芳綸布在隧道管片結(jié)構(gòu)裂縫加固中的施工應(yīng)用

陳飛飛

（南京地鐵運(yùn)營有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210012）

芳綸布在隧道管片結(jié)構(gòu)裂縫加固中的施工應(yīng)用

陳飛飛

（南京地鐵運(yùn)營有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210012）

隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫等病害日益凸現(xiàn)，粘貼芳綸布是常用的隧道變形整治加固方法。介紹了芳綸布粘貼寬度的選取范圍、芳綸布施工工藝流程及施工步驟，并結(jié)合南京地鐵二號(hào)線工程實(shí)例，對(duì)芳綸布的加固效果進(jìn)行檢測，結(jié)果表明芳綸布工作狀態(tài)良好，具有重要的工程實(shí)踐價(jià)值。

隧道結(jié)構(gòu)；芳綸布；裂縫加固

1　工程概況

隨著我國經(jīng)濟(jì)及交通行業(yè)的快速發(fā)展，公路隧道、鐵路隧道及城市軌道交通隧道也在大規(guī)模的擴(kuò)建，隧道數(shù)量日益劇增，隧道結(jié)構(gòu)隨著使用時(shí)間的增長，受車輛運(yùn)行震動(dòng)、周圍環(huán)境（尤其是附近基坑施工）等原因影響出現(xiàn)的裂縫、掉塊等病害日益凸現(xiàn)[1,2]。

傳統(tǒng)的裂縫修補(bǔ)方法和修補(bǔ)材料如注漿等無法完全滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的需求。芳綸布作為一種新型的復(fù)合型（FRP）材料，具有傳統(tǒng)復(fù)合型材料質(zhì)輕、高彈模、防腐耐久性能好等特點(diǎn)，另外它還具有抗堿腐蝕能力強(qiáng)、抗動(dòng)載、抗沖擊性能好等特點(diǎn)[3,4]。將芳綸布貼在隧道結(jié)構(gòu)裂縫處，可以承受來自洞頂及洞測的土壓力，提高結(jié)構(gòu)的承載能力。

此外，城市軌道交通隧道及電氣化鐵路隧道由于需要接觸網(wǎng)牽引等，對(duì)材料絕緣性要求很高。芳綸布正好具有不導(dǎo)電性，滿足這種特殊部位的要求。

2　方案實(shí)施的選取范圍

芳綸布粘貼寬度分為三個(gè)部分，中間部分為手孔之間的空當(dāng)，寬度為45 cm，另外兩部分為管片兩側(cè)靠近環(huán)縫位置，寬度均為15 cm。

對(duì)裂縫張開的管片進(jìn)行芳綸布粘貼加強(qiáng)，具體實(shí)施范圍為：

（1）當(dāng)單環(huán)管片在封頂塊位置出現(xiàn)2條裂縫長度大于管片環(huán)寬1/3或出現(xiàn)多塊或多條裂縫長度大于管片環(huán)寬1/3或2條及以上的通縫時(shí)，根據(jù)封頂塊芳綸布粘貼布置圖進(jìn)行加固處理，加固環(huán)向弧長約為2.2 m，見圖1、圖2。

圖1　封頂塊芳綸布粘貼示意圖（單位：mm）

圖2　封頂塊芳綸布粘貼平面布置圖（單位：mm）

（2）當(dāng)單環(huán)管片在標(biāo)準(zhǔn)塊、鄰接塊位置出現(xiàn)2條裂縫長度大于管片環(huán)寬1/3或出現(xiàn)多塊或多條裂縫長度大于管片環(huán)寬1/3或2條及以上的通縫時(shí)，根據(jù)封頂塊芳綸布粘貼布置圖進(jìn)行加固處理，加固環(huán)向弧長約為3.170～3.338 m，見圖3、圖4。

圖3　標(biāo)準(zhǔn)塊、鄰接塊芳綸布粘貼示意圖（單位：mm）

圖4　標(biāo)準(zhǔn)塊、鄰接塊芳綸布粘貼平面布置圖（單位：mm）

3　施工方案

3.1施工工藝流程

施工工藝流程見圖5。

圖5　施工工藝流程示意圖

b.芳綸膠：芳綸配套膠30 kg/組，其中主劑20 kg/桶(A)，固化劑10 kg/桶(B)。

重量配合比為A∶B=2∶1。

（8）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，各材料主要技術(shù)指標(biāo)見表1、表2。

表1　芳綸布安全性能指標(biāo)

3.2施工步驟

（1）施工準(zhǔn)備

擬定施工計(jì)劃，對(duì)所使用的芳綸纖維布，配套樹脂、機(jī)具等做好施工前準(zhǔn)備。

（2）掉塊修補(bǔ)

對(duì)芳綸布加固范圍內(nèi)出現(xiàn)掉塊的進(jìn)行修補(bǔ)處理。

（3）混凝土構(gòu)件表面處理

采用磨光機(jī)對(duì)混凝土表面進(jìn)行打磨，清楚表面的夾雜、浮槳、油污等雜質(zhì)，直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)面。表面打磨后用吹風(fēng)機(jī)將混凝土表面浮塵吹掉。

（4）配置并涂刷底層樹脂

按照配套樹脂的主劑、固化劑的比例2∶1進(jìn)行稱量，裝入容器，用攪拌器均勻攪拌。采用滾筒刷將底膠均勻涂抹于混凝土表面，在底膠表面干燥時(shí)進(jìn)行下一步工序的施工。

（5）找平

對(duì)混凝土表面凹陷部位用環(huán)氧膩?zhàn)犹钇?，修?fù)至表面平整，在殘缺修補(bǔ)中使用環(huán)氧膩?zhàn)訒r(shí)，在溫度5℃以上，濕度不小于85%的條件下施工。膩?zhàn)油抗魏蟊砻嫒源嬖诎纪共诩y，再用砂紙打磨平整，轉(zhuǎn)角處修補(bǔ)為半徑不小于30 mm圓弧。

（6）芳綸布粘貼

a.粘貼芳綸布之前首先確定粘貼表面干燥，氣溫在-5℃以下，相對(duì)濕度RH﹥85%時(shí)，如有無效措施不得施工，為防止芳纖維受損，在粘貼之前用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸切斷纖維材料，為防止材料在保管過程中損壞，按當(dāng)天施工的量進(jìn)行裁剪。

b.配置浸漬樹脂均勻涂抹于所要粘貼的部位，抹膠厚度不小于1～3 mm，中間厚，邊緣薄。

c.沿纖維方向多次滾壓，擠出氣泡，使浸漬樹脂完全滲透芳綸布。

d.芳綸布表面均勻涂抹浸漬樹脂。

（7）技術(shù)參數(shù)

a.芳綸纖維布：長度均為100±1.5 m；厚度為：0.286 mm；寬幅：10～50 cm。

表2　底膠的安全性能指標(biāo)

4　治理效果

（1）施工過程見圖6。

圖6　施工過程示意圖

（2）施工完成后的成品見圖7。

圖7　施工完成后的成品

（3）拉拔試驗(yàn)

在南京地鐵二號(hào)線雨潤大街上行K3+620～K3+630處現(xiàn)場模擬檢測，三次拉拔試驗(yàn)檢測粘結(jié)強(qiáng)度分別為2.07 MPa、1.98 MPa、2.74 MPa，均值為2.3 MPa，破壞狀態(tài)均為混凝土內(nèi)聚破壞，表明芳綸布工作狀態(tài)良好。

5　結(jié)語

由于地鐵隧道是一種在地下工作的結(jié)構(gòu)，所以它的受力與地面結(jié)構(gòu)是不一樣的，而且也有凈空的要求，所以進(jìn)行裂縫修補(bǔ)時(shí)，傳統(tǒng)的加固方法實(shí)用性不強(qiáng)，用芳綸布進(jìn)行加固維修就可以滿足它的各方面要求，而且施工操作簡單，主要是表面處理——涂刷底膠——底層浸漬樹脂——粘貼芳綸布——外層浸漬樹脂——表面防護(hù)等幾個(gè)步驟，不需要大型的吊裝機(jī)械設(shè)備，且養(yǎng)護(hù)時(shí)間很短一般為幾個(gè)小時(shí)，隧道的拱頂或側(cè)壁的裂縫一般是多向且不規(guī)則的，這就要求它的修復(fù)材料必須具有良好的抗剪性能，芳綸布不但能滿足其抗剪性能要求，且還是一種不導(dǎo)電的FRP材料，所以芳綸布在隧道地鐵加固工程中將得到廣泛的應(yīng)用。

[1]劉梓圣，張冬梅.軟土盾構(gòu)隧道芳綸布加固機(jī)理和效果研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2014，,51（5）：155-160.

[2]葉耀東.軟土地區(qū)運(yùn)營地鐵盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)變形及健康診斷方法研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，博士論文,2007.

[3]楊斌.芳綸纖維加固鋼筋混凝土梁受彎性能研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，碩士論文，2008.

[4]丁樂.路威2008芳綸布在混凝土墩柱加固中的應(yīng)用技術(shù)[J].鐵道建筑，2004，（7）：66-67.

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.03.035

U455

B

1009-7716（2016）03-0122-02

2015-10-19

陳飛飛（1989-），男，江蘇南通人，工程師，從事土建技術(shù)管理工作。