摘要:隨著隧道二襯裂縫影響嚴(yán)重性的提高,研究如何防治其出現(xiàn)凸顯出重要意義。本文首先介紹了二襯裂縫形成的原因,分析了隧道二襯混凝土裂縫處理方法,并結(jié)合相關(guān)實踐經(jīng)驗,研究了二襯混凝土裂縫病害的預(yù)防。
關(guān)鍵詞:隧道;二襯裂縫;出現(xiàn);防止
一、前言
作為隧道常見的病害之一,二襯裂縫的出現(xiàn)在近期極為嚴(yán)重地影響了隧道的正常狀況。該項課題的研究,將會更好地提升對隧道二襯裂縫的防止實踐水平,從而有效優(yōu)化隧道的整體效果。本文從介紹二襯裂縫的成因著手本課題的研究。
二、二襯裂縫形成的原因分析
1.設(shè)計粗糙,建設(shè)、監(jiān)理單位工作隨意性大
由于多方面的原因,勘察設(shè)計單位無法深入地開展地質(zhì)勘探工作,隧道圍巖類別評價及支護結(jié)構(gòu)等級設(shè)計缺乏科學(xué)依據(jù),帶有一定的盲目性。個別建設(shè)單位限于自身管理和專業(yè)技術(shù)水平的欠缺,任意變更原設(shè)計。
2.施工工藝或現(xiàn)場操作不規(guī)范
隧道開挖成型差,襯砌混凝土厚度嚴(yán)重不均勻;欠挖或初期支護侵入襯砌限界,造成襯砌混凝土厚度不足。個別隧道襯砌混凝土背后存在脫空、防水處理不當(dāng)、防水板破漏等現(xiàn)象;未開展監(jiān)控量測工作或量測走與形式僅憑經(jīng)驗來確定二次襯砌的施作時間,安全可靠性差,造成二次襯砌超設(shè)計荷載承受圍巖壓力;混凝土生產(chǎn)時原材料計量誤差大,尤其外加劑的摻加隨意性大,沒有根據(jù)砂、石料的實際含水率及時調(diào)整施工用水量,造成混凝土水灰比增大。在混凝土運輸及泵送過程中加水的現(xiàn)象也比較普遍;采用整體式鋼模板臺車施工,混凝土澆筑時不振搗或漏振,混凝土均質(zhì)性差;盲目追求施工進度,隨意提前脫模時間,使低強度混凝土過量承受荷載,破壞了混凝土結(jié)構(gòu)。脫模后沒有進行混凝土的潮濕養(yǎng)護;夏季施工時砂、石料露天堆放,無切實有效的降溫措施,混凝土入模溫度高。冬期施工時采取的防寒保溫措施不力。
3.原材料質(zhì)量差、配合比設(shè)計不合理
水泥品種選擇不當(dāng),安定性不良,不同批次的水泥混用。碎石、砂級配差,含泥量超標(biāo),碎石中石粉含量大,針、片狀物過多,影響了水泥與骨料的膠結(jié)。進行配合比設(shè)計時,忽視水泥用量增多對混凝土品質(zhì)的影響,錯誤認(rèn)為水泥用量越多,混凝土強度越高。對摻合料和外加劑的選用缺乏專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo),往往達不到預(yù)期的效果。
三、隧道二襯混凝土裂縫處理方法
1.表面處理法
它主要有兩種操作形式,一是表面涂抹法,二是表面貼補法。這兩種裂縫修補法在相對穩(wěn)定以及不會影響結(jié)構(gòu)承載能力的表面裂縫和深度裂縫的處理上比較適用,是當(dāng)前業(yè)界普遍推崇的方法。它工序簡單,易于操作。對于漿液難以灌入、不漏水、不伸縮、已停止活動的細且淺的裂縫,可采用表面涂抹法進行修補。具體的處理步驟是,先將二襯表面灰塵用高壓水沖洗清理干凈,在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥,或者將防腐材料直接涂抹在混凝土表面。除涂抹水泥漿外,涂抹其他材料前,均應(yīng)等清洗的二襯表面干操后進行。
表面貼補法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏,通??梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布處理。粘貼前先進行基面處理,保證基面平整、無塵、無油污、干操,在處理好的混凝土表面涂一層很薄的底層膠,既增強混凝土表面強度,又可以改善膠結(jié)性能,從而使二襯與玻璃纖維布之間粘貼性得以提高;按要求尺寸裁剪纖維布,用滾刷或毛刷均勻、無遺漏地將粘接膠涂在二襯表面,粘接膠涂布面應(yīng)不小于所粘貼玻璃纖維布大小,鋪覆玻璃纖維布,用膠輥在玻璃纖維布上沿纖維方向施加壓力并反復(fù)輥壓,使粘接膠液充分浸漬纖維布,消除氣泡和去除多余膠,使玻璃纖維布和底層充分粘接;待貼補面干操后,表面涂刷調(diào)色水泥漿,使貼補面顏色與二襯顏色一致。
2.填充嵌縫處理法
填充法分為直接填充法和鑿槽填充法。直接填充法適用于較寬的裂縫,用高壓風(fēng)將裂縫吹洗干凈,將修補材料直接填充裂縫,表面抹光,直接填充法作業(yè)簡單,費用低。鑿槽填充法適用于裂縫寬度較窄(填縫材料無法直接嵌入裂縫的縫隙),或是裂縫中有充填物,用灌漿法很難達到效果的裂縫以及小規(guī)模裂縫的簡易處理。沿裂縫將二襯面鑿成U形或V形槽,用水將槽口沖洗干凈,然后用高壓風(fēng)將槽內(nèi)積水吹干,再嵌入填充材料,填充材料可以使用有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠、環(huán)氧樹脂、聚合物水泥砂漿或純水泥砂漿等。
3.拆除重砌法
拆除重砌法是在裂縫采取修補措施無法彌補的情況下的處理方法。當(dāng)襯砌裂縫多,裂縫貫穿整個襯砌截面,影響結(jié)構(gòu)受力及穩(wěn)定時,拆除既有裂縫二襯,拼裝砌襯模板重新澆筑二次襯砌。
拆除重砌應(yīng)逐段進行,采用微差爆破拆除,微差爆破能有效地控制爆破沖擊波、震動、噪音和飛石,操作簡單、安全、迅速,破碎程度好,對相臨襯砌影響小。拆除時在砌襯拱頂、左右拱腰、左右拱腳(矮邊墻上50cm位置,防止損壞矮邊墻)等5條線縱向打眼,眼格間距25cm,間隔裝藥,起爆順序為拱頂—→左右拱腰—→左右拱腳。為防止爆破的二襯塌下砸損路面,應(yīng)在路面鋪一層50cm厚砂土保護。炸除后用挖掘機清理廢渣,割除破損的防水板重新鋪裝,安裝止水條,在矮邊墻上植Φ25鋼筋,間距為30cm,保證襯砌后整體性,再立模,澆筑二襯。二襯重新澆筑前一定要查明導(dǎo)致裂縫的原因,若是因為圍巖變形導(dǎo)致二襯裂縫,重新澆筑時應(yīng)在二襯內(nèi)植入型鋼鋼架或采用鋼筋混凝土二襯。
四、二襯混凝土裂縫病害的預(yù)防
要提高二次襯砌混凝土施工質(zhì)量,最好的方法是在施工過程中嚴(yán)格把關(guān),做好裂縫病害的預(yù)防工作,而不是在出現(xiàn)裂縫病害后進行修補??偟膩碚f,可以從以卜幾個方面著手進行:
1.施工前加強環(huán)境勘測在隧道設(shè)計階段,應(yīng)當(dāng)充分做好地質(zhì)環(huán)境勘測工作,包括地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文、溫度、濕度等方面的資料,都應(yīng)當(dāng)詳細準(zhǔn)確,以便為隧道設(shè)計提供準(zhǔn)確的參數(shù)。在設(shè)計時,根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境條件,采用適宜的結(jié)構(gòu)布局,確保襯砌和支護具有足夠的承載能力。如果在施工過程中,發(fā)現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境條件發(fā)生變化,或者與設(shè)計資料不相符合,應(yīng)當(dāng)及時根據(jù)實際情況進行變更,以符合地質(zhì)環(huán)境的需要。
2.加強材料檢測材料包括水泥、碎石、砂、水、外加劑等,在進場前都應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格控制其質(zhì)量。對于不同品牌、規(guī)格、批次的水泥,嚴(yán)格控制水泥用量,堅決杜絕混用現(xiàn)象。骨料粒徑大小以及含泥量、針片含量都應(yīng)嚴(yán)格控制,不能超過標(biāo)準(zhǔn)。外加劑的品種和添加量應(yīng)當(dāng)慎重選擇,以避免混凝土出現(xiàn)腫脹開裂現(xiàn)象。
3.加強施工管理可以有效的提高二次襯砌混凝土施工質(zhì)量,在開挖爆破時,要注意控制炸藥用量,減少開挖爆破對圍巖的擾動引起結(jié)構(gòu)變化,降低外部應(yīng)力對二次襯砌混凝土的影響。對于初期支護,必須注意其平順度,并嚴(yán)格控制二次襯砌的厚度。為了減少砼內(nèi)部收縮應(yīng)力,二次襯砌使用的模板長度不宜超過9m,對骨灰比和水灰比經(jīng)過試驗論證后再投入實際應(yīng)用。在拆模時,必須在鹼強度達到2.5MPa后才可進行,嚴(yán)格控制拆模時間,并減少拆模對混凝土結(jié)構(gòu)的撓動。在澆筑完成后,及時對混凝土進行養(yǎng)護,控制其溫度的變化,避免因溫度變化造成混凝土拉應(yīng)力過大出現(xiàn)裂縫病害。
五、結(jié)束語
通過對隧道二襯裂縫防止的相關(guān)研究,我們可以發(fā)現(xiàn),在當(dāng)前各種條件下,引起隧道二襯裂縫的原因是多方面的,有關(guān)人員應(yīng)該從其客觀實際情況出發(fā),充分利用既有優(yōu)勢條件,研究制定最為符合實際的二襯裂縫防治實施對策。在嚴(yán)格執(zhí)行上述措施后,隧道二襯裂縫的出現(xiàn)比以往隧道少了許多,很好的控制了裂縫的出現(xiàn).
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