地鐵隧道管片破損修復技術

劉芳

（北京鐵城建設監(jiān)理有限責任公司，北京 100166）

0 引言

地鐵已經成為人們日常出行密不可分的交通工具，發(fā)車密度大，載客人數(shù)多，如隧道盾構出現(xiàn)的質量問題處理不當，造成掉塊或漏水，勢必帶來嚴重的后果。本文結合在杭州地鐵的工作經驗，圍繞破損原因、破損評估、修復技術方面討論總結，為類似工程質量問題處理提供參考。

1 管片破損原因分析

1.1 管片吊裝倒運過程中施工不當

管片在場外運輸及場內倒運過程中，經過多次的吊裝和搬運，由于工人的不細致和吊具選用不合理，就會造成管片與管片之間、管片與吊具之間的摩擦磕碰，發(fā)生缺棱掉邊的現(xiàn)象。

1.2 盾構機姿態(tài)差，司機糾偏不當

當盾構機姿態(tài)較差時，盾構機司機操之過急，糾偏量過大，未做到“勤測少糾、保頭護尾”，在管片選型方面也沒有及時根據盾構姿態(tài)進行調整，引起盾構機趨勢與拼裝管片趨勢不一致，推進時造成管片產生環(huán)向破損。

1.3 管片螺栓擰緊和重新擰緊不及時

由于組裝成環(huán)的節(jié)段縱向和周向螺栓沒有及時擰緊和重新擰緊，節(jié)段因推進油缸推力不均勻而錯位。在推進過程中，相鄰環(huán)段之間沒有面接觸，而是形成點接觸，導致向后推進方向的周向損傷。

1.4 盾尾間隙太小

盾尾間隙太小，推進過程中管片不動，盾體在動。盾構機盾尾與管片摩擦碰撞，盾殼上的力直接作用在管片上，導致管片錯位損壞。

1.5 同步注漿壓力不均勻，漿液不飽滿

注漿孔分布不合理或曲線外側開挖量大，會造成管片背面注漿壓力不均勻、注漿量不足，容易使剛脫離盾尾約束的管環(huán)向曲線外側偏移，造成管片損壞。

1.6 二次注漿漿液流動性差，壓力不均勻

管片吊裝孔進行二次江漿期間，如果漿體流動性差，注漿壓力可能不均勻，容易導致管片局部壓力過大，對周圍管片造成破壞。

1.7 管片成型后受地層水土壓力影響上浮

受地層中水土壓力的影響，成型隧道管片后期會由于地下水的浮力及頂部土層的可壓縮性，而產生上浮，上浮不均勻時使底部管片產生破損。

2 破損病害分級

隧道病害分級采用單項指標法，評定時以最不利一項評定因素的病害程度作為隧道結構最終的病害程度分級。隧道病害分級見表1。

表1 隧道病害分級

病害級別為Ⅰ級時，應立即采取處理措施；病害級別為Ⅱ級時，對破損病害，應采取處理措施；病害級別為Ⅲ級時，宜采取處理措施；病害級別為Ⅳ級時，可暫不采取處理措施，但應對病害進行跟蹤巡檢。

破損病害根據病害特點分為管片橫（縱）向裂縫、管片剝落（缺角、掉塊、松動），管片破損等級分類見表2。

3 管片破損病害修復技術

破損病害的修復措施包括涂抹封閉法、灌漿法、填充法、無筋嵌填修補、有筋嵌填修補、鋼內襯加固，不同類型破損病害的修復方式參考見表3。

表2 管片破損等級分類

表3 盾構法隧道破損病害修復措施

（1）涂抹封閉修復順序：①基層處理；②涂抹封閉材料攪拌；③分層涂刷；④抹平；⑤養(yǎng)護。

水泥基滲透結晶型防水材料用作涂層密封材料。

施工前應將管片表面的污染物清理干凈，并采用有壓空氣將裂縫吹凈，才能保證修補材料與管片有效粘結。

考慮到隧道內的濕度、溫度均適宜，可采用自然養(yǎng)護。

（2）灌漿法修復順序：①對基層進行處理；②裂縫大于0.55mm，開V 型槽，小于0.5mm 時可不開槽；③粘貼注漿嘴；④封縫；⑤查驗密封；⑥灌漿；⑦對封口進行抹平。

采用環(huán)氧樹脂灌漿材料作為灌漿料。

w＞0.5mm 的裂縫，以裂縫為中心開V 型槽，V 型槽深度20mm。

用壓縮空氣將裂縫內粉塵吹凈，確保灌漿深度。

灌漿噴嘴埋置間距約300mm，位于較寬的裂縫處。不開槽用環(huán)氧膠泥封縫；開槽型封縫先刷一層環(huán)氧樹脂漿液，再填水泥砂漿封閉裂縫。密封縫固化后，用肥皂水檢查密封效果。

灌漿壓力應控制在0.2～0.4MPa，垂直縫的灌漿順序為自下而上，水平縫的灌漿順序為從縫一端的到另一端，每次灌漿應視附近漿嘴出現(xiàn)情況泥漿而定，在附近泥漿噴嘴出現(xiàn)泥漿后，應立即用木塞塞住，并進行循環(huán)，直到最后一個噴嘴完成為止。

（3）填充法修復順序：①基層處理；②開鑿V 型或U 型槽；③鋼筋除銹（如露筋）；④涂界面劑；⑤填充；⑥涂刷抹平。

填充法采用環(huán)氧樹脂砂漿。

（4）無筋嵌填修補順序：①碎塊鑿除；②鉆孔；③表面清理；④植筋；⑤涂界面劑；⑥抹聚合物修補砂漿；⑦上色。

先對碎裂處尚未掉落或有裂縫的混凝土碎塊進行鑿除，清理完表面的碎屑后，采用壓縮空氣將碎屑吹干凈。

用8mm 的鉆頭鉆孔，鉆孔深度約為6cm，在破碎段沿約30°角向上鉆孔，孔間距約為15cm，植筋鉆孔深度不小于5cm。預埋鋼筋直徑為6cm 的帶肋鋼筋。

無筋嵌填修補采用環(huán)氧樹脂砂漿，每次填補不能超過2cm，下一塊填補要壓住上一塊的填補。

上色采用黑白水泥混合液，確保修補后顏色與管片原來顏色一致。

（5）有筋嵌填修補順序：①碎塊鑿除；②鉆孔；③表面清理；④植筋；⑤涂界面劑；⑥抹第一層聚合物修補砂漿；⑦綁扎鋼絲網片；⑧抹第二層聚合物修補砂漿；⑨上色。

有筋嵌填修補采用環(huán)氧樹脂砂漿。

有筋嵌填修補中鋼筋直徑宜6mm，且應為帶肋鋼筋，鋼絲網規(guī)格直徑為1mm，網格口徑為3cm×3cm。

（6）鋼內襯加固施工順序：①準確對隧道的斷面進行測量，隧道變形趨于穩(wěn)定狀況；②根據測量數(shù)據制作鋼內襯；③清理管片表面，對鋼內襯進行打磨；④安裝鋼環(huán)板；⑤對鋼內襯進行有效的防腐處理。

鋼內襯加固根據盾構隧道鋪軌與否，分為“全斷面鋼環(huán)”和“鋼環(huán)+牛腿”兩類；根據鋼內襯加固位置，分為“騎縫環(huán)”和“環(huán)面環(huán)”兩類；鋼內襯的寬度和分塊尺寸需由設計單位確定。

鋼內襯加固根據盾構隧道鋪軌與否，分為“全斷面鋼環(huán)”和“鋼環(huán)+牛腿”兩類；根據鋼內襯加固位置，分為“騎縫環(huán)”和“環(huán)面環(huán)”兩類；鋼內襯的寬度和分塊尺寸需由設計單位確定。

鋼板材質為Q235B、Q345B，厚度由設計單位確定，焊條為E501T-1，斷面焊接采用CO2氣體保護焊。化學錨栓為M16，機械等級為5.8 級，錨栓抗拔力≥40kN。鋼筋：HRB400 級鋼。混凝土：C30。防腐材料選用噴涂型聚脲彈性體（SPUR）。

4 結束語

地鐵工程是民生工程、百年工程，修復僅是一種補救措施，故在施工過程中，提高技術人員管理水平，做好盾構機設備選型、管片選型、姿態(tài)調整、同步注漿、二次注漿、監(jiān)測數(shù)據等過程管控，減少管片破損率，才是我們質量管理的重點。