楊勇

摘要：在地鐵隧道施工貫通后或運營前，由于地鐵周邊深基坑開挖、地鐵軸線上方堆重載的外部原因，造成隧道軸線偏移、隧道結構受損。為確保地鐵隧道結構安全，在地鐵隧道運營前，采取隧道管片鋼環(huán)加固施工技術可以排除隧道結構的安全隱患。

關鍵詞： 非運營地鐵受損隧道 鋼環(huán)加固施工技術

中圖分類號：TU74文獻標識碼： A 文章編號：

1、引言

近年來，國內各大城市掀起了軌道交通建設的高潮，地鐵隧道的里程也在不斷遞增。然而少數城市尚缺乏對地鐵隧道的保護意識，在地鐵隧道施工貫通后或運營前，由于地鐵周邊深基坑開挖、地鐵軸線上方堆重載的外部原因，造成隧道軸線偏移、隧道結構受損。為確保地鐵隧道結構安全，在地鐵隧道運營前，一些城市采取了隧道管片鋼環(huán)加固施工技術從而排除隧道結構的安全隱患。下面介紹一下某市非運營地鐵隧道管片鋼環(huán)加固施工技術。

2、工程概況

某區(qū)間隧道長747.456米，左、右線隧道管片各621環(huán)。區(qū)間隧道管片外徑?6.2m，內徑為?5.5m，采用通用襯砌環(huán)錯縫拼裝。近期因受區(qū)間北側基坑土方開挖作業(yè)的影響，左右線隧道出現拱底沉降、水平位移、橫向收斂變化量都較大的現象，管片出現較多裂縫，裂縫大小不一，寬度均超過0.2mm，多為單環(huán)通長縱縫，單環(huán)管片縱向裂縫3~7條不等，多發(fā)生在隧道底部45°范圍，且北側裂縫多于南側；同時該范圍內管片明顯存在環(huán)、縱縫接縫張開以及滲漏水情況嚴重的現象。

3、加固施工方案的確定

為保證該區(qū)間隧道的結構安全和運營安全，經研究決定需對該區(qū)間沉降、水平位移、收斂變形及接縫張開量較大，且出現裂縫、滲漏水情況嚴重的區(qū)段采用鋼環(huán)加固施工方案進行隧道加固。具體選用厚20mm寬 900mm的 Q235B鋼弧板，外徑5500，每環(huán)管片密貼安裝1片弧度為100°的落底塊，2片弧度為60°標準塊，2片弧度為50°鄰接塊，1片弧度為40°封頂塊，共計6片形成封閉鋼環(huán)，鋼環(huán)安裝時與管片縱縫錯縫，最后鋼環(huán)與管片間縫隙注環(huán)氧樹脂填充。

4、設備、材料情況

4.1主要施工設備

施工機械設備主要有汽車吊、叉車、專用吊裝設備、二氧化碳保護焊機及電動灌漿泵等。

4.2主要施工材料

施工材料主要有Q235鋼板、剛性環(huán)氧樹脂、彈性環(huán)氧樹脂漿液、彈性環(huán)氧膠泥及噴涂型聚脲彈性體材料等。

5、隧道管片鋼環(huán)加固施工工藝

5.1鋼環(huán)制作

采用Q235B型鋼材做成鋼環(huán)，每環(huán)鋼環(huán)分6塊組成（1塊弧度為100度，2塊弧度為60度，2塊弧度為50度，1塊弧度為40度），寬度900mm，鋼板厚20mm。每環(huán)鋼環(huán)弧面鉆有126個螺栓固定孔。

5.2 鋼環(huán)防腐處理

為保證鋼環(huán)在隧道內不受腐蝕，需要在鋼環(huán)表面噴涂防腐材料。鋼環(huán)防腐采用新型、高效、噴涂型的雙組份純聚脲彈性體。以端胺基聚醚樹脂、胺擴鏈劑和MDI預聚合物為基礎。提供一層柔韌、牢固、一體無縫的彈性薄膜，并具有良好的防水和耐化學品腐蝕性能。

5.3 管片環(huán)縱縫處理、手孔封堵

（1）管片環(huán)縱縫處理施工方法

為保證在壓注剛性環(huán)氧樹脂時，不滲漏到環(huán)縱縫里，需要在安裝鋼板前將環(huán)縱縫進行封堵，按照設計要求，采用彈性環(huán)氧膠泥進行封堵。

（2） 管片環(huán)縱縫處理施工步驟

環(huán)縱縫施工主要分為以下幾個步驟：

將管片表面清理干凈，并保持管片干燥。

在環(huán)縱縫處塞入直徑8mm泡沫條。

在距離管片邊緣20mm處粘貼厚度不小于2mm厚的膠條，在膠條中間及環(huán)縱縫處填充彈性環(huán)氧膠泥，要求膠泥平整，特別是環(huán)縱縫交接的T字處。

待膠泥強度形成后，撤下膠條，并將粘結在管片表面的膠條打磨下來。

在環(huán)縱縫環(huán)氧膠泥施工完成后，還需對環(huán)縱縫里面的空隙壓注親水性環(huán)氧漿液。為保證壓注均勻，每隔200mm間距鉆孔。

待所有環(huán)、縱縫處理完畢后，應對鋼環(huán)覆蓋范圍內的手孔采用硫鋁酸鹽（微膨脹）水泥充填。

5.4鋼環(huán)安裝

(1) 垂直、水平運輸

采用不小于25T的汽車吊，將鋼環(huán)從地面經預留孔放置到井下，采用3T叉車將鋼環(huán)運至施工面。

(2) 安裝鋼環(huán)

鋼環(huán)安裝前，應將管片表面油污、泥(砂)漿等污物清理干凈、并適當打磨，鋼板表面應作打磨除銹處理，以確保砼與鋼板間的粘結強度。

鋼環(huán)安裝采用人工安裝（叉車配合施工）：利用管片上的吊裝孔安裝吊裝定制定做的葫蘆等設備，同時鋼環(huán)上焊接吊裝點。利用不少于2臺 的吊裝葫蘆將鋼環(huán)安裝到需要的位置。

鋼環(huán)安裝順序由下至上，每安裝好一塊后，鋼板臨時固定可采用M16不銹鋼膨脹螺栓固定，每塊不少于4個。其余采用化學錨栓?；瘜W錨栓螺桿機械性能等級5.8級,采用不銹鋼螺桿。如遇手孔、管片螺栓處可作適當調整位置。

在環(huán)形鋼板全部安裝完畢后，進行整體焊接，以保證內部形成一個良好的受力整體，起到對隧道加固支撐的作用；焊接采用采用CO2氣體保護焊進行焊接，鋼板焊接采用破口焊滿焊。焊接質量需滿足設計要求的三級要求。

5.5鋼環(huán)封邊及環(huán)氧填充

（1）環(huán)形鋼板就位后，鋼板弧度兩側與管片接縫采用環(huán)氧膠泥進行封堵。

（2）利用環(huán)板預留孔安裝注漿嘴及注漿管路。

（3）利用移動平板搭設活動作業(yè)平臺，采用電動注漿泵壓注剛性環(huán)氧樹脂，壓注順序自下而上，直至上部預留孔溢出樹脂停止壓注。

5.6 驗收

按設計和相關規(guī)范要求進行驗收。

6、工程施工監(jiān)測情況

施工全過程對于隧道沉降、水平位移、橢圓度、收斂等變形情況進行了全過程實時監(jiān)控，以便能及時發(fā)現異常情況，且能在第一時間內做出正確的應對措施。

7、施工小結

（1）鋼性環(huán)氧樹脂漿液作為混凝土結構填充注漿材料, 固化后凝結成高強度的聚合物,適用于干燥和潮濕環(huán)境,具有低粘度，滲透性強,粘結強度（包括濕粘結強度）、抗壓、抗拉和抗剪強度高,不收縮等優(yōu)點。

（2）在隧道內部采用鋼環(huán)板進行管片襯砌加固，在一定程度上能減小隧道的受力變形，提高受損隧道結構的剛度。

（3）建議對隧道結構進行定期監(jiān)測，以便掌握隧道結構受力變化情況。

（4）建議加強對在建地鐵隧道的保護工作。一是地方政府立法保護，二是在建地鐵軸線紅線范圍內設置警示地標，三是定期對隧道結構周邊的地面施工情況加強巡視，及時發(fā)現，及時整治。

參考文獻

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