摘 要:響沙灣隧道經(jīng)24年運營，出現(xiàn)拱頂襯砌混凝土開裂、錯臺、剝落、掉塊，邊墻鼓裂、路基道床翻漿冒泥等病害，為此，拱頂剝落、掉塊采用原襯砌環(huán)向鑿槽安裝I16工字鋼，工字鋼縱向間距1米，用錨桿相連加壓灌漿加固，邊墻鼓裂采用砂漿錨桿加固、裂縫采用環(huán)氧樹脂封閉等多種治理措施，取得了預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞:鐵路隧道 病害整治 施工

中圖分類號:TU2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)07(b)-0105-02

1 概述

響沙灣隧道穿越響沙灣山嘴，隧道起止里程點為K44+748.4～K45+602.4，進(jìn)口段為R=500m半徑曲線上，其余位于直線上，線路縱坡為7.2‰～8‰，進(jìn)、出口地形陡峭，大部分基巖裸露，風(fēng)化嚴(yán)重，因受沙漠侵蝕，隧道山頂風(fēng)沙較重，山腰基巖裸露，植被較差，地形起伏，沖溝發(fā)育。洞身為砂巖及礫石，泥質(zhì)膠結(jié)，少量鈣質(zhì)膠結(jié)，基巖表層風(fēng)化嚴(yán)重，巖性松散。隧道最大埋深90m，地表植被稀疏，隧道于1987年建成通車。

經(jīng)過24年運營，由于當(dāng)年隧道施工方法不當(dāng)和地下水的作用，逐漸出現(xiàn)拱頂剝落掉塊、邊墻起鼓、邊墻開裂等病害。為消除這些病害對行車安全造成的隱患，2012年4月起對隧道進(jìn)行病害整治。

2 病害概況

在K45+135～K45+145段內(nèi)拱腰有一條10m長的貫通裂縫，裂縫寬5～30mm，裂縫周邊伴有混凝土剝落現(xiàn)象。在K45+170～K45+200段內(nèi)有一條30mm長的貫通裂縫，裂縫寬5～80mm，裂縫大致位于拱頂，主要為縱裂縫和斜裂縫交錯分布，該段洞身存在襯砌混凝土開裂、錯臺、剝落、掉塊等現(xiàn)象，特別在K45+190處拱頂裂縫周圍混凝土剝落嚴(yán)重剝落處寬達(dá)350mm，深80mm，且K45+175處拱腰有滲水現(xiàn)象。

3 病害主要原因

從資料分析，在響沙灣隧道的施工中，將仰拱全部變更為鋪底，沒有變更的詳細(xì)資料，鋪底的厚度一般為15cm。隧道通過地區(qū)地下水貧乏，其中在K45+268.4右30m的風(fēng)積沙與基巖接觸帶有水量較少的水泉出露點，水質(zhì)具有弱硫酸鹽侵蝕性。

從現(xiàn)場分析來看，造成響沙灣隧道這些病害的原因是當(dāng)年隧道采用了先墻后拱的施工方法，拱墻施工縫結(jié)合不好，影響了拱墻整體受力效果，特別是跳馬口做邊墻時后澆馬口段邊墻與拱頂?shù)慕Y(jié)合更差，拱墻結(jié)合部基本不能承受水平剪力，加上設(shè)計時隧道未設(shè)仰拱，結(jié)構(gòu)本身就不是太合理，造成邊墻承受較大的側(cè)壓力，導(dǎo)致邊墻外移，產(chǎn)生錯臺裂縫。

4 病害整治原則

由于本次本次隧道需要治理的病害主要為混凝土裂縫和剝落、掉塊因此需進(jìn)行綜合治理，在確保安全，滿足使用要求的前提下盡可能節(jié)約投資。

5 病害的整治措施

5.1 襯砌裂縫較寬段落(裂縫寬度大于1cm)

加固的主要措施為:襯砌背后注漿結(jié)合I16型工字鋼+R32N自進(jìn)式中空注漿錨桿+縱向連接鋼筋的聯(lián)合方式加固隧道，具體段落為K45+170～K45+200和K45+140～K45+145，共計35m。

5.1.1 襯砌背后注漿

襯砌背后注漿的發(fā)放:采用φ24mm鋼花管，間距2.0m×2.0m，長管短交叉布置。首先在襯砌上布置牙漿孔，然后利用鑿巖機(jī)鉆壓漿孔，鉆孔深度以深入襯砌背后1～2m為宜。鉆孔完成后，用高壓風(fēng)清除孔內(nèi)的粉渣。壓漿材料采用加固型TGRM水泥基特種灌漿材料，漿液水灰比0.4～0.6.壓漿時應(yīng)按由下向上，兩側(cè)對稱，先兩側(cè)后中間的順序進(jìn)行，壓漿壓力控制在0.5MPa以內(nèi)，以防壓力過大損壞襯砌。

5.1.2 安設(shè)型鋼拱架及噴射鋼釬維混凝土

(1)原襯砌向鑿槽安裝I16工字鋼，工字鋼縱向間距1.0m，槽寬和槽深均為22cm，嚴(yán)禁鑿槽過深，保證構(gòu)筑物的安全厚度，預(yù)留中空注漿錨桿的位置，每隔每梠鋼架間設(shè)置φ22縱向連接筋，環(huán)向間距1.0m，在原襯砌上鑿3m×3cm槽安裝連接筋。

(2)錨桿間排距均為:1.5m×1.0m(環(huán)向×縱向)，錨桿采用:R32N自進(jìn)式中空注漿錨桿，長度為4.0mm，梅花型布置;錨桿施工完成后，在規(guī)定的時間內(nèi)，對錨桿作拉拔試驗檢查。在錨桿端頭一側(cè)設(shè)置I16型工字鋼，錨桿端頭、工字鋼以及縱向連接鋼筋相互焊接，為保證鋼拱架與錨桿的有效焊接，可將鋼拱架翼緣上焊燒一半圓型缺口，增加焊接長度。在鋼拱架和縱向連接筋上焊接φ8mm的短鋼筋，預(yù)埋短鋼筋垂直于襯砌表面，每平方米不少于4根，預(yù)埋短鋼筋與后續(xù)鋼筋網(wǎng)進(jìn)行有效焊接或牢固綁扎。

(3)中空錨桿注漿漿液采用加固型TGRM水泥基特種灌漿材料。

(4)完成工字鋼與注漿管、錨桿及縱向連接筋的安裝焊接后，噴射C25鋼釬維混凝土，對拉槽密實回填。

(5)對該治理段原襯砌表面鑿毛，為保證噴射混凝土與原襯砌的密貼，鑿毛至露出混凝土粗骨料為至，鑿毛平均厚度不小于20mm。

(6)在混凝土襯砌表面鉆設(shè)φ3cm，深10cm的孔，用錨固劑固定鋼筋網(wǎng)掛鉤。

(7)用高壓水沖洗鑿毛面后的混凝土表面，掛鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)與預(yù)埋的φ8mm鋼筋和鋼筋網(wǎng)掛鉤進(jìn)行焊接。

(8)噴射C25鋼釬維混凝土3～5cm，清理混凝土及表面抹平。

(9)施工完混凝土后檢查隧道界限不得超限。

5.2 襯砌裂縫較窄段落(裂縫寬度小于1cm)

針對襯砌裂縫較窄滲漏水等病害，加固的主要措施為:襯砌背后注漿結(jié)合裂縫注漿封堵，然后在混凝土表面粘貼碳纖維布的聯(lián)合加固方式加固隧道，具體段落為K45+135～K45+140段，共計5m。

5.2.1 襯砌背后注漿工藝同上

5.2.2 裂縫補(bǔ)修

(1)襯砌小裂縫采用超細(xì)型TGRM水泥基特種灌漿材料封堵的方法治理。順裂縫鑿槽，嚴(yán)禁鑿槽過深，保證結(jié)構(gòu)物的安全厚度，打入φ10mm的鋼管，對裂縫處進(jìn)行注超細(xì)型TGRM水泥基特種灌漿材料，可根據(jù)空的深淺將導(dǎo)管插入孔或直接將注漿嘴埋入洞內(nèi)，埋設(shè)注漿嘴的間距30～80mm。

(2)注漿完成后在混凝土表面鋪設(shè)碳纖維布。

(3)針對滲水嚴(yán)重部位，增設(shè)塑料排水板進(jìn)行引排，外包25mm厚的玻璃棉保溫層，將水引排至水溝。

5.3 碳纖維布施工工藝

炭纖維布施工工藝:混凝土表面打磨修整→涂刷底膠→粘貼炭纖維布→涂刷保護(hù)膠→養(yǎng)護(hù)。

6 主要技術(shù)指標(biāo)

注漿花管:φ42mm鋼花管;

注漿漿液:加固型TGRM水泥基特種灌漿材料，水灰比0.4～0.6;

工字鋼架:I16型鋼鋼架;

中空注漿錨桿:R32 N自進(jìn)式中空注漿錨桿;

錨桿注漿材料:加固型TGRM水泥基特種灌漿材料;

噴射混凝土:C25鋼釬為混凝土;

窄裂縫注漿材料:超細(xì)型TGRM水泥基特種灌溉材料。

7 施工注意事項

7.1 接觸網(wǎng)對施工的要求:

(1)施工過程中不得對接觸網(wǎng)設(shè)備造成損壞;

(2)鑿槽及打入注漿管位置距定位點、懸掛點化學(xué)錨栓不得小于500mm，距中錨化學(xué)錨桿不得小于1000mm;

(3)過程結(jié)束后，襯砌面與絕緣子帶電側(cè)的最小空氣絕緣距離不得小于240mm;與回流線距離不得小于75mm，不能保證時，需安裝絕緣護(hù)套管;

(4)每次噴射混凝土前，必須對工作影響范圍捏的絕緣子全覆蓋，噴射結(jié)束后及時清理。

7.2 本次隧道病害治理環(huán)境保護(hù)要有專項負(fù)責(zé)人

嚴(yán)格執(zhí)行國家《環(huán)保法》和內(nèi)蒙古自治區(qū)有關(guān)環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定，開工前對施工人員進(jìn)行培訓(xùn)教育，認(rèn)真學(xué)習(xí)法律法規(guī)，增強(qiáng)施工人員的環(huán)保意識，形成全員全過程安全意識。

施工營地和施工現(xiàn)場的生活垃圾、施工垃圾分類堆放，并安排專人及時清理。施工廢漿廢液按規(guī)定排放。

7.3 保證隧道病害治理工程質(zhì)量的主要技術(shù)措施

(1)隧道內(nèi)拆除，開挖以及鑿除較深的地段應(yīng)分段跳槽進(jìn)行，分段長度應(yīng)控制在3m/段以內(nèi)，線路縱向兩端要確保斷面有效尺寸，嚴(yán)禁超范圍開挖。

(2)對鑿除、鑿毛的襯砌表面，必須用高壓水沖洗干凈，檢查并徹底清除松動部分，裂縫及施工縫內(nèi)雜物必須清除并打鑿至完整面。

(3)加強(qiáng)隧道病害治理所有材料的質(zhì)量檢查，嚴(yán)格按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定程序?qū)λ胁牧线M(jìn)行組織驗收，嚴(yán)禁不合格材料進(jìn)場。

(4)施工用的化學(xué)漿液、外加劑等應(yīng)嚴(yán)格按照配合比過稱，科學(xué)配料，保證施工質(zhì)量。

(5)施工中加強(qiáng)用水管理，供水源應(yīng)派專人專職管理，現(xiàn)場做到用水時供水，不用時停水，對開挖時基礎(chǔ)底低于排水溝的，應(yīng)派專人排水，防止施工用水浸泡道床。

(6)施工遇到滲漏水時，應(yīng)做好洞內(nèi)引排水，將水引排至隧道水溝。

(7)注漿壓力及漿液配合比以圖紙數(shù)據(jù)為參考，必須經(jīng)現(xiàn)場試驗確定。

(8)鋼架和鑿槽之間的縫隙用C25鋼釬維混凝土噴射密實。

8 結(jié)語

按照上述綜合整治，加強(qiáng)了拱墻結(jié)合部較弱現(xiàn)象，整治隧病害裂縫和剝落、掉塊取得較好效果，經(jīng)實踐證明，隧道先拱后墻的施工方法應(yīng)該拋棄，隧道結(jié)構(gòu)不設(shè)仰拱更應(yīng)慎重。