淺談隧道襯砌裂縫及滲漏水的施工處治技術(shù)

周特

（中交瑞通路橋養(yǎng)護(hù)科技有限公司陜西 西安 710065）

淺談隧道襯砌裂縫及滲漏水的施工處治技術(shù)

周特

（中交瑞通路橋養(yǎng)護(hù)科技有限公司陜西 西安 710065）

隧道內(nèi)襯砌裂縫及滲漏水缺陷，是隧道常見病害，其直接影響著隧道的運(yùn)營安全和質(zhì)量。本文結(jié)合杭長高速公路10余座隧道施工實(shí)例，分析了隧道襯砌裂縫產(chǎn)生的原因，闡述了二襯混凝土裂縫及滲漏水處理的施工技術(shù)措施、施工工藝等，可為類似的隧道病害養(yǎng)護(hù)施工提供參考和借鑒。

高速公路隧道；襯砌裂縫；滲漏水；施工處治

引言

杭長高速公路南起杭州紫金港收費(fèi)所，北至長興泗安樞紐，連接申蘇浙皖高速，全長86.78km。2014年檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，杭長高速公路10座隧道均存在不同程度的病害，表現(xiàn)為隧道襯砌縱向裂縫、環(huán)向裂縫，個(gè)別節(jié)段出現(xiàn)貫通裂縫，檢修道局部存在破損等現(xiàn)象。為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)安全性和耐久性，確保隧道的運(yùn)營安全，2015年開始正式綜合治理隧道內(nèi)存在的病害。

1 病害成因分析

經(jīng)過對(duì)杭長高速公路內(nèi)的10座隧道檢測(cè)調(diào)查，共發(fā)現(xiàn)裂縫7435.8m，其中存在鹽析、滲水現(xiàn)象的共35處。隧道洞身襯砌裂縫分布密度較小，以施工縫環(huán)向開裂為主，少量縱向、網(wǎng)狀裂縫也主要分布在隧道邊墻部位。主要有以下幾方面原因：

（1）環(huán)向裂縫：主要是混凝土受剪切作用與基礎(chǔ)不均勻沉降造成的?；炷潦芗羟凶饔瞄_裂是由于隧道不同斷面受圍巖壓力不同，造成混凝土局部產(chǎn)生環(huán)向裂縫?；A(chǔ)不均勻沉降的主要原因是隧道工程地質(zhì)條件較差。施工質(zhì)量控制及混凝土養(yǎng)護(hù)不規(guī)范，也是造成環(huán)向裂縫產(chǎn)生的原因。環(huán)向裂縫目前對(duì)隧道結(jié)構(gòu)安全暫無大的影響，但對(duì)隧道襯砌長期使用壽命有一定影響。

（2）縱向裂縫：在隧道工程地質(zhì)條件差地段，隧道圍巖壓力較大。隧道營運(yùn)期間，局部圍巖變形仍在繼續(xù)發(fā)生，易造成隧道局部脫空從而導(dǎo)致圍巖豎向壓力重新分布，在側(cè)壓力的作用下，襯砌側(cè)部混凝土易產(chǎn)生縱向裂縫。

（3）接茬縫：接茬縫（施工縫）與施工階段間斷關(guān)系很大。由于機(jī)械故障、停電等原因?qū)е禄炷脸跄龝r(shí)間少于混凝土澆筑中斷時(shí)間，但是在澆筑混凝土前，沒有處理原有的混凝土表面的鑿毛，或者沒有用水洗刷干凈鑿毛，也沒有澆筑水泥砂漿墊層，卻仍然澆筑混凝土，導(dǎo)致新舊混凝土接茬間產(chǎn)生裂縫[1]。

2 隧道病害處治方案

2.1 隧道裂縫補(bǔ)強(qiáng)

根據(jù)隧道病害情況，隧道襯砌存在縱向、環(huán)向及斜向裂縫，通過裂縫修補(bǔ)可以封閉裂縫，防止混凝土保護(hù)層的碳化和有害離子對(duì)鋼筋混凝土的腐蝕，增加襯砌承載能力和延長結(jié)構(gòu)使用年限，同時(shí)改善結(jié)構(gòu)外觀。對(duì)于不滲水的裂縫，采取以下原則進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)：

（1）對(duì)于裂縫寬度≤0.3mm的，對(duì)裂縫直接進(jìn)行封閉處理；

（2）對(duì)于裂縫寬度＞0.3mm的，對(duì)裂縫封閉后，灌注裂縫修補(bǔ)膠進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)。

2.2 隧道滲漏水處理

對(duì)于滲漏水裂縫，本次隧道處治原則：在不破壞原有設(shè)計(jì)的防排水設(shè)施的條件下，“以引排為主，排堵結(jié)合”的原則對(duì)滲漏水病害進(jìn)行綜合處治。

（1）對(duì)滲漏水較嚴(yán)重的施工縫、變形縫部位，采用鑿槽埋管引排的方式進(jìn)行處治。在滲漏水縫處采用機(jī)械切槽埋管方式將滲漏水引至排水溝[2]。

（2）對(duì)隧道滲漏水量較小，水流分散，不利于引排的隧道裂縫及個(gè)別出水點(diǎn)，采用鑿槽直接封堵的方式進(jìn)行處治。

（3）對(duì)隧道滲漏水量較小，滲漏面積較大的區(qū)域主要采用“封堵為主”的原則，即在襯砌表面采用1.2cm厚水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料抹面。

3 隧道襯砌裂縫施工處治技術(shù)

3.1 裂縫封閉施工

對(duì)于裂縫寬度≤0.3mm的裂縫采用環(huán)氧樹脂類或改性環(huán)氧膠泥對(duì)裂縫表面進(jìn)行封閉。

裂縫封閉前，必須將裂縫兩側(cè)范圍內(nèi)的灰塵、浮漿處理干凈，然后用丙酮擦洗，清除裂縫周圍的油污，清洗時(shí)應(yīng)注意不要將裂縫堵塞。

裂縫封閉時(shí)，從上至下沿裂縫涂抹封縫膠，涂抹寬度為5cm，涂刷應(yīng)盡量沿縫順直涂刷，保證處理后的表面美觀。

3.2 裂縫注膠施工

（1）對(duì)于裂縫寬度＞0.3mm的情況，采用環(huán)氧樹脂類膠對(duì)裂縫進(jìn)行灌注。

（2）在裂縫表面進(jìn)行騎縫鉆孔，作為注膠導(dǎo)向孔。沿裂縫走向鉆孔，孔距30～40cm。

（3）所有孔眼必須吹洗干凈，不讓灰渣阻塞，之后將裂縫兩側(cè)范圍內(nèi)的灰塵、浮漿處理干凈，然后用丙酮擦洗，清除裂縫周圍的油污，清洗時(shí)應(yīng)注意不要將裂縫堵塞。

（4）粘貼注膠嘴底座的雜物必須用丙酮擦洗干凈，然后將環(huán)氧膠類泥均勻的抹在底座周圍，厚度1～2mm，與孔眼對(duì)準(zhǔn)粘貼在裂縫上。注膠嘴的間距根據(jù)縫長及裂縫的寬度以30～40cm為宜，一般寬縫可稀，窄縫宜密，每一道裂縫至少須各有一個(gè)進(jìn)漿孔和排氣孔。注膠孔眼必須對(duì)中保證導(dǎo)流暢通，注膠嘴應(yīng)粘貼牢靠，四周抹成魚脊?fàn)钸M(jìn)行封閉。施工工藝見圖1。

圖1 安裝注膠底座示意圖

（5）裂縫封閉帶硬化后，需進(jìn)行壓氣試驗(yàn)，以檢查封閉帶是否封嚴(yán)。壓氣試驗(yàn)對(duì)于環(huán)、斜向縫可從下向上進(jìn)行，水平向縫由低端往高端進(jìn)行。若有漏氣部位，則對(duì)漏氣部位應(yīng)再次封閉。

（6）灌注裂縫采用氣壓灌注法，壓漿罐與注膠嘴用聚氯乙烯高壓透明管相連接，連接要嚴(yán)密。在注膠過程中應(yīng)注意控制壓力，裂縫寬度較大的，如果進(jìn)漿通暢時(shí)，壓力宜控制在0.1MPa以內(nèi)，一些振搗不密實(shí)的混凝土注入量甚至是理論量的數(shù)倍[3]。施工工藝見圖2。

圖2 封閉注漿示意圖

（7）對(duì)于已注膠完的裂縫，待膠液聚合固化后將注膠嘴一一拆除，并將粘貼注膠嘴處用環(huán)氧樹脂類或改性環(huán)氧砂漿類材料抹平，確保封閉嚴(yán)實(shí)（見圖3～4）。

（8）注膠工作完畢后，用丙酮沖洗管路及工具，以備下次使用。

3.3 隧道滲漏水處理

圖3 裂縫封閉斷面示意圖

圖4 裂縫注膠斷面示意圖

（1）對(duì)于裂縫滲漏水的情況，將待施工的滲漏水裂縫周圍混凝土表面清洗干凈，除去原表面涂層及其它外來物，并鏟除疏松、空鼓和蜂窩結(jié)構(gòu)，使表面徹底浸透，但要除去積水和明水。

（2）對(duì)滲漏水較嚴(yán)重的施工縫、變形縫部位，采用鑿槽埋管引排的方式進(jìn)行處治。在滲漏水縫處采用機(jī)械切槽埋管（半剖φ110聚氯乙烯管）方式將滲漏水引至排水溝，鑿槽須有足夠的寬度和深度，埋管須完全嵌入。槽鑿好后，在槽中每3m間距鉆φ57mm的泄水孔，泄水孔內(nèi)放置TS-50軟式透水管。在槽內(nèi)安裝半剖φ110聚氯乙烯管，采用U型卡及膨脹螺絲固定，間距50cm。在聚氯乙烯管外部涂刷E380封邊膠，外敷遇水膨脹膩?zhàn)訔l（30mm×50mm），然后充填M10防水膨脹水泥砂漿封堵。待砂漿具有一定強(qiáng)度后，在砂漿處沿裂縫方向割縫，供其變形之用。最后在襯砌表面采用水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料抹面。

圖5 襯砌滲漏水處治斷面圖

（3）在滲漏水嚴(yán)重的縱向、斜向、環(huán)向裂縫部位，采用鑿槽引排的方式進(jìn)行處治。在嚴(yán)重滲漏水處采用機(jī)械切槽將滲漏水引至就近施工縫，與其聯(lián)合處治，從施工縫處鑿槽埋管將水引排至路基排水邊溝內(nèi)。槽內(nèi)安裝φ50軟式透水管，外敷遇水膨脹膩?zhàn)訔l（30mm×50mm），外部涂刷1cm厚遇水膨脹密封膠堵水，在砂漿與原二次襯砌混凝土交界處涂刷E200界面膠，然后在鑿槽內(nèi)充填M10防水膨脹水泥砂漿。最后在襯砌表面采用水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料抹面。

圖6 滲漏水處治施工工藝圖

（4）對(duì)隧道滲漏水量較小，水流分散，不利于引排的隧道裂縫及個(gè)別出水點(diǎn)，采用鑿槽直接封堵的方式進(jìn)行處治。鑿開原二次襯砌后，底部涂刷1cm厚遇水膨脹密封膠堵水，在砂漿與原二次襯砌混凝土交界處涂刷E200界面膠，然后在槽內(nèi)充填M10防水膨脹水泥砂漿。最后在襯砌表面采用水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料抹面。

（5）對(duì)隧道滲漏水量較小，滲漏面積較大的區(qū)域主要采用“封堵為主”的原則，即在襯砌表面采用1.2cm厚水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料抹面。

（6）排水槽應(yīng)安排排水溝，不應(yīng)只作到溝蓋板面[5]。

4 施工注意事項(xiàng)

（1）施工過程應(yīng)精細(xì)施工，加強(qiáng)對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的觀察，如有異常及時(shí)查明原因才可繼續(xù)施工，避免對(duì)襯砌造成損傷。

（2）膠黏劑儲(chǔ)存與使用過程中應(yīng)按材料使用說明，做好防火措施，禁止使用明火或攜帶火種接近。注意現(xiàn)場(chǎng)施工多通風(fēng)，防止粉塵落入眼睛或者被吸入粉塵[4]。

（3）在隧道治理施工前應(yīng)先在滲漏水最嚴(yán)重的地方作試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到產(chǎn)品使用預(yù)期的效果后方可全隧道使用。

（4）鑿槽埋管處治裂縫滲漏水時(shí)，半圓管應(yīng)固定牢靠，槽內(nèi)填充材料應(yīng)填充密實(shí)。

（5）襯砌上鉆孔時(shí)應(yīng)精細(xì)作業(yè)，盡量減小對(duì)襯砌的破壞。

（6）治理完成后，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)結(jié)構(gòu)狀況觀測(cè)工作，通過觀測(cè)裂縫、滲漏水、襯砌剝落等特征變化，及時(shí)反饋信息以采用必要措施，保證結(jié)構(gòu)安全。

5 結(jié)束語

（1）對(duì)于裂縫寬度≤0.3mm的，采用環(huán)氧樹脂類或改性環(huán)氧膠泥對(duì)裂縫直接進(jìn)行封閉處理；對(duì)于裂縫寬度＞0.3mm的，對(duì)裂縫封閉后，灌注裂縫修補(bǔ)膠進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)。滲漏水嚴(yán)重和帶有承壓水的漏水點(diǎn)的區(qū)域利用鑿槽埋管的措施引排處理。

（2）施工的關(guān)鍵是工程質(zhì)量。杭長高速公路作為連接杭州至長興的專線，交通流量巨大，所以對(duì)區(qū)段施工的安全、質(zhì)量等要求十分嚴(yán)格。通過杭長高速公路隧道襯砌裂縫及滲漏的病害處治，有效解決了杭長高速公路隧道襯砌裂縫及滲漏危害，為同類工程提供成功案例，獲取了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

[1]羅瓊，鄒翀，李治國，等.圓梁山隧道襯砌裂縫及滲漏水治理技術(shù)[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2004，41（5）：52～57，64.

[2]黃新社.隧道襯砌裂縫及滲漏水治理技術(shù)[J].隧道建設(shè)，2006，26（3）：32～35，39.

[3]郭建國，李固華.隧道襯砌裂縫和滲漏的成因、預(yù)防及治理[J].鐵道建筑，2003（1）：23～25.

[4]胡建華，鄒金杰.西南某公路隧道襯砌裂縫成因分析及治理方案[J].中外公路，2009，29（3）：146～148.

[5]豐權(quán)章，董曉明，張素磊.公路隧道襯砌裂縫成因及其防治措施研究[J].公路交通科技：應(yīng)用技術(shù)版，2010（8）：257～258.

U457.2

A

1004-7344（2016）16-0122-02

2016-5-20

周特（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事路橋養(yǎng)護(hù)施工工作。