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        連拱隧道二次襯砌裂紋處置

        2017-06-19 18:33:05劉天飛
        科技創(chuàng)新導報 2017年10期
        關鍵詞:處置裂紋

        劉天飛

        摘 要:連拱隧道結構具有一定的特殊性,施工過程中存在比較復雜的力學轉換,對施工技術及操作的規(guī)范性都有著嚴格的要求。該文簡要分析了平鎖高速公路飛魚澤連拱隧道二次襯砌裂紋的成因,并進行科學化的處置,促進了連拱隧道施工質(zhì)量的提升。

        關鍵詞:連拱隧道 二次襯砌 裂紋 處置

        中圖分類號:U45 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)04(a)-0066-02

        平鎖高速公路飛魚澤隧道為整澆曲中墻連拱隧道,設計里程為K89+310~K89+535,全長225 m,隧道大部分為淺埋,進出口洞門中線與地形線大角度相交,存在較大偏壓情況。連拱隧道圍巖偏壓段初期支護采用75 cm間距的20b拱架,采用Φ8鋼筋網(wǎng),并將網(wǎng)格間距控制為20 cm×20 cm,噴射28 cm厚的C20規(guī)格混凝土,采用D25中空注漿錨桿為系統(tǒng)錨桿,并確保其環(huán)向間距為100 cm。連拱隧道二次襯砌采用60 cm厚的C25鋼筋混凝土。在隧道施工時,先開挖中導洞,做中隔墻,然后分臺階開挖靠近山體外側的右洞,再分臺階開挖開進山體內(nèi)側的左洞。

        1 連拱隧道二次襯砌裂紋形態(tài)

        1.1 非荷載性裂縫形態(tài)

        一般而言,豎向的裂縫主要發(fā)生在溝槽墻身等位置,尤其在施工縫處多表現(xiàn)出這一形態(tài),明洞處出現(xiàn)了拱圈開裂現(xiàn)象,加之養(yǎng)護不到位,以至于砼快速失水,最終造成了收縮性裂縫病害。

        1.2 荷載性裂縫形態(tài)

        對于剪切性的裂縫而言,通常多發(fā)于拱腰位置,而且斜向向下延伸。通常情況下,該種產(chǎn)狀多伴隨著硅剝落或者開裂等跡象,具體成因如下:基礎出現(xiàn)了不均勻沉降現(xiàn)象,造成扭曲或傾斜;此外,最大主壓應力出現(xiàn)了方向性的問題,以至于沿此方向的拉應力較大,比如:某隧道工程項目局部段落節(jié)理裂隙,采用赤平極射投影法,根據(jù)“X”節(jié)理的走向夾角的銳角平分線的指向,即是主壓應力方向的原理,推算主應力方向,與隧道夾角約69°,該隧道產(chǎn)生剪切性的裂縫病害。

        2 二次襯砌裂紋的處置原則及處理措施

        2.1 處置原則

        在連拱隧道工程中,本著標準兼治的原則對二次襯砌裂紋進行處置,最大程度避免裂紋進一步發(fā)展而影響連拱隧道工程的總體建設質(zhì)量。在實際處置過程中,以全面治理、不留后患為處置原則和目標,確保連拱隧道工程在投入運營后具有良好的美觀性和經(jīng)濟性,與此同時,應當遵循安全性原則,尤其是連拱隧道圍巖為V級風化巖,地質(zhì)軟弱,在局部位置出現(xiàn)二次襯砌裂紋后,初期支護出現(xiàn)不同程度的變形,對二次襯砌的處置帶來了一定難度,且風險系數(shù)較高。因此,在對連拱隧道二次襯砌裂紋進行處置時,應當遵循安全性原則。

        2.2 處理措施

        一是在裂紋部位刻槽,對二次襯砌裂紋進行壓注環(huán)氧樹脂,促使二次襯砌裂紋粘結為整體,從而對裂紋進行科學化的控制。二是以注漿方式對二次襯砌背后空洞以及不密實的部位進行規(guī)范的填充處理,確保地層的抗力作用能夠得到充分發(fā)揮。在對二次襯砌裂紋進行處理的過程中,應當將注漿的水灰比控制在1∶1的標準范圍內(nèi),沿著空洞縱向方向兩側分別進行打孔操作,保證注漿空和排氣孔的規(guī)范性,待排氣孔有漿液流出時,可堵住排氣孔,保持0.3 MPa范圍內(nèi)的注漿壓力5 min,以免壓力過大而對連拱隧道二次襯砌造成嚴重的破壞。三是采用標準規(guī)格的碳素纖維開展規(guī)范的加固操作,拱腰以上全斷面為加固范圍。加固前以高壓狀態(tài)下的水或壓縮空氣吹洗鑿毛面,確保吹洗干凈以促進碳素纖維和原有襯砌緊貼,從而提高加固后二次襯砌的整體受力效果。四是在此基礎上,噴射防火涂料,確保其與襯砌實現(xiàn)光滑平整的連接,從而提高二次襯砌裂紋的處理效果。五是安裝光柵光纖應變傳感器,在實際運營過程中,對加固段進行持續(xù)監(jiān)測,以便在第一時間發(fā)現(xiàn)二次襯砌加固存在的問題,并及時進行處理。

        3 二次襯砌裂紋的監(jiān)測方案及處理效果

        二次襯砌裂紋觀測過程中,主要對象是所有存在的缺陷段、需整治段。觀測的主要內(nèi)容是襯砌裂紋、變形以及掉塊和滲漏水等一系列病害及其發(fā)展情況。監(jiān)測的主要對象是襯砌厚度存在缺陷或者不足之處,襯砌的表面是否存在著裂紋、滲漏水現(xiàn)象。如果襯砌背后出現(xiàn)了空洞或者密實度不夠等多種缺陷,則需結合長期監(jiān)測的結果對其進行針對性的處理。監(jiān)測內(nèi)容:襯砌位移的變化,監(jiān)測斷面間距按10 m考慮,不足10 m處布設一處,監(jiān)測點布置于拱頂、兩側拱腰,不少于3處,監(jiān)測的同時,還應觀測襯砌表面是否有裂紋、掉塊、變形、滲漏水等病害發(fā)生與發(fā)展。長期監(jiān)測、觀測頻率,一般為每月1次,有病害發(fā)生與發(fā)展的,應加大頻率。

        在連拱隧道工程建設中,針對不同的裂紋段采用不同的裂紋處置方式,直至裂紋處置完畢偶,整個施工過程安全順利,二次襯砌加固地段整體平滑,并且未侵占建筑界限,在對連拱隧道工程進行持續(xù)半年的觀察后,發(fā)現(xiàn)連拱隧道工程并無新的隧道產(chǎn)生,且裂紋處置部位的初期支護厚度、二次襯砌效果以及實際強度等均滿足連拱隧道工程建設的相關標準,尤其是在地基加固處理后,其二次襯砌裂紋呈現(xiàn)良好的穩(wěn)定狀態(tài),無新裂紋出現(xiàn),其他質(zhì)量指標也均滿足相關檢測標準,因此,連拱隧道工程通過了交工驗收,就可以投入使用。

        在連拱隧道工程建設中,為了有效地對二次襯砌裂紋進行防治,工程建設相關人員應當結合地質(zhì)環(huán)境的實際影響,在隧道施工過程中以第三方檢測單位所提供的超前地質(zhì)預報為主要依據(jù),結合輸?shù)粽谱用鎳鷰r的地質(zhì)及水文情況進行全面衡量和分析,進而對圍巖類別進行準確的判斷,確保其與連拱隧道工程建設實際需求相符合,以免二次襯砌裂紋出現(xiàn)規(guī)范的施工操作能夠在一定程度上控制二次襯砌裂紋的出現(xiàn),這就需要相關工程建設恩怨嚴格按照設計及規(guī)范要求開展施工操作,堅決不能投機取巧,以免埋下安全隱患。在實際施工過程中應當在圍巖級別變化位置、變更斷面以及圍巖級別變更部位合理設置沉降縫,以防止二次很襯砌裂紋出現(xiàn)。工程建設過程中相關人員應當嚴格控制超欠挖和規(guī)范防水板掛設,防水板掛設前應先對初期支護噴射混凝土進行檢測,欠挖部位應先加以鑿除,對噴射混凝土表面凹凸顯著部位應分層噴射找平。外露的錨桿頭及鋼筋網(wǎng)頭應齊根切除,并用水泥砂漿抹平,使混凝土表面平順。防水板掛設完成后用手托起防水板看其是否能與初支密貼,且沒有太多余量,一般防水板長度為初支面長度的1.2~1.5倍。防水板掛設時焊接點數(shù)量和間距要滿足設計要求,保證拱部防水板掛設穩(wěn)固,防止防水板因掛設不穩(wěn)在混凝土澆筑過程中掉落后壓入兩側混凝土,造成拱部空洞。工程建設中應當做好二襯臺車附近的文明施工,防止支墊方木長期被水浸泡?,F(xiàn)場管理人員要定期檢查方木受壓能力,防止混凝土澆筑后被壓碎引起臺車下沉,襯砌臺車在使用過程中要定期檢查、維護,防止臺車屈服變形,初期支護鋼架安裝過程中要嚴格控制鋼架間距和垂直度等,認真檢查鋼架縱向連接鋼筋焊接是否可靠,縱向連接鋼筋的間距是否滿足設計及規(guī)范要求,鋼架是否與錨桿、鎖腳錨管等可靠焊接牢固。二襯鋼筋施工時,首先對鋼筋位置按照設計要求的間距進行定位,然后嚴格按確定位置將鋼筋焊接或綁扎牢固,并合理預留鋼筋保護層厚度,在襯砌臺車就位前對二襯鋼筋進行認真的檢查,對鋼筋間距、焊接質(zhì)量、綁扎質(zhì)量不符合要求的必須進行調(diào)整或返工處理。

        4 結語

        總的來看,連拱隧道的結構相對復雜,施工工序較多,使得施工難度較大,二次襯砌裂紋的產(chǎn)生原因具有多樣性,為保證連拱隧道二次襯砌的實際施工質(zhì)量,最大程度對二次襯砌裂紋進行控制,應當積極加強施工質(zhì)量管理和控制,嚴格按照設計規(guī)范開展施工操作,切實提高連拱隧道在投入使用后的安全性。

        參考文獻

        [1] 逯江.連拱隧道底部巖溶處理方法[J].科技與企業(yè),2016(8):174.

        [2] 閆偉.連拱隧道加寬施工技術要點[J].交通世界,2016(12):78-79.

        [3] 逯江.連拱隧道底部巖溶處理方法[J].科技與企業(yè),2016(8):174.

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