公路隧道襯砌裂損病害檢測(cè)與治理措施

楊洋

中鐵十九局集團(tuán)第三工程有限公司 河南新鄉(xiāng) 110136

1 隧道裂縫因素分析

1.1 設(shè)計(jì)因素

（1）由于地質(zhì)比較復(fù)雜，地質(zhì)勘察工作比較粗糙，隧道圍巖的級(jí)別劃分存在差異，直接導(dǎo)致隧道圍巖級(jí)別和設(shè)計(jì)方案不匹配。

（2）不良地質(zhì)區(qū)域的專項(xiàng)設(shè)計(jì)方案有不足之處，情況也是導(dǎo)致隧道襯砌結(jié)構(gòu)裂縫的一項(xiàng)重要原因。

（3）設(shè)計(jì)理念相對(duì)傳統(tǒng)，依然采用“先拱后墻”的施工方式，方式易使隧道襯砌背后存在空洞，進(jìn)一步導(dǎo)致隧道襯砌受力條件發(fā)生改變，導(dǎo)致隧道襯砌開裂。

1.2 施工因素

（1）根據(jù)《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》要求，二次襯砌拆模時(shí)間應(yīng)符合要求：不承受圍巖壓力和外部荷載的拱、墻混凝土強(qiáng)度應(yīng)大于5MPa；承受圍巖壓力和外部荷載的拱、墻混凝土強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。通常施工單位現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)未按照規(guī)范要求進(jìn)行施工，提前將二襯模板拆除，混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不足，混凝土無法達(dá)到規(guī)范或設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度，二次襯砌無法承受自重或外部荷載產(chǎn)生裂縫。

（2）二次襯砌施作時(shí)機(jī)不對(duì)，過早澆筑施作二次襯砌，致使二次襯砌結(jié)構(gòu)耐久性不足引起后期使用期間開裂，是由于隧道圍巖自穩(wěn)性較差，隧道開挖后未達(dá)到自問條件施作二次襯砌。第二個(gè)原因是由于隧道掌子面開挖距離二次襯砌間距不足，工序之間施工空間欠缺，掌子面跑破開挖震動(dòng)對(duì)二次襯砌結(jié)構(gòu)造成影響，此情況也會(huì)引起二次襯砌結(jié)構(gòu)開裂。

（3）小凈距隧道二次襯砌時(shí)機(jī)未按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行施工作業(yè)，左右洞掌子面開挖應(yīng)相距2 倍開挖洞徑的距離，同時(shí)后行洞仰拱開挖面超過先行洞二次襯砌澆筑距離；后行洞仰拱開挖面落后于先行洞二次襯砌，當(dāng)后行洞開挖作業(yè)形成臨空面后，根據(jù)相關(guān)分析可知，小凈距隧道左右洞距離較近，整個(gè)地層變形偏向于后行洞方向，當(dāng)整個(gè)地層變形較大時(shí)，先行洞二次襯砌結(jié)構(gòu)將無法承受地層變形而產(chǎn)生開裂破壞。

（4）混凝土配合比和泵送混凝土工藝未按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。二次襯砌混凝土澆筑過程中出現(xiàn)混凝土供應(yīng)不足，錯(cuò)過最佳時(shí)機(jī)將導(dǎo)致下層混凝土初凝。由于混凝土地運(yùn)輸過程中坍落度損失較大對(duì)混凝土性質(zhì)造成影響，二次襯砌混凝土澆筑時(shí)沒有按照分倉或分層工藝進(jìn)行澆筑施工，由此形成施工冷縫。

2 公路隧道襯砌裂損病害檢測(cè)

2.1 隧道襯砌漏水

每當(dāng)遇到雨雪天氣，公路隧道內(nèi)的滲水情況嚴(yán)重，天晴后滲漏情況好轉(zhuǎn)直至停止漏水，這說明地表降水是隧道地下水的主要來源。先拱后墻的礦山隧道施工法，會(huì)使襯砌有拱墻接縫等比較多的接縫，接縫的防水沒有復(fù)合襯砌的效果好，也會(huì)發(fā)生滲水。而在施工時(shí)拱腰和拱頂會(huì)有空穴，之前因水渠發(fā)生塌方事故時(shí)難以將空洞填充密實(shí)，以及在隧道施工落地時(shí)也會(huì)使襯砌背后產(chǎn)生空隙，這些空穴、空洞以及空隙使得隧道地下水匯集在一起并形成流動(dòng)通道，這也是公路隧道漏水的一大主因[1]。

2.2 公路隧道襯砌裂損病害的檢測(cè)結(jié)果

現(xiàn)在各大科研院所和高校大多采用雷達(dá)技術(shù)探測(cè)公路隧道襯砌的施工質(zhì)量，雷達(dá)法在確定缺陷的形狀大小和深度方面比較精確，能夠大范圍進(jìn)行檢測(cè)，而且裝備比較輕。探地雷達(dá)就是把高頻電磁脈沖波射向地層，在傳射過程中電磁波會(huì)碰到電磁性不同的介質(zhì)界面，一些電磁波能量會(huì)轉(zhuǎn)化為反射波折返，另一些電磁波能量能夠穿透介質(zhì)界面繼續(xù)向前傳播，當(dāng)再次碰到介質(zhì)界面時(shí)，又會(huì)轉(zhuǎn)化成反射波返回，通過分析接收到的反射波和它所攜帶的信息就可以獲得有關(guān)的物理信息，影響雷達(dá)法檢測(cè)病害效果的關(guān)鍵因素就是接收的反射波強(qiáng)度和質(zhì)量。

3 公路隧道襯砌裂損病害的治理措施

3.1 對(duì)細(xì)微裂縫的治理

隧道襯砌混凝土外表，可見明顯的細(xì)微裂縫，但這些裂縫沒有太大的擴(kuò)展性。類裂縫相對(duì)來說比較穩(wěn)定，通常能夠自愈，對(duì)結(jié)構(gòu)后期的使用并無嚴(yán)重的影響。故建議：先對(duì)裂縫表面進(jìn)行清洗，抹上一層環(huán)氧樹脂漿液，最好2-3 遍，使用刮抹料或是調(diào)色料來對(duì)混凝土表面進(jìn)行處理，讓他的顏色能夠和周圍襯砌混凝土之間保持相同[2]。

3.2 處理貫通性裂縫

種裂縫有明顯的危害，需妥善地治理。順著裂縫方向進(jìn)行開鑿，寬度5cm，深度3cm，形狀為V 形。槽內(nèi)建議鉆孔，0．5m/孔，深度=襯砌厚度的50%（或2/3）。一般，深度不低于15cm，很少直接透過整個(gè)襯砌，防止跑漿。使用水沖來對(duì)雜物粉塵進(jìn)行清洗，在孔內(nèi)直接插入10mm 長(zhǎng)度的壓漿管，同時(shí)借助環(huán)氧樹脂水泥漿來對(duì)灰砂進(jìn)行錨固，做好壓實(shí)抹光工作。樹脂砂漿配比：環(huán)氧：水泥：細(xì)砂：乙二胺：二丁酯=1:1．6：3．2:0．1:0．12。乙二胺是比較好用的固化劑，稀釋劑可以改用二丁酯，以0．15-0．2MPa 壓力成功地對(duì)雙液漿或是環(huán)氧樹脂漿液進(jìn)行壓入。最后，根據(jù)壓力水來對(duì)壓漿效果進(jìn)行檢查，裂縫外表要做好刮抹以及調(diào)色處理。

3.3 治理密集裂縫

襯砌背后由于空洞或是襯砌厚度過小，可能形成密集裂縫。此時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)防水、地層做好加固處理。順著裂縫雙側(cè)，進(jìn)行交叉布點(diǎn)，間隔距離為1．2-1．5m，方槽尺寸10cm×10cm、深約5cm。接著開始鉆孔，工具為風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)?？咨?m，并利用WDT25 注漿錨桿進(jìn)行操作。水灰比調(diào)至1:1，灰砂比1:（3-5），注漿順序?yàn)橄壬虾笙耓3]。

4 結(jié)語

襯砌裂損病害是公路隧道施工過程中容易出現(xiàn)的安全隱患，其容易受多種因素影響，需要運(yùn)用專門的儀器設(shè)備、采取合理的方法檢測(cè)判斷出襯砌裂損病害的位置并確定合理的治理措施。