周特
(中交瑞通路橋養(yǎng)護科技有限公司陜西 西安 710065)
淺談隧道襯砌裂縫及滲漏水的施工處治技術(shù)
周特
(中交瑞通路橋養(yǎng)護科技有限公司陜西 西安 710065)
隧道內(nèi)襯砌裂縫及滲漏水缺陷,是隧道常見病害,其直接影響著隧道的運營安全和質(zhì)量。本文結(jié)合杭長高速公路10余座隧道施工實例,分析了隧道襯砌裂縫產(chǎn)生的原因,闡述了二襯混凝土裂縫及滲漏水處理的施工技術(shù)措施、施工工藝等,可為類似的隧道病害養(yǎng)護施工提供參考和借鑒。
高速公路隧道;襯砌裂縫;滲漏水;施工處治
杭長高速公路南起杭州紫金港收費所,北至長興泗安樞紐,連接申蘇浙皖高速,全長86.78km。2014年檢測發(fā)現(xiàn),杭長高速公路10座隧道均存在不同程度的病害,表現(xiàn)為隧道襯砌縱向裂縫、環(huán)向裂縫,個別節(jié)段出現(xiàn)貫通裂縫,檢修道局部存在破損等現(xiàn)象。為增強結(jié)構(gòu)安全性和耐久性,確保隧道的運營安全,2015年開始正式綜合治理隧道內(nèi)存在的病害。
經(jīng)過對杭長高速公路內(nèi)的10座隧道檢測調(diào)查,共發(fā)現(xiàn)裂縫7435.8m,其中存在鹽析、滲水現(xiàn)象的共35處。隧道洞身襯砌裂縫分布密度較小,以施工縫環(huán)向開裂為主,少量縱向、網(wǎng)狀裂縫也主要分布在隧道邊墻部位。主要有以下幾方面原因:
(1)環(huán)向裂縫:主要是混凝土受剪切作用與基礎(chǔ)不均勻沉降造成的?;炷潦芗羟凶饔瞄_裂是由于隧道不同斷面受圍巖壓力不同,造成混凝土局部產(chǎn)生環(huán)向裂縫?;A(chǔ)不均勻沉降的主要原因是隧道工程地質(zhì)條件較差。施工質(zhì)量控制及混凝土養(yǎng)護不規(guī)范,也是造成環(huán)向裂縫產(chǎn)生的原因。環(huán)向裂縫目前對隧道結(jié)構(gòu)安全暫無大的影響,但對隧道襯砌長期使用壽命有一定影響。
(2)縱向裂縫:在隧道工程地質(zhì)條件差地段,隧道圍巖壓力較大。隧道營運期間,局部圍巖變形仍在繼續(xù)發(fā)生,易造成隧道局部脫空從而導(dǎo)致圍巖豎向壓力重新分布,在側(cè)壓力的作用下,襯砌側(cè)部混凝土易產(chǎn)生縱向裂縫。
(3)接茬縫:接茬縫(施工縫)與施工階段間斷關(guān)系很大。由于機械故障、停電等原因?qū)е禄炷脸跄龝r間少于混凝土澆筑中斷時間,但是在澆筑混凝土前,沒有處理原有的混凝土表面的鑿毛,或者沒有用水洗刷干凈鑿毛,也沒有澆筑水泥砂漿墊層,卻仍然澆筑混凝土,導(dǎo)致新舊混凝土接茬間產(chǎn)生裂縫[1]。
2.1 隧道裂縫補強
根據(jù)隧道病害情況,隧道襯砌存在縱向、環(huán)向及斜向裂縫,通過裂縫修補可以封閉裂縫,防止混凝土保護層的碳化和有害離子對鋼筋混凝土的腐蝕,增加襯砌承載能力和延長結(jié)構(gòu)使用年限,同時改善結(jié)構(gòu)外觀。對于不滲水的裂縫,采取以下原則進行補強:
(1)對于裂縫寬度≤0.3mm的,對裂縫直接進行封閉處理;
(2)對于裂縫寬度>0.3mm的,對裂縫封閉后,灌注裂縫修補膠進行結(jié)構(gòu)補強。
2.2 隧道滲漏水處理
對于滲漏水裂縫,本次隧道處治原則:在不破壞原有設(shè)計的防排水設(shè)施的條件下,“以引排為主,排堵結(jié)合”的原則對滲漏水病害進行綜合處治。
(1)對滲漏水較嚴(yán)重的施工縫、變形縫部位,采用鑿槽埋管引排的方式進行處治。在滲漏水縫處采用機械切槽埋管方式將滲漏水引至排水溝[2]。
(2)對隧道滲漏水量較小,水流分散,不利于引排的隧道裂縫及個別出水點,采用鑿槽直接封堵的方式進行處治。
(3)對隧道滲漏水量較小,滲漏面積較大的區(qū)域主要采用“封堵為主”的原則,即在襯砌表面采用1.2cm厚水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料抹面。
3.1 裂縫封閉施工
對于裂縫寬度≤0.3mm的裂縫采用環(huán)氧樹脂類或改性環(huán)氧膠泥對裂縫表面進行封閉。
裂縫封閉前,必須將裂縫兩側(cè)范圍內(nèi)的灰塵、浮漿處理干凈,然后用丙酮擦洗,清除裂縫周圍的油污,清洗時應(yīng)注意不要將裂縫堵塞。
裂縫封閉時,從上至下沿裂縫涂抹封縫膠,涂抹寬度為5cm,涂刷應(yīng)盡量沿縫順直涂刷,保證處理后的表面美觀。
3.2 裂縫注膠施工
(1)對于裂縫寬度>0.3mm的情況,采用環(huán)氧樹脂類膠對裂縫進行灌注。
(2)在裂縫表面進行騎縫鉆孔,作為注膠導(dǎo)向孔。沿裂縫走向鉆孔,孔距30~40cm。
(3)所有孔眼必須吹洗干凈,不讓灰渣阻塞,之后將裂縫兩側(cè)范圍內(nèi)的灰塵、浮漿處理干凈,然后用丙酮擦洗,清除裂縫周圍的油污,清洗時應(yīng)注意不要將裂縫堵塞。
(4)粘貼注膠嘴底座的雜物必須用丙酮擦洗干凈,然后將環(huán)氧膠類泥均勻的抹在底座周圍,厚度1~2mm,與孔眼對準(zhǔn)粘貼在裂縫上。注膠嘴的間距根據(jù)縫長及裂縫的寬度以30~40cm為宜,一般寬縫可稀,窄縫宜密,每一道裂縫至少須各有一個進漿孔和排氣孔。注膠孔眼必須對中保證導(dǎo)流暢通,注膠嘴應(yīng)粘貼牢靠,四周抹成魚脊?fàn)钸M行封閉。施工工藝見圖1。
圖1 安裝注膠底座示意圖
(5)裂縫封閉帶硬化后,需進行壓氣試驗,以檢查封閉帶是否封嚴(yán)。壓氣試驗對于環(huán)、斜向縫可從下向上進行,水平向縫由低端往高端進行。若有漏氣部位,則對漏氣部位應(yīng)再次封閉。
(6)灌注裂縫采用氣壓灌注法,壓漿罐與注膠嘴用聚氯乙烯高壓透明管相連接,連接要嚴(yán)密。在注膠過程中應(yīng)注意控制壓力,裂縫寬度較大的,如果進漿通暢時,壓力宜控制在0.1MPa以內(nèi),一些振搗不密實的混凝土注入量甚至是理論量的數(shù)倍[3]。施工工藝見圖2。
圖2 封閉注漿示意圖
(7)對于已注膠完的裂縫,待膠液聚合固化后將注膠嘴一一拆除,并將粘貼注膠嘴處用環(huán)氧樹脂類或改性環(huán)氧砂漿類材料抹平,確保封閉嚴(yán)實(見圖3~4)。
(8)注膠工作完畢后,用丙酮沖洗管路及工具,以備下次使用。
3.3 隧道滲漏水處理
圖3 裂縫封閉斷面示意圖
圖4 裂縫注膠斷面示意圖
(1)對于裂縫滲漏水的情況,將待施工的滲漏水裂縫周圍混凝土表面清洗干凈,除去原表面涂層及其它外來物,并鏟除疏松、空鼓和蜂窩結(jié)構(gòu),使表面徹底浸透,但要除去積水和明水。
(2)對滲漏水較嚴(yán)重的施工縫、變形縫部位,采用鑿槽埋管引排的方式進行處治。在滲漏水縫處采用機械切槽埋管(半剖φ110聚氯乙烯管)方式將滲漏水引至排水溝,鑿槽須有足夠的寬度和深度,埋管須完全嵌入。槽鑿好后,在槽中每3m間距鉆φ57mm的泄水孔,泄水孔內(nèi)放置TS-50軟式透水管。在槽內(nèi)安裝半剖φ110聚氯乙烯管,采用U型卡及膨脹螺絲固定,間距50cm。在聚氯乙烯管外部涂刷E380封邊膠,外敷遇水膨脹膩子條(30mm×50mm),然后充填M10防水膨脹水泥砂漿封堵。待砂漿具有一定強度后,在砂漿處沿裂縫方向割縫,供其變形之用。最后在襯砌表面采用水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料抹面。
圖5 襯砌滲漏水處治斷面圖
(3)在滲漏水嚴(yán)重的縱向、斜向、環(huán)向裂縫部位,采用鑿槽引排的方式進行處治。在嚴(yán)重滲漏水處采用機械切槽將滲漏水引至就近施工縫,與其聯(lián)合處治,從施工縫處鑿槽埋管將水引排至路基排水邊溝內(nèi)。槽內(nèi)安裝φ50軟式透水管,外敷遇水膨脹膩子條(30mm×50mm),外部涂刷1cm厚遇水膨脹密封膠堵水,在砂漿與原二次襯砌混凝土交界處涂刷E200界面膠,然后在鑿槽內(nèi)充填M10防水膨脹水泥砂漿。最后在襯砌表面采用水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料抹面。
圖6 滲漏水處治施工工藝圖
(4)對隧道滲漏水量較小,水流分散,不利于引排的隧道裂縫及個別出水點,采用鑿槽直接封堵的方式進行處治。鑿開原二次襯砌后,底部涂刷1cm厚遇水膨脹密封膠堵水,在砂漿與原二次襯砌混凝土交界處涂刷E200界面膠,然后在槽內(nèi)充填M10防水膨脹水泥砂漿。最后在襯砌表面采用水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料抹面。
(5)對隧道滲漏水量較小,滲漏面積較大的區(qū)域主要采用“封堵為主”的原則,即在襯砌表面采用1.2cm厚水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料抹面。
(6)排水槽應(yīng)安排排水溝,不應(yīng)只作到溝蓋板面[5]。
(1)施工過程應(yīng)精細(xì)施工,加強對襯砌結(jié)構(gòu)的觀察,如有異常及時查明原因才可繼續(xù)施工,避免對襯砌造成損傷。
(2)膠黏劑儲存與使用過程中應(yīng)按材料使用說明,做好防火措施,禁止使用明火或攜帶火種接近。注意現(xiàn)場施工多通風(fēng),防止粉塵落入眼睛或者被吸入粉塵[4]。
(3)在隧道治理施工前應(yīng)先在滲漏水最嚴(yán)重的地方作試驗,試驗結(jié)果達到產(chǎn)品使用預(yù)期的效果后方可全隧道使用。
(4)鑿槽埋管處治裂縫滲漏水時,半圓管應(yīng)固定牢靠,槽內(nèi)填充材料應(yīng)填充密實。
(5)襯砌上鉆孔時應(yīng)精細(xì)作業(yè),盡量減小對襯砌的破壞。
(6)治理完成后,應(yīng)進行適當(dāng)結(jié)構(gòu)狀況觀測工作,通過觀測裂縫、滲漏水、襯砌剝落等特征變化,及時反饋信息以采用必要措施,保證結(jié)構(gòu)安全。
(1)對于裂縫寬度≤0.3mm的,采用環(huán)氧樹脂類或改性環(huán)氧膠泥對裂縫直接進行封閉處理;對于裂縫寬度>0.3mm的,對裂縫封閉后,灌注裂縫修補膠進行結(jié)構(gòu)補強。滲漏水嚴(yán)重和帶有承壓水的漏水點的區(qū)域利用鑿槽埋管的措施引排處理。
(2)施工的關(guān)鍵是工程質(zhì)量。杭長高速公路作為連接杭州至長興的專線,交通流量巨大,所以對區(qū)段施工的安全、質(zhì)量等要求十分嚴(yán)格。通過杭長高速公路隧道襯砌裂縫及滲漏的病害處治,有效解決了杭長高速公路隧道襯砌裂縫及滲漏危害,為同類工程提供成功案例,獲取了寶貴經(jīng)驗。
[1]羅瓊,鄒翀,李治國,等.圓梁山隧道襯砌裂縫及滲漏水治理技術(shù)[J].現(xiàn)代隧道技術(shù),2004,41(5):52~57,64.
[2]黃新社.隧道襯砌裂縫及滲漏水治理技術(shù)[J].隧道建設(shè),2006,26(3):32~35,39.
[3]郭建國,李固華.隧道襯砌裂縫和滲漏的成因、預(yù)防及治理[J].鐵道建筑,2003(1):23~25.
[4]胡建華,鄒金杰.西南某公路隧道襯砌裂縫成因分析及治理方案[J].中外公路,2009,29(3):146~148.
[5]豐權(quán)章,董曉明,張素磊.公路隧道襯砌裂縫成因及其防治措施研究[J].公路交通科技:應(yīng)用技術(shù)版,2010(8):257~258.
U457.2
A
1004-7344(2016)16-0122-02
2016-5-20
周特(1986-),男,助理工程師,本科,主要從事路橋養(yǎng)護施工工作。