劉恒伏

中鐵二十五局集團第五工程有限公司，山東 青島 266000

隨著地鐵建設規(guī)模的不斷擴大，在施工或運營過程中難免遇到管片破損等病害問題[1-2]。關于管片破損的原因，許多學者結(jié)合相關工程案例進行了研究。李曉龍[3]結(jié)合武漢地鐵21號線新黃區(qū)間盾構(gòu)施工案例，從盾構(gòu)姿態(tài)、管片拼裝、工程地質(zhì)和管片受力四個方面分析了施工過程中管片破損的原因。楊青運[4]針對廈門地鐵三號線五緣灣站—劉五店站區(qū)間的裂縫和破損現(xiàn)象，從管理措施、現(xiàn)場控制措施和技術(shù)措施三個方面分別進行了改進。陳世揚等[5]根據(jù)武漢市地鐵3號線菱角湖站—香港路站區(qū)間工程出現(xiàn)的錯臺和破損情況，提出了內(nèi)設鋼圈和管片背面注漿相結(jié)合的加固方案。

綜上可知，現(xiàn)有的管片主要考慮結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，針對加固過程中的防腐和防水體系的專項研究較少，尤其針對填海區(qū)的管片破損修復研究較少，因此文章對填海區(qū)聯(lián)絡通道附近受損管片修復防水防腐體系進行研究，為類似工程案例提供設計參考。

1 工程概況

區(qū)間位于待開發(fā)地塊及填?？盏?，聯(lián)絡通道埋深大于20m，但處在填海砂層區(qū)，在隧道施工過程中極易出現(xiàn)涌水、涌砂，進而導致聯(lián)絡通道附近管片出現(xiàn)不同程度的破損。場地揭露地層主要有第四系全新統(tǒng)人工填土層、第四系全新統(tǒng)海陸交互相層、第四系全新統(tǒng)沖洪積層、第四系晚更新統(tǒng)沖洪積層、第四系殘積層、震旦系（Z）混合花崗巖。由于填海區(qū)聯(lián)絡通道在施工過程中不可避免地會對周圍管片造成一定的影響，地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具有中等腐蝕性，按地層滲透性影響評價對混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性；在長期浸水條件下地下水對混凝土中的鋼筋具有微腐蝕性，在干濕交替條件下具有中等腐蝕性，其主要腐蝕性介質(zhì)為Cl、SO，由于場地臨海，受海水影響，腐蝕等級偏高，場地基巖水對混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性，按地層滲透性影響評價對混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性；在長期浸水條件下地下水對混凝土中鋼筋具有微腐蝕性，在干濕交替條件下具有弱腐蝕性，其主要腐蝕性介質(zhì)為Cl；場地地表水對混凝土結(jié)構(gòu)具有強腐蝕性，按地層滲透性影響評價對混凝土結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性，在長期浸水條件下地表水對混凝土中鋼筋具有微腐蝕性，在干濕交替條件下具有強腐蝕性。因此，在填海區(qū)地質(zhì)環(huán)境對管片進行修復應考慮防水和防腐技術(shù)。

2 管片修復防水防腐體系

2.1 管片嵌縫、注漿處理防水控制

（1）在加固區(qū)域相鄰兩環(huán)的管片T字縫縱縫處應采取有效措施形成阻斷節(jié)點，避免管片存在裂縫而滲出水。

（2）清理管片的環(huán)、縱縫嵌縫槽，并采用彈性環(huán)氧膠泥進行環(huán)、縱縫嵌縫，并預留注漿孔。

（3）待嵌縫完畢后，灌注環(huán)氧漿液。管片嵌縫、注漿處理防水控制技術(shù)設計圖如圖1所示。

圖1 管片嵌縫、注漿處理防水技術(shù)設計圖

2.2 環(huán)形鋼圈安裝防水控制

（1）待嵌縫注漿完畢后，在管片內(nèi)側(cè)安裝環(huán)形鋼圈作為隧道永久加固補強，聯(lián)絡通道位置處的鋼板如圖2所示。待鋼圈安裝結(jié)束后，鋼板邊緣先用快硬水泥嵌縫，然后批刮彈性環(huán)氧膠泥封縫處理，最后在鋼圈與混凝土管片之間充填灌注環(huán)氧樹脂。

圖2 環(huán)形鋼圈防水技術(shù)（單位：mm）

（2）安裝鋼板之前，應先將鋼板覆蓋范圍內(nèi)的手孔用硫鋁酸鹽超早強（微膨脹）水泥與彈性環(huán)氧膠泥相結(jié)合的方式進行充填。

（3）在聯(lián)絡通道開口處的鋼板環(huán)設計采用三角鋼板塊，以有效減少開口環(huán)位置的應力集中現(xiàn)象，其拉壓應力均符合管片安全評定標準。

（4）考慮到該區(qū)段的特殊性，環(huán)形鋼環(huán)整環(huán)安裝完成后，為防止鋼環(huán)發(fā)生二次變形。環(huán)氧填充需在該區(qū)段冷凍開挖、融沉注漿完成且隧道趨于穩(wěn)定后再進行。

2.3 受損混凝土管片修復防銹防腐處理

（1）防銹處理。①構(gòu)件所用鋼材應采用表面原始銹蝕等級為A級的鋼材；②防銹采用防腐底漆，底漆涂敷前應對鋼板表面進行除銹處理，除銹等級達到Sa3級。

（2）防腐處理。①環(huán)板加工時對鋼材進行防腐處理，防腐保護層底層采用噴鋁，金屬層厚度不小于120μm；封閉層為雙組分環(huán)氧底漆1道，干膜厚度為20μm；中間涂層為環(huán)氧云鐵磁漆2道，干膜厚度為80μm；面涂層為丙烯酸環(huán)氧磁漆3道，干膜厚度為100μm，涂膜總厚度為320μm。②在鋼環(huán)安裝焊接等施工結(jié)束后，在鋼環(huán)內(nèi)弧面涂刷SPUR（噴涂型聚脲彈性體）涂層，涂層厚度均勻，分兩層進行噴涂且總厚度不少于1.2mm。③當防腐涂層出現(xiàn)下列情況時應重噴：第一，涂層干燥固化不好，黏結(jié)不牢、粉化、空鼓或脫落時；第二，涂層表面有浮漿或裂縫寬度大于1mm時；第三，涂層厚度小于或大于設計規(guī)定厚度的85%，但未達到規(guī)定厚度的涂層及連續(xù)面積的長度超過1m時。

3 現(xiàn)場應用效果

現(xiàn)場修復過程中首先對錯臺和裂縫進行處理，然后進行管片基面打磨及環(huán)縱縫處理，接著進行鋼環(huán)定位、吊裝、密貼和化學螺栓固定，在此過程中應同時進行管片和鋼環(huán)的防水和防腐處理，尤其在管片和鋼環(huán)密貼過程中要進行灌注環(huán)氧樹脂，避免管片和鋼環(huán)中間存在縫隙。在鋼環(huán)內(nèi)外側(cè)都應進行防腐處理，避免在使用過程中腐蝕導致結(jié)構(gòu)耐久性遭到破壞。對管片和鋼板進行修復之后，修復防水防腐體系總體效果良好，可將該體系推廣至其他類似工程。

4 結(jié)論

（1）受損管片鋼板加固順序為由管片受損較輕區(qū)域向管片受損較嚴重區(qū)域逐步推進，管片開口兩環(huán)需待開口處管片修補達到設計強度，管片變形穩(wěn)定后方可進行鋼環(huán)加固。每環(huán)管片進行加固鋼圈安裝時應采取換撐或不拆撐等措施，以保證每環(huán)管片在安裝加固鋼圈時有可靠的臨時支撐。

（2）鋼圈安裝前，應清理和打磨管片表面，確?；炷僚c鋼板間的黏結(jié)強度，鋼板加固后，應配套有受損管片鋼板加固防水控制技術(shù)、受損混凝土管片裂縫修復處理技術(shù)以及鋼材的防銹防腐處理技術(shù)。

（3）修復防水防腐體系現(xiàn)場應用總體效果良好，可推廣至其他類似工程。