莊石云

(中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心湖南總隊(duì), 湖南株洲市 412011)

既有隧道維修加固施工技術(shù)

莊石云

(中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心湖南總隊(duì), 湖南株洲市 412011)

公路隧道經(jīng)過(guò)相當(dāng)一段時(shí)間的營(yíng)運(yùn)后,由于圍巖的風(fēng)化、硐內(nèi)設(shè)施的老化等,一般7～10年需要整修一次。通過(guò)對(duì)清連一級(jí)公路焦沖隧道之不同圍巖特征、原始地應(yīng)力、襯砌情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)、調(diào)查、試驗(yàn),針對(duì)隧道不同病害形式分別采取符合實(shí)際的維修加固方法,節(jié)約成本341萬(wàn)元,取得了較好的維修效果。

公路隧道;維修加固;施工技術(shù)

廣東清連一級(jí)公路為G107國(guó)道線(xiàn)上的重要路段,全線(xiàn)地形地貌復(fù)雜,施工難度大,技術(shù)要求高。全線(xiàn)共5座隧道,單硐里程11.15km,1997年建成通車(chē),經(jīng)過(guò)多年使用,5座隧道均出現(xiàn)了不同程度的破損、輪廓變形、襯砌強(qiáng)度降低、襯砌厚度不足、滲漏水等病害,需要進(jìn)行整治。焦沖隧道是需要整治的隧道之一,它為分離式長(zhǎng)隧道,單硐隧道凈寬11.25 m,隧道的平面線(xiàn)型為直線(xiàn),左右線(xiàn)縱坡為-1.34%。分左右硐,左硐全長(zhǎng)2405m,右硐全長(zhǎng)2355m。

1 隧道整治方案

隧道圍巖為青色鈣泥質(zhì)粉砂巖,局部巖體較破碎,據(jù)資料:由于隧道穿越多處斷層破碎帶等地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜地段,掘進(jìn)過(guò)程中,多次發(fā)生崩塌、冒落等事故,隧道進(jìn)出口覆蓋層為2～3m厚的崩塌碎石和殘積土層,左右硐邊界距離約40m。

由于該隧道的整治工作程序繁多,施工瑣碎,需要對(duì)其進(jìn)行分序施工。

主要整治措施有:隧道滲漏水處理、隧道襯砌后空硐注漿處理、隧道縱向或斜向貫通裂縫加固處理、裂縫注漿、隧道基礎(chǔ)加固處理、隧道圍巖加固注漿、隧道襯砌補(bǔ)強(qiáng)加固、人行橫硐掘進(jìn)等8項(xiàng)分項(xiàng)工程。

2 維修施工技術(shù)

2.1 施工程序

首先辦理好各種手續(xù),協(xié)調(diào)好各種關(guān)系,先開(kāi)放右硐,全封閉左硐,對(duì)左硐進(jìn)行整治;左硐完工后,開(kāi)放左硐,全封閉右硐,對(duì)右硐進(jìn)行整治。整治施工工序如下:

測(cè)量放線(xiàn)定位→工作臺(tái)、水電到位→隧道滲漏水處理→隧道襯砌后空硐注漿處理→隧道舊瓷磚拆除→隧道圍巖加固注漿→隧道拱頂、腰拱清洗→裂縫注漿→隧道縱向或斜向貫通裂縫加固處理→隧道襯砌補(bǔ)強(qiáng)治理→人行橫硐掘進(jìn)→隧道基礎(chǔ)加固處理→路面整治→隧道拱頂、腰拱防水、裝飾→電纜溝水溝整治。

2.2 隧道維修加固施工技術(shù)

2.2.1 隧道防治水技術(shù)

對(duì)隧道施工縫、環(huán)向或斜向變形裂縫等滲漏水縫采用環(huán)向開(kāi)槽、清污除垢,半管引水致排水溝、槽內(nèi)密封防水方法處理;點(diǎn)狀滲漏水采用深擴(kuò)漏水源,找源堵水或深挖漏水源埋管引水致排水溝。具體做法如下:先仔細(xì)觀察裂縫漏水情況,并對(duì)裂縫定性,確定處理類(lèi)型后,清表、除污垢,使用鑿子、風(fēng)鎬沿漏水裂縫開(kāi)一個(gè)寬6cm、深5cm的槽,直至電纜溝底部,將Φ50mm的半管嵌入槽中,用堵漏劑填實(shí)半管周?chē)?以免漏水,再涂抹膨脹膠、堵漏劑各1mm,接著用表面高效防水劑涂塞滿(mǎn)槽,最后兩邊各涂刷15 cm,厚度1～2mm。

對(duì)于無(wú)滲水的不規(guī)則裂縫,采用沿裂縫開(kāi)“V”型槽,充填、涂刷高效防水劑等方法處理。兩硐共完成滲漏水縫引水9985.4m,滲漏水點(diǎn)引堵水57工點(diǎn)。

注意事項(xiàng):鑿槽深度、平整度、排水管埋設(shè)是否堵塞、防水材料涂刷情況及防滲效果等。

2.2.2 隧道襯砌后空硐注漿

鉆孔注漿,采用回填注漿法,注漿材料為水泥砂漿、水泥漿。具體做法:隧道襯砌后空硐、脫空或襯砌存在的離析現(xiàn)象采用鉆孔回填注漿法,垂直拱頂及兩腰各鉆1排共3排,拱頂排為主注漿孔,腰排為觀察孔及補(bǔ)充注漿孔,孔徑為Φ25mm,孔深以穿透壁厚0.5m終孔,縱向孔距3m×3m;注漿材料為32.5MPa級(jí)普通硅酸鹽水泥及粉細(xì)砂,即水泥砂漿或純水泥漿;配合比:水泥砂漿為水泥∶砂=1∶0.5,w/c=0.8～1.0;純水泥漿為w/c=0.5～0.8;注漿壓力為0.3～0.5MPa,直至注滿(mǎn)接頂。兩硐共完成回填注漿3665.8m3。

注意事項(xiàng):漿液配比、注漿壓力、充填效果、鉆芯檢查結(jié)果、注漿過(guò)程中的安全保障措施等。

2.2.3 隧道縱向或斜向貫通裂縫加固

對(duì)裂縫寬度δ=0.5～2.0mm的裂縫,采用沿裂縫布置錨桿加固,即先開(kāi)錨桿墊板槽(300mm×300mm×80mm),再在槽內(nèi)鉆孔、插入中空錨桿、注漿、鎖錨、用高效防水劑找平墊板槽;對(duì)寬度δ≥2.0 mm的裂縫,采用環(huán)向鋼拱架加固,鋼拱架用H150型鋼制作。施工時(shí),先開(kāi)槽、放置鋼拱架、高效防水劑填槽、找平,表面用高效防水劑涂刷,兩邊各涂刷30cm寬,厚度1～2mm。兩硐共完成中空錨桿685根,H150型鋼加固255榀。

注意事項(xiàng):施工時(shí),嚴(yán)格要求混凝土鑿毛,鋼拱架連接、焊接和襯砌的貼密質(zhì)量,噴射混凝土的配合比和強(qiáng)度,鋼筋的間距、長(zhǎng)度、直徑、焊接工藝,噴層厚度、平整度等。

2.2.4 裂縫注漿

具體做法如下:對(duì)寬度δ≤0.15mm的裂縫,穩(wěn)定且不漏水的裂縫,不處理;對(duì)裂縫寬度δ=0.15～2.0mm的裂縫,采用E205或E2800環(huán)氧樹(shù)脂無(wú)損傷嵌補(bǔ)。施工時(shí),用砂輪整平、密封膏涂刷裂縫表面,按間距20cm用HS密封膏粘合基座,注漿壓力為0.5MPa,自下而上注漿;對(duì)寬度δ=2.0～5.0 mm的裂縫,采用嵌槽封閉裂縫,無(wú)水時(shí)注入E205環(huán)氧樹(shù)脂,有水時(shí)注入氰凝等加固,即沿裂縫開(kāi)槽、鉆孔埋注漿管、封槽并注漿,注漿壓力不大于0.5 MPa。兩硐共完成環(huán)氧樹(shù)脂無(wú)損傷嵌補(bǔ)2568.7m,嵌槽封閉注漿885m。

2.2.5 隧道基礎(chǔ)加固處理

二次襯砌邊墻基礎(chǔ)承載力較低或邊墻基礎(chǔ)有沉降的區(qū)段,采用打孔、埋管注漿加固,注漿孔分2排,先施工襯砌1排,后施工路面一排,采用2次序加密施工,縱向長(zhǎng)度10～15m為一次序段。注漿采用Φ50mm的小導(dǎo)管,孔深3～5m,孔間距為2m,注漿材料為32.5MPa級(jí)普通硅酸鹽水泥純水泥漿;配合比:w/c=0.5～0.8;注漿壓力0.5～1.2MPa。兩硐共完成隧道基礎(chǔ)加固188.7m,打管注漿1366.5m。

注意事項(xiàng):導(dǎo)管間距、直徑、深度、漿液配比及注漿壓力等。

2.2.6 隧道圍巖加固注漿

隧道原掘進(jìn)過(guò)程中的圍巖破碎地段,目前表現(xiàn)為隧道二次襯砌漏水密集地段,對(duì)圍巖進(jìn)行加固注漿:全斷面均勻布孔,網(wǎng)孔距1.5m×(1～1.5)m,孔深3～5m,注漿采用Φ20mm小導(dǎo)管,注漿材料為32.5MPa普通硅酸鹽水泥,水泥漿配比為w/c=1∶1～0.8∶1,注漿壓力為0.6～1.0MPa。兩硐共完成隧道圍巖加固注漿3處段,計(jì)1311m2。

2.2.7 隧道襯砌補(bǔ)強(qiáng)

襯砌厚度、強(qiáng)度不足或裂縫密集時(shí),采用噴錨網(wǎng)加固。具體做法是:打毛混凝土表面、打孔、裝中空錨桿、注漿、鎖錨、施工鋼筋錨釘、掛網(wǎng)、焊接、噴射混凝土、高效防水劑找平。兩硐共完成隧道襯砌補(bǔ)強(qiáng)11處,887.5m2。

注意事項(xiàng):錨桿長(zhǎng)度、注漿飽滿(mǎn)度、錨頭處理及找平。

2.2.8 人行橫硐掘進(jìn)

車(chē)行橫硐之間增加人行橫硐,共2條,每條長(zhǎng)40m,共80m,成型后的斷面寬高尺寸為2.2m×3.2m。具體做法是:風(fēng)鎬開(kāi)硐成型、小藥量控制爆破,出渣后噴錨網(wǎng)支護(hù),一襯、混凝土二襯,最后裝飾亮化。

3 結(jié) 語(yǔ)

焦沖隧道總長(zhǎng)4760m,其維修、提質(zhì)改造工程原預(yù)計(jì)投資2800萬(wàn)元,在施工過(guò)程中,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、不斷優(yōu)化維修施工方案,實(shí)際施工耗時(shí)13個(gè)月,耗資2459萬(wàn)元,節(jié)約了大量資金,為同類(lèi)型隧道維修加固提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

[1]JTGH12-2003.公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[2]何 川,佘 健.高速公路隧道維修與加固[M].北京:人民交出版社,2006.

2009-11-30)

莊石云(1968-),男,湖南桃江人,高級(jí)工程師,主要從事巖土工程的勘察、設(shè)計(jì)、施工管理,擅長(zhǎng)巖土勘察和地基處理。