連拱隧道二次襯砌裂紋處置

劉天飛

摘 要：連拱隧道結(jié)構(gòu)具有一定的特殊性，施工過程中存在比較復(fù)雜的力學(xué)轉(zhuǎn)換，對施工技術(shù)及操作的規(guī)范性都有著嚴(yán)格的要求。該文簡要分析了平鎖高速公路飛魚澤連拱隧道二次襯砌裂紋的成因，并進行科學(xué)化的處置，促進了連拱隧道施工質(zhì)量的提升。

關(guān)鍵詞：連拱隧道 二次襯砌 裂紋 處置

中圖分類號：U45 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（a）-0066-02

平鎖高速公路飛魚澤隧道為整澆曲中墻連拱隧道，設(shè)計里程為K89+310～K89+535，全長225 m，隧道大部分為淺埋，進出口洞門中線與地形線大角度相交，存在較大偏壓情況。連拱隧道圍巖偏壓段初期支護采用75 cm間距的20b拱架，采用Φ8鋼筋網(wǎng)，并將網(wǎng)格間距控制為20 cm×20 cm，噴射28 cm厚的C20規(guī)格混凝土，采用D25中空注漿錨桿為系統(tǒng)錨桿，并確保其環(huán)向間距為100 cm。連拱隧道二次襯砌采用60 cm厚的C25鋼筋混凝土。在隧道施工時，先開挖中導(dǎo)洞，做中隔墻，然后分臺階開挖靠近山體外側(cè)的右洞，再分臺階開挖開進山體內(nèi)側(cè)的左洞。

1 連拱隧道二次襯砌裂紋形態(tài)

1.1 非荷載性裂縫形態(tài)

一般而言，豎向的裂縫主要發(fā)生在溝槽墻身等位置，尤其在施工縫處多表現(xiàn)出這一形態(tài)，明洞處出現(xiàn)了拱圈開裂現(xiàn)象，加之養(yǎng)護不到位，以至于砼快速失水，最終造成了收縮性裂縫病害。

1.2 荷載性裂縫形態(tài)

對于剪切性的裂縫而言，通常多發(fā)于拱腰位置，而且斜向向下延伸。通常情況下，該種產(chǎn)狀多伴隨著硅剝落或者開裂等跡象，具體成因如下：基礎(chǔ)出現(xiàn)了不均勻沉降現(xiàn)象，造成扭曲或傾斜；此外，最大主壓應(yīng)力出現(xiàn)了方向性的問題，以至于沿此方向的拉應(yīng)力較大，比如：某隧道工程項目局部段落節(jié)理裂隙，采用赤平極射投影法，根據(jù)“X”節(jié)理的走向夾角的銳角平分線的指向，即是主壓應(yīng)力方向的原理，推算主應(yīng)力方向，與隧道夾角約69°，該隧道產(chǎn)生剪切性的裂縫病害。

2 二次襯砌裂紋的處置原則及處理措施

2.1 處置原則

在連拱隧道工程中，本著標(biāo)準(zhǔn)兼治的原則對二次襯砌裂紋進行處置，最大程度避免裂紋進一步發(fā)展而影響連拱隧道工程的總體建設(shè)質(zhì)量。在實際處置過程中，以全面治理、不留后患為處置原則和目標(biāo)，確保連拱隧道工程在投入運營后具有良好的美觀性和經(jīng)濟性，與此同時，應(yīng)當(dāng)遵循安全性原則，尤其是連拱隧道圍巖為V級風(fēng)化巖，地質(zhì)軟弱，在局部位置出現(xiàn)二次襯砌裂紋后，初期支護出現(xiàn)不同程度的變形，對二次襯砌的處置帶來了一定難度，且風(fēng)險系數(shù)較高。因此，在對連拱隧道二次襯砌裂紋進行處置時，應(yīng)當(dāng)遵循安全性原則。

2.2 處理措施

一是在裂紋部位刻槽，對二次襯砌裂紋進行壓注環(huán)氧樹脂，促使二次襯砌裂紋粘結(jié)為整體，從而對裂紋進行科學(xué)化的控制。二是以注漿方式對二次襯砌背后空洞以及不密實的部位進行規(guī)范的填充處理，確保地層的抗力作用能夠得到充分發(fā)揮。在對二次襯砌裂紋進行處理的過程中，應(yīng)當(dāng)將注漿的水灰比控制在1∶1的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，沿著空洞縱向方向兩側(cè)分別進行打孔操作，保證注漿空和排氣孔的規(guī)范性，待排氣孔有漿液流出時，可堵住排氣孔，保持0.3 MPa范圍內(nèi)的注漿壓力5 min，以免壓力過大而對連拱隧道二次襯砌造成嚴(yán)重的破壞。三是采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的碳素纖維開展規(guī)范的加固操作，拱腰以上全斷面為加固范圍。加固前以高壓狀態(tài)下的水或壓縮空氣吹洗鑿毛面，確保吹洗干凈以促進碳素纖維和原有襯砌緊貼，從而提高加固后二次襯砌的整體受力效果。四是在此基礎(chǔ)上，噴射防火涂料，確保其與襯砌實現(xiàn)光滑平整的連接，從而提高二次襯砌裂紋的處理效果。五是安裝光柵光纖應(yīng)變傳感器，在實際運營過程中，對加固段進行持續(xù)監(jiān)測，以便在第一時間發(fā)現(xiàn)二次襯砌加固存在的問題，并及時進行處理。

3 二次襯砌裂紋的監(jiān)測方案及處理效果

二次襯砌裂紋觀測過程中，主要對象是所有存在的缺陷段、需整治段。觀測的主要內(nèi)容是襯砌裂紋、變形以及掉塊和滲漏水等一系列病害及其發(fā)展情況。監(jiān)測的主要對象是襯砌厚度存在缺陷或者不足之處，襯砌的表面是否存在著裂紋、滲漏水現(xiàn)象。如果襯砌背后出現(xiàn)了空洞或者密實度不夠等多種缺陷，則需結(jié)合長期監(jiān)測的結(jié)果對其進行針對性的處理。監(jiān)測內(nèi)容：襯砌位移的變化，監(jiān)測斷面間距按10 m考慮，不足10 m處布設(shè)一處，監(jiān)測點布置于拱頂、兩側(cè)拱腰，不少于3處，監(jiān)測的同時，還應(yīng)觀測襯砌表面是否有裂紋、掉塊、變形、滲漏水等病害發(fā)生與發(fā)展。長期監(jiān)測、觀測頻率，一般為每月1次，有病害發(fā)生與發(fā)展的，應(yīng)加大頻率。

在連拱隧道工程建設(shè)中，針對不同的裂紋段采用不同的裂紋處置方式，直至裂紋處置完畢偶，整個施工過程安全順利，二次襯砌加固地段整體平滑，并且未侵占建筑界限，在對連拱隧道工程進行持續(xù)半年的觀察后，發(fā)現(xiàn)連拱隧道工程并無新的隧道產(chǎn)生，且裂紋處置部位的初期支護厚度、二次襯砌效果以及實際強度等均滿足連拱隧道工程建設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在地基加固處理后，其二次襯砌裂紋呈現(xiàn)良好的穩(wěn)定狀態(tài)，無新裂紋出現(xiàn)，其他質(zhì)量指標(biāo)也均滿足相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)，因此，連拱隧道工程通過了交工驗收，就可以投入使用。

在連拱隧道工程建設(shè)中，為了有效地對二次襯砌裂紋進行防治，工程建設(shè)相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合地質(zhì)環(huán)境的實際影響，在隧道施工過程中以第三方檢測單位所提供的超前地質(zhì)預(yù)報為主要依據(jù)，結(jié)合輸?shù)粽谱用鎳鷰r的地質(zhì)及水文情況進行全面衡量和分析，進而對圍巖類別進行準(zhǔn)確的判斷，確保其與連拱隧道工程建設(shè)實際需求相符合，以免二次襯砌裂紋出現(xiàn)規(guī)范的施工操作能夠在一定程度上控制二次襯砌裂紋的出現(xiàn)，這就需要相關(guān)工程建設(shè)恩怨嚴(yán)格按照設(shè)計及規(guī)范要求開展施工操作，堅決不能投機取巧，以免埋下安全隱患。在實際施工過程中應(yīng)當(dāng)在圍巖級別變化位置、變更斷面以及圍巖級別變更部位合理設(shè)置沉降縫，以防止二次很襯砌裂紋出現(xiàn)。工程建設(shè)過程中相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制超欠挖和規(guī)范防水板掛設(shè)，防水板掛設(shè)前應(yīng)先對初期支護噴射混凝土進行檢測，欠挖部位應(yīng)先加以鑿除，對噴射混凝土表面凹凸顯著部位應(yīng)分層噴射找平。外露的錨桿頭及鋼筋網(wǎng)頭應(yīng)齊根切除，并用水泥砂漿抹平，使混凝土表面平順。防水板掛設(shè)完成后用手托起防水板看其是否能與初支密貼，且沒有太多余量，一般防水板長度為初支面長度的1.2～1.5倍。防水板掛設(shè)時焊接點數(shù)量和間距要滿足設(shè)計要求，保證拱部防水板掛設(shè)穩(wěn)固，防止防水板因掛設(shè)不穩(wěn)在混凝土澆筑過程中掉落后壓入兩側(cè)混凝土，造成拱部空洞。工程建設(shè)中應(yīng)當(dāng)做好二襯臺車附近的文明施工，防止支墊方木長期被水浸泡?，F(xiàn)場管理人員要定期檢查方木受壓能力，防止混凝土澆筑后被壓碎引起臺車下沉，襯砌臺車在使用過程中要定期檢查、維護，防止臺車屈服變形，初期支護鋼架安裝過程中要嚴(yán)格控制鋼架間距和垂直度等，認(rèn)真檢查鋼架縱向連接鋼筋焊接是否可靠，縱向連接鋼筋的間距是否滿足設(shè)計及規(guī)范要求，鋼架是否與錨桿、鎖腳錨管等可靠焊接牢固。二襯鋼筋施工時，首先對鋼筋位置按照設(shè)計要求的間距進行定位，然后嚴(yán)格按確定位置將鋼筋焊接或綁扎牢固，并合理預(yù)留鋼筋保護層厚度，在襯砌臺車就位前對二襯鋼筋進行認(rèn)真的檢查，對鋼筋間距、焊接質(zhì)量、綁扎質(zhì)量不符合要求的必須進行調(diào)整或返工處理。

4 結(jié)語

總的來看，連拱隧道的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，施工工序較多，使得施工難度較大，二次襯砌裂紋的產(chǎn)生原因具有多樣性，為保證連拱隧道二次襯砌的實際施工質(zhì)量，最大程度對二次襯砌裂紋進行控制，應(yīng)當(dāng)積極加強施工質(zhì)量管理和控制，嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)范開展施工操作，切實提高連拱隧道在投入使用后的安全性。

參考文獻

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