錨固噴漿加固法在南瓦隧道中的應用

張麗萍

（甘肅省白銀公路管理局白銀公路管理段，甘肅 白銀730900）

0 前言

隧道在營運期間常見的典型病害有：襯砌滲水、開裂、剝落，局部松散等。傳統(tǒng)的處理方法有注漿堵水、裂縫處理、空洞壓漿等工藝。本文主要介紹了利用錨固噴漿法進行加固的一種新工法，該工法是一項新的應用外粘高性能復合材料加固結構的技術。該工法實質是體外配筋，采用植筋錨固方式布沿拱圈布設在拱頂和側墻，用高強碳纖維棒作為受力配筋，提高原構件的配筋量與拱圈的整體性，從而相應的提高結構構件的剛度和承載力；以聚合物砂漿作為粘結劑和碳纖維棒的保護層，不僅具有良好的粘結性能，而且抗腐蝕、耐高溫。錨固噴漿加固法還可用于控制混凝土構件的裂縫寬度的發(fā)展及已有裂縫的封閉。結合南瓦隧道的實際應用，達到預期目標。

圖2 纖維棒加固詳圖

1 南瓦隧道概況

南瓦隧道位于貴州省國道G320線臺江至凱里段，為二級公路上的單洞室汽車雙向行駛隧道。隧道設計標準按《公路工程技術標準》山嶺重丘區(qū)二級公路隧道標準進行設計，于2000年建成通車。隧道全長100m，最大埋深37.52m。建筑限界設計值寬度為8.5m，凈高5.0m。

圖3 纖維棒錨固詳圖

2 病害整治方案

根據(jù)現(xiàn)場調查資料，結合隧址區(qū)地形、地貌、地質情況、相應隧道的竣工資料及相關規(guī)范，在重點分析隧道襯砌裂縫及漏水病害原因的基礎上，參考國內外相關病害整治的成功經驗，提出以下病害整治方案：

拱頂基本連續(xù)破壞，故隧道內拱頂全幅使用碳纖維棒進行加固。在加固前處理完點漏、面漏、裂縫漏水以及施工縫漏水后，按照碳纖維棒加固的施工工藝和順序進行施工，具體施工方法見下節(jié)。

3 工法施工工藝

圖1 復合纖維棒材加固施工工藝流程

4 施工中的質量控制

4.1 原構件混凝土表面處理及備料

采用復合纖維棒進行加固時，應根據(jù)原構件混凝土表面情況，采取相應措施進行處理：

①混凝土表面如出現(xiàn)剝落、蜂窩、空洞、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部 位應予剔除，對較大面積的劣質層，在剔除后，采用功能性聚合物砂漿進行修復，對已經生銹的鋼筋進行除銹；

②混凝土表面裂縫根據(jù)裂縫的性質及構件所處環(huán)境，按照規(guī)范《混凝土結構加固設計規(guī)范》（GB 50367-2006）中有關裂縫修補技術進行相應的處理；

③用電錘鉆按圖紙進行碳纖維棒的錨固孔鉆孔施工；

④用高壓噴水器以150bar的壓力高壓洗滌混凝土表面后干燥，干燥程度以手指觸感干燥為標準。

4.2 涂抹表面強化劑

混凝土表面強化劑用于增強原結構混凝土表面的密實性，提高與聚合物砂漿的粘結性。

4.3 噴涂功能性聚合物砂漿

①在混凝土表面涂抹表面強化及抑制生銹劑后，根據(jù)原結構的具體情況，對原構件表面進行修復，以便復合纖維棒的固定與粘合，保證復合纖維棒能與原構件協(xié)調變形，共同受力；

②采用噴涂機進行噴涂。在噴涂澆筑情況下，主機與噴涂機距離應保持在50 cm左右，為清除孔隙，提高粘結力，首先涂抹5 mm厚的聚合物砂漿進行打底，然后再進行噴涂；

③涂抹功能性聚合物砂漿后 （同時要求制作同條件的試塊），蓋上養(yǎng)護布以濕潤養(yǎng)護；若條件不允許，可使用液體噴涂機及刷子、滾筒在表面涂抹液體成膜養(yǎng)護劑以濕潤養(yǎng)護；

④聚合物砂漿在10°C以下應留有充足的養(yǎng)護時間，5°C 以下，35°C 以上應停止施工。

4.4 安裝錨具及復合纖維棒

①纖維棒材與構件表面應黏貼緊密，不留空隙；

②用于固定碳纖維棒的螺栓及螺母只起到固定復合纖維棒的作用，不作為受力構件；

③螺栓、螺母及固定錨具采用不銹鋼或不會生銹的材料，按1000 mm間距固定安裝，以防止纖維棒下垂，若發(fā)現(xiàn)纖維棒與構件表面有空隙，應適當減小錨具間距；

④根據(jù)計算確定的間距，采用固定錨具，將纖維棒固定在構件表面；

⑤把碳纖維棒的采用植筋膠錨固在拱圈上預留的錨固孔內，錨固施工應符合 《混凝土結構后錨固技術規(guī)程》（JGJ145-2004）之鋼筋錨固的規(guī)定。

5 加固效果驗證

經過加固后，從有效地治理了原有襯砌滲水、開裂、剝落，局部松散等病害，外觀修舊如新，采用植筋錨固方式布沿拱圈布設在拱頂和側墻，用高強碳纖維棒作為受力配筋，提高原構件的配筋量與拱圈的整體性，從而相應的提高結構構件的剛度和承載力達到加固目的。

6 結論

本文通過對錨固噴漿加固法加固板隧道的工程實踐，得到以下結論：

6.1 整體強度高、早期強度增長快,大大提升結構承載能力

6.2 碳纖維棒的自重輕、設計厚度薄，對整體的結構重量影響小

6.3 采用錨固和噴射方式施工，施工簡便,無需支模板

6.4 施工方法簡單，工期短，不需要大型設備，不受空間限制

6.5 施工成型后干縮率低，抗開裂性能良好

6.6 粘結力強，與原結構形成一體

6.7 與混凝土性能一致，抗凍融性、耐久性、耐化學腐蝕性良好

6.8 材料環(huán)保,無毒害

［1］張小平.碳纖維加固技術[J].山西建筑，2009(8)：18-19.

［2］GB50367-2006混凝土結構加固設計規(guī)范[S].中華人民共和國國家標準,2006.

［3］JGJ145-2004混凝土結構后錨固技術規(guī)程[S].

［4］JTG D70-2004公路隧道設計規(guī)范[S].

［5］林毓敏，張浩軍，阮國偉.梁板加固中聚合物噴射砂漿工藝的應用[J].公路交通科技：應用技術版,2013(2)：13-15.