某非運(yùn)營(yíng)地鐵受損隧道鋼環(huán)加固施工技術(shù)

楊勇

摘要：在地鐵隧道施工貫通后或運(yùn)營(yíng)前，由于地鐵周邊深基坑開(kāi)挖、地鐵軸線(xiàn)上方堆重載的外部原因，造成隧道軸線(xiàn)偏移、隧道結(jié)構(gòu)受損。為確保地鐵隧道結(jié)構(gòu)安全，在地鐵隧道運(yùn)營(yíng)前，采取隧道管片鋼環(huán)加固施工技術(shù)可以排除隧道結(jié)構(gòu)的安全隱患。

關(guān)鍵詞： 非運(yùn)營(yíng)地鐵受損隧道 鋼環(huán)加固施工技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

1、引言

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)各大城市掀起了軌道交通建設(shè)的高潮，地鐵隧道的里程也在不斷遞增。然而少數(shù)城市尚缺乏對(duì)地鐵隧道的保護(hù)意識(shí)，在地鐵隧道施工貫通后或運(yùn)營(yíng)前，由于地鐵周邊深基坑開(kāi)挖、地鐵軸線(xiàn)上方堆重載的外部原因，造成隧道軸線(xiàn)偏移、隧道結(jié)構(gòu)受損。為確保地鐵隧道結(jié)構(gòu)安全，在地鐵隧道運(yùn)營(yíng)前，一些城市采取了隧道管片鋼環(huán)加固施工技術(shù)從而排除隧道結(jié)構(gòu)的安全隱患。下面介紹一下某市非運(yùn)營(yíng)地鐵隧道管片鋼環(huán)加固施工技術(shù)。

2、工程概況

某區(qū)間隧道長(zhǎng)747.456米，左、右線(xiàn)隧道管片各621環(huán)。區(qū)間隧道管片外徑?6.2m，內(nèi)徑為?5.5m，采用通用襯砌環(huán)錯(cuò)縫拼裝。近期因受區(qū)間北側(cè)基坑土方開(kāi)挖作業(yè)的影響，左右線(xiàn)隧道出現(xiàn)拱底沉降、水平位移、橫向收斂變化量都較大的現(xiàn)象，管片出現(xiàn)較多裂縫，裂縫大小不一，寬度均超過(guò)0.2mm，多為單環(huán)通長(zhǎng)縱縫，單環(huán)管片縱向裂縫3~7條不等，多發(fā)生在隧道底部45°范圍，且北側(cè)裂縫多于南側(cè)；同時(shí)該范圍內(nèi)管片明顯存在環(huán)、縱縫接縫張開(kāi)以及滲漏水情況嚴(yán)重的現(xiàn)象。

3、加固施工方案的確定

為保證該區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)安全和運(yùn)營(yíng)安全，經(jīng)研究決定需對(duì)該區(qū)間沉降、水平位移、收斂變形及接縫張開(kāi)量較大，且出現(xiàn)裂縫、滲漏水情況嚴(yán)重的區(qū)段采用鋼環(huán)加固施工方案進(jìn)行隧道加固。具體選用厚20mm寬 900mm的 Q235B鋼弧板，外徑5500，每環(huán)管片密貼安裝1片弧度為100°的落底塊，2片弧度為60°標(biāo)準(zhǔn)塊，2片弧度為50°鄰接塊，1片弧度為40°封頂塊，共計(jì)6片形成封閉鋼環(huán)，鋼環(huán)安裝時(shí)與管片縱縫錯(cuò)縫，最后鋼環(huán)與管片間縫隙注環(huán)氧樹(shù)脂填充。

4、設(shè)備、材料情況

4.1主要施工設(shè)備

施工機(jī)械設(shè)備主要有汽車(chē)吊、叉車(chē)、專(zhuān)用吊裝設(shè)備、二氧化碳保護(hù)焊機(jī)及電動(dòng)灌漿泵等。

4.2主要施工材料

施工材料主要有Q235鋼板、剛性環(huán)氧樹(shù)脂、彈性環(huán)氧樹(shù)脂漿液、彈性環(huán)氧膠泥及噴涂型聚脲彈性體材料等。

5、隧道管片鋼環(huán)加固施工工藝

5.1鋼環(huán)制作

采用Q235B型鋼材做成鋼環(huán)，每環(huán)鋼環(huán)分6塊組成（1塊弧度為100度，2塊弧度為60度，2塊弧度為50度，1塊弧度為40度），寬度900mm，鋼板厚20mm。每環(huán)鋼環(huán)弧面鉆有126個(gè)螺栓固定孔。

5.2 鋼環(huán)防腐處理

為保證鋼環(huán)在隧道內(nèi)不受腐蝕，需要在鋼環(huán)表面噴涂防腐材料。鋼環(huán)防腐采用新型、高效、噴涂型的雙組份純聚脲彈性體。以端胺基聚醚樹(shù)脂、胺擴(kuò)鏈劑和MDI預(yù)聚合物為基礎(chǔ)。提供一層柔韌、牢固、一體無(wú)縫的彈性薄膜，并具有良好的防水和耐化學(xué)品腐蝕性能。

5.3 管片環(huán)縱縫處理、手孔封堵

（1）管片環(huán)縱縫處理施工方法

為保證在壓注剛性環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)，不滲漏到環(huán)縱縫里，需要在安裝鋼板前將環(huán)縱縫進(jìn)行封堵，按照設(shè)計(jì)要求，采用彈性環(huán)氧膠泥進(jìn)行封堵。

（2） 管片環(huán)縱縫處理施工步驟

環(huán)縱縫施工主要分為以下幾個(gè)步驟：

將管片表面清理干凈，并保持管片干燥。

在環(huán)縱縫處塞入直徑8mm泡沫條。

在距離管片邊緣20mm處粘貼厚度不小于2mm厚的膠條，在膠條中間及環(huán)縱縫處填充彈性環(huán)氧膠泥，要求膠泥平整，特別是環(huán)縱縫交接的T字處。

待膠泥強(qiáng)度形成后，撤下膠條，并將粘結(jié)在管片表面的膠條打磨下來(lái)。

在環(huán)縱縫環(huán)氧膠泥施工完成后，還需對(duì)環(huán)縱縫里面的空隙壓注親水性環(huán)氧漿液。為保證壓注均勻，每隔200mm間距鉆孔。

待所有環(huán)、縱縫處理完畢后，應(yīng)對(duì)鋼環(huán)覆蓋范圍內(nèi)的手孔采用硫鋁酸鹽（微膨脹）水泥充填。

5.4鋼環(huán)安裝

(1) 垂直、水平運(yùn)輸

采用不小于25T的汽車(chē)吊，將鋼環(huán)從地面經(jīng)預(yù)留孔放置到井下，采用3T叉車(chē)將鋼環(huán)運(yùn)至施工面。

(2) 安裝鋼環(huán)

鋼環(huán)安裝前，應(yīng)將管片表面油污、泥(砂)漿等污物清理干凈、并適當(dāng)打磨，鋼板表面應(yīng)作打磨除銹處理，以確保砼與鋼板間的粘結(jié)強(qiáng)度。

鋼環(huán)安裝采用人工安裝（叉車(chē)配合施工）：利用管片上的吊裝孔安裝吊裝定制定做的葫蘆等設(shè)備，同時(shí)鋼環(huán)上焊接吊裝點(diǎn)。利用不少于2臺(tái) 的吊裝葫蘆將鋼環(huán)安裝到需要的位置。

鋼環(huán)安裝順序由下至上，每安裝好一塊后，鋼板臨時(shí)固定可采用M16不銹鋼膨脹螺栓固定，每塊不少于4個(gè)。其余采用化學(xué)錨栓?；瘜W(xué)錨栓螺桿機(jī)械性能等級(jí)5.8級(jí),采用不銹鋼螺桿。如遇手孔、管片螺栓處可作適當(dāng)調(diào)整位置。

在環(huán)形鋼板全部安裝完畢后，進(jìn)行整體焊接，以保證內(nèi)部形成一個(gè)良好的受力整體，起到對(duì)隧道加固支撐的作用；焊接采用采用CO2氣體保護(hù)焊進(jìn)行焊接，鋼板焊接采用破口焊滿(mǎn)焊。焊接質(zhì)量需滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的三級(jí)要求。

5.5鋼環(huán)封邊及環(huán)氧填充

（1）環(huán)形鋼板就位后，鋼板弧度兩側(cè)與管片接縫采用環(huán)氧膠泥進(jìn)行封堵。

（2）利用環(huán)板預(yù)留孔安裝注漿嘴及注漿管路。

（3）利用移動(dòng)平板搭設(shè)活動(dòng)作業(yè)平臺(tái)，采用電動(dòng)注漿泵壓注剛性環(huán)氧樹(shù)脂，壓注順序自下而上，直至上部預(yù)留孔溢出樹(shù)脂停止壓注。

5.6 驗(yàn)收

按設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行驗(yàn)收。

6、工程施工監(jiān)測(cè)情況

施工全過(guò)程對(duì)于隧道沉降、水平位移、橢圓度、收斂等變形情況進(jìn)行了全過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，且能在第一時(shí)間內(nèi)做出正確的應(yīng)對(duì)措施。

7、施工小結(jié)

（1）鋼性環(huán)氧樹(shù)脂漿液作為混凝土結(jié)構(gòu)填充注漿材料, 固化后凝結(jié)成高強(qiáng)度的聚合物,適用于干燥和潮濕環(huán)境,具有低粘度，滲透性強(qiáng),粘結(jié)強(qiáng)度（包括濕粘結(jié)強(qiáng)度）、抗壓、抗拉和抗剪強(qiáng)度高,不收縮等優(yōu)點(diǎn)。

（2）在隧道內(nèi)部采用鋼環(huán)板進(jìn)行管片襯砌加固，在一定程度上能減小隧道的受力變形，提高受損隧道結(jié)構(gòu)的剛度。

（3）建議對(duì)隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，以便掌握隧道結(jié)構(gòu)受力變化情況。

（4）建議加強(qiáng)對(duì)在建地鐵隧道的保護(hù)工作。一是地方政府立法保護(hù)，二是在建地鐵軸線(xiàn)紅線(xiàn)范圍內(nèi)設(shè)置警示地標(biāo)，三是定期對(duì)隧道結(jié)構(gòu)周邊的地面施工情況加強(qiáng)巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)整治。

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