.5。注漿前應(yīng)進行水泥砂漿配合比試驗及強度試驗，并需由實驗室提供達到設(shè)計強度70%所需的齡期報告。第一層注漿采用M20水泥砂漿，第二、三層均采用M10水泥砂漿。為使第一層漿液盡快達到設(shè)計強度的70%，需在漿液中添加速凝劑，其摻量為水泥用量的3%。

2.3 錨桿加固

襯砌裂損較嚴重地段，或襯砌厚度嚴重不足地段，采用錨桿加固。具體參數(shù)如下:

錨桿采用φ25 mm中空注漿錨桿，長度4.5 m，梅花形布置，間距:Ⅱ、Ⅲ級圍巖，環(huán)向×縱向 =1.5 m×1.5 m;Ⅳ、Ⅴ級圍巖，環(huán)向×縱向=1.2 m×1.2 m。

錨桿采用150 mm(邊長)×150 mm(邊長)×8 mm(厚度)的墊板，錨固前，先將襯砌表面局部鑿160 mm(邊長)×160 mm(邊長)×35 mm(深度)的方形槽，然后將錨桿尾部的墊板和緊固螺帽埋入襯砌中，表面用微膨脹型防水水泥砂漿抹平。錨桿抗拔力不小于50 kN。

2.4 錨噴網(wǎng)加固

襯砌裂損嚴重或襯砌厚度嚴重不足地段，且限界有富余的地段，適用于錨噴網(wǎng)進行襯砌結(jié)構(gòu)加固。具體為:錨桿采用φ25 mm中空注漿錨桿，錨桿長度3.5 m，梅花形布置，布置間距 1.2 m×1.2 m;鋼筋網(wǎng)采用φ8 mm鋼筋，網(wǎng)格間距20 cm×20 cm。

噴混凝土前，將原襯砌表面鑿毛、高壓水沖洗，再掛網(wǎng)與錨桿連接，噴 C25鋼纖維混凝土8～10 cm，鋼纖維摻量每m3混凝土50 kg。

對襯砌進行錨噴加固前，應(yīng)對隧道凈空進行一次復(fù)測，復(fù)測斷面不大于5 m一個斷面(在襯砌斷面有明顯變化處應(yīng)加密測量)，在復(fù)測斷面尺寸上考慮噴混凝土厚度后有侵入隧道建筑限界的應(yīng)及時通知設(shè)計單位。錨噴施工完成后應(yīng)進行限界檢查。

2.5 嵌鋼帶加錨噴網(wǎng)加固

襯砌開裂掉塊嚴重的段落，適用于嵌鋼帶加錨噴網(wǎng)進行襯砌結(jié)構(gòu)加固。具體為:錨桿采用φ25 mm中空注漿錨桿，錨桿長度4.5 m，梅花形布置，布置間距為1.0 m(環(huán)向)×1.2 m(縱向);鋼帶采用 W270鋼帶，展寬295 mm、寬270 mm、平寬139 mm、高25 mm。回填采用C25弱膨脹細石混凝土。

在襯砌內(nèi)表面確定鋼帶及錨桿位置、進行定位，然后施作φ25 mm中空注漿錨桿，再安裝W270鋼帶，錨桿尾部用螺母與鋼帶連接。鋼帶錨固好后，在鋼帶背后回填注漿，確保鋼帶與襯砌密貼;掛鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)與錨桿焊接牢固;噴C25鋼纖維混凝土8～10 cm。環(huán)向鋼帶應(yīng)向起拱線以下延伸不小于2 m。

施工過程中要加強對襯砌結(jié)構(gòu)和圍巖的監(jiān)控量測和信息反饋工作，必要時架設(shè)臨時鋼拱架進行支護，確保施工及運營安全。

對襯砌進行錨噴加固前，應(yīng)對隧道凈空進行一次復(fù)測，復(fù)測斷面不大于5 m一個斷面(在襯砌斷面有明顯變化處應(yīng)加密測量)，在復(fù)測斷面尺寸上考慮噴混凝土厚度后有侵入隧道建筑限界的應(yīng)及時通知設(shè)計單位。錨噴施工完成后應(yīng)進行限界檢查。

2.6 嵌鋼軌拱架加錨噴網(wǎng)加固

襯砌開裂掉塊極嚴重，需采用嵌鋼軌拱架鋼筋網(wǎng)錨噴加固。具體步驟:

1)對加固地段采用I18工字鋼架進行臨時支護，間距1榀/m;

2)對襯砌背后空洞注漿回填;

3)中空錨桿注漿加固;

4)在2榀臨時鋼拱架中間沿襯砌環(huán)向鑿梯形槽，在槽內(nèi)埋入24 kg/m輕型鋼軌拱架，用f50縮腳錨管固定，用M20水泥砂漿將槽內(nèi)填平;

5)鑿毛襯砌表面混凝土，用高壓水沖洗干凈，分段拆除臨時鋼軌拱架，掛鋼筋網(wǎng)，噴C25鋼纖維細石混凝土8～10 cm，并打光抹平。

錨桿采用φ25 mm中空注漿錨桿，錨桿長度4.5 m，梅花形布置，布置間距:1.2 m×1.2 m;噴混凝土采用C25鋼纖維細石混凝土8～10 cm，鋼纖維摻量每m3混凝土50 kg;錨桿抗拔力不小于50 kN。

鋼軌拱架材料采用24 kg/m輕軌。鋼拱架由A單元1件、B、C、D單元各2件組成，通過連接構(gòu)件連接。接頭處焊縫厚度為10 mm。鋼拱架之間采用φ22 mm縱向連接鋼筋連接，環(huán)向間距為1 m。

架設(shè)鋼軌拱架時對拱架的拱腳和墻腳采用 φ50 mm鎖腳錨管(長為4.5 m)將鋼拱架固定于襯砌及圍巖上;鋼架基礎(chǔ)應(yīng)立于襯砌墻腳，不得立在水溝蓋板之上;鋼架基礎(chǔ)應(yīng)有混凝土保護，保護層厚度不得低于5 cm。

鋼軌拱架實際制作前應(yīng)到現(xiàn)場量測襯砌內(nèi)輪廓尺寸，如拱頂限界有富余，可優(yōu)化尺寸，盡量減少對襯砌的鑿除量。

3 結(jié)論

既有線路通行隧道病害整治施工特點為時間緊、工作面窄、列車通行對施工影響大。因此在方案設(shè)定時要綜合考慮以上因素，科學(xué)合理地制訂施工方案，該整治技術(shù)經(jīng)實際施工證明，具有施工方便、快捷有效的特點。在有限時間內(nèi)，針對不同病害類型特點進行分類治理并效果理想。

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