分析隧道裂縫的形成與處理施工技術(shù)

郭云飛

(中國中鐵航空港建設(shè)集團(tuán)第四分公司，重慶 400000)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通事業(yè)也有了極大進(jìn)步，各類隧道工程數(shù)量也逐漸增多，隧道裂縫問題也越來越多地出現(xiàn)在我們的視野中。導(dǎo)致隧道出現(xiàn)裂縫的原因較多，或因未及時加固底層、或因高邊坡造成偏壓、或施工不當(dāng)?shù)鹊取Ａ芽p不僅對隧道美觀度造成不良影響，同時又影響了工程整體質(zhì)量。因此，針對隧道裂縫采取合理有效的處理方案極為必要，本文采用了化學(xué)灌縫處理、加固處理、封縫處理、引水處理等施工處理技術(shù)和方法，確保對隧道裂縫處理的效果滿足設(shè)計(jì)的質(zhì)量要求。

1 隧道裂縫的成因

隧道裂縫的出現(xiàn)以及發(fā)展是一個漸進(jìn)的過程。通常來說，隧道裂縫在初期較少，相對分散，但是隨著時間逐漸推移，裂縫問題開始惡化加重。對于隧道裂縫而言，筆者認(rèn)為其形成和發(fā)展大多受到臨近圍巖松弛、變形以及剝落的影響，無論是成型、發(fā)展或者閉合都與時間推移變化有關(guān)。此外，施工技術(shù)對于裂縫的出現(xiàn)也有較大影響，如隧道掘進(jìn)方式、混凝土水灰比、振搗方式、養(yǎng)護(hù)、拆模以及拱背回填等。如果混凝土強(qiáng)度未滿足設(shè)計(jì)需求而過早拆模，混凝土?xí)^早受力而出現(xiàn)裂縫;拱頂回填時如果無法保障回填密實(shí)度，則會導(dǎo)致頂部壓力向兩側(cè)拱腰區(qū)域分散，其地壓分布形式表現(xiàn)為“馬鞍形”荷載，迥異于原始設(shè)計(jì)，進(jìn)而導(dǎo)致拱頂剝落開裂，同時拱腰部分也會開裂。隧道施工完成后出現(xiàn)圍巖擾動或者地層偏壓也同樣會導(dǎo)致隧道裂縫的產(chǎn)生，此外，隧道裂縫還會受到內(nèi)外溫差以及干濕度影響。

2 隧道裂縫處理原則

在處理隧道裂縫過程中，應(yīng)充分參考裂縫深度、寬度、部位以及成因，并遵循如下處理原則:1)處理總準(zhǔn)則是以低壓灌漿和封縫膠修補(bǔ)為主，碳纖維補(bǔ)強(qiáng)封縫為輔，同時對個別滲漏情況進(jìn)行處理。2)對于寬度不同的隧道裂縫應(yīng)采取相應(yīng)的處理方案，整治過程中拱部裂縫的修補(bǔ)是重點(diǎn)。3)在選擇封縫材料時應(yīng)保證科學(xué)、合理，以免充填物在修補(bǔ)裂縫后對混凝土耐各類性能造成損害。4)在處理隧道裂縫時應(yīng)選取可靠、成熟的施工工藝與技術(shù)，確保施工過程簡單而富有實(shí)效。

3 隧道裂縫處理方案

3.1 采用化學(xué)灌縫處理寬度為0.3 mm～2.0 mm的隧道裂縫

1)對裂縫表面進(jìn)行清理，采用壓縮空氣(干燥無油)對裂縫內(nèi)部積存的浮渣以及粉塵予以清除。2)在裂縫兩側(cè)區(qū)域，采用封口膠將注射筒底座粘結(jié)固定于混凝土表層(注射筒底座之間的距離參考表1)，并沿裂縫全長實(shí)施修補(bǔ)方案。3)封口膠完全固化后開始實(shí)施注膠操作。4)在裂縫腔內(nèi)注入粘度較低的裂縫修補(bǔ)膠液，所用工具為專用注射器，注射過程中應(yīng)保持較低壓力。5)注射完成后，等待裂縫內(nèi)部膠液固化，然后將注射筒撤下并將底座卸掉，若實(shí)際情況需要可考慮使用砂輪將混凝土的表層磨平。6)修補(bǔ)完成后應(yīng)做好相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施，并取塑料薄膜覆蓋保護(hù)。

表1 不同寬度裂縫的注射筒底座間距 mm

3.2 交叉與寬度超過2.0 mm裂縫的加固處理

采用化學(xué)灌縫聯(lián)合碳纖維粘貼加固方案處理交叉裂縫或者寬度超過2.0 mm的隧道裂縫，具體如下:1)處理混凝土表層:首先應(yīng)徹底清除松動部分以及襯砌裝修層并進(jìn)行打磨，保證表面平整度不低于5 mm/m2，并使用找平膠進(jìn)行修補(bǔ);如果需要補(bǔ)強(qiáng)的混凝土伴有滲漏或者裂縫，則應(yīng)首先處理滲漏或裂縫，再行補(bǔ)強(qiáng)處理。處理完成后應(yīng)使用酒精或者丙酮擦拭混凝土表層，使其保持干凈、干燥。2)底膠涂刷。a.在容器中放入不同比例的固化膠和主劑并攪拌均勻，在確定用量時應(yīng)參考現(xiàn)場實(shí)際氣溫，同時應(yīng)對使用時間予以嚴(yán)格控制，必須在膠適用期內(nèi)完成配置完好的膠液。b.在混凝土構(gòu)件表層使用毛刷或者滾筒刷均勻涂抹底膠，厚度應(yīng)低于0.4 mm，涂抹過程中不可出現(xiàn)氣泡、流淌或者漏刷等問題。通常情況下膠體會在2 h后固化，然后開始下一道工序。3)通過整平膠料找平。a.若混凝土表面存在凹陷，則應(yīng)將其刮嵌并修補(bǔ)填平，使用整平膠料對存在高度差部分進(jìn)行填補(bǔ);b.處理轉(zhuǎn)角。應(yīng)通過整平膠料的修補(bǔ)效果使其成為光滑圓弧，并保證其半徑超出20 mm;c.整平膠料通常會在2 h后固化，然后開始后續(xù)施工。4)根據(jù)施工用料與構(gòu)造、施工溫度需求進(jìn)行相關(guān)施工，并嚴(yán)格工程驗(yàn)收。

3.3 直接采用封縫處理寬度低于0.3 mm的隧道裂縫

1)在混凝土表層使用鋼絲刷做打毛處理，將表面附著物徹底清除。2)在混凝土表層充填環(huán)氧樹脂漿，通過裂縫毛細(xì)作用對修補(bǔ)膠液進(jìn)行吸收，以實(shí)現(xiàn)封閉裂縫的目的。環(huán)氧樹脂漿灌漿材料性能見表2。3)在混凝土表層涂覆修補(bǔ)材料，確保與原結(jié)構(gòu)的表層保持平整。

3.4 對于點(diǎn)、線型滲漏選擇引水處理

1)清洗表面。采用高壓水來清洗、清理隧道整體表層，使隧道裂縫充分、清晰地暴露，為后續(xù)施工創(chuàng)造前提。

2)鑿槽。沿著施工縫騎縫或者滲漏裂縫鑿出一個梯形槽，根據(jù)滲漏液體流量來決定鑿槽的深度與寬度，通常情況下槽的底部寬度、深度和槽口寬度分別為6 cm，10 cm，10 cm;鑿槽應(yīng)向人行道面下部延伸，并深入25 cm，滲漏液體在此情況下能夠被有效排出，且不會受到毛細(xì)管效應(yīng)影響，以免滲漏水沿抹面砂漿向水溝蓋板上方攀升。

表2 環(huán)氧樹脂漿灌漿材料性能

3)引水空腔。參考現(xiàn)場實(shí)際情況來選擇拉引水空腔或者進(jìn)行專用引水管材的埋設(shè)，以此將各滲漏點(diǎn)以及滲漏裂縫與主引水道連接為一個整體，滲漏液體從環(huán)形裂縫兩端引入排水溝。

4)封縫。對槽內(nèi)混凝土表面進(jìn)行嚴(yán)格清洗，并以此為基礎(chǔ)采用半圓形PVC管將槽中施工縫蓋住，再以堵漏寶將兩邊封堵密實(shí);同時將PVC管良好固定，確保兩邊空隙被嚴(yán)密封堵。

5)柔性防水用材的嵌涂。封縫工作完成后將遇水膨脹的嵌縫膠嵌上，保證已封堵的裂縫不會因熱脹冷縮形變而再度開裂，達(dá)到永久防水的滿意效果。

6)取堵漏寶壓在嵌縫膠外，然后封閉并壓實(shí)抹平，提高封堵裂縫表層的防滲能力。

7)后期養(yǎng)護(hù)。修補(bǔ)封堵處理工作完成后7 d內(nèi)應(yīng)由專人負(fù)責(zé)噴灑霧化水，確保合理養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)語

隧道裂縫出現(xiàn)的原因繁多而且復(fù)雜，涉及到多個方面的不同因素，而隧道裂縫的修補(bǔ)處理工作則具有很強(qiáng)的綜合性，其施工工藝各有不同，施工技術(shù)人員必須參考現(xiàn)場隧道實(shí)際情況來選擇合理的修補(bǔ)施工方案。在這其中，新型材料的使用與成熟工藝的把握是修補(bǔ)的關(guān)鍵。本文在此對隧道裂縫的形成與處理施工技術(shù)展開分析，希望有所幫助。

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