李坤

（甘肅省遠大路業(yè)集團有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 引言

隨著城市化進程的加速，各城市間的高效連通越發(fā)重要。許多地方需通過隧道穿越山區(qū)、海域或其他地域，以提高長途交通的便捷性。隧道作為高速公路的關鍵組成部分，承擔著巨大的車流量。二襯結構是隧道內(nèi)部的保護層，位于噴射混凝土襯砌之內(nèi)，其作用在于承擔部分荷載和提供支撐，分擔地表和巖體的壓力，增強隧道結構的穩(wěn)定性，防止隧道變形、塌方或坍塌，確保隧道的安全運行。

二襯結構出現(xiàn)開裂病害，會嚴重危及隧道安全。通過加固施工，可修復和增強二襯結構，提高隧道結構安全性，減少事故風險[1]。進行隧道二襯結構加固施工，有助于延長隧道使用壽命，降低后期維修和更換頻率，從而減少維護成本。由于隧道二襯結構加固施工涉及結構力學、土木工程等專業(yè)領域的知識和技術，加之受地質條件、水文條件等因素影響，施工環(huán)境復雜，因此對施工方的技術水平要求較高[2]?；诖耍瑢Ω咚俟匪淼蓝r結構開裂病害加固施工技術展開研究，旨在為高速公路隧道安全運行提供技術保障。

1 高速公路隧道二襯結構開裂病害加固施工

1.1 仰拱加固施工

在隧道段增設并翻修仰拱施工過程中，需要先鑿除邊墻混凝土，再進行錨桿安裝。錨桿按矩形布置，豎直間距為1.5m。在邊墻加固過程中，將風鉆直接放在腳手架上進行分段打孔，打孔深度為150mm。打孔完成后，使用風鎬沿裂縫鑿除混凝土。采用螺紋鋼筋進行加固，并將鋼筋孔的水平間距控制為350mm。同時，在邊墻上安裝鋼筋網(wǎng)，并對仰拱進行混凝土澆筑，澆筑厚度為1500mm。

為提高施工效率，需要注意以下事項：

第一，在埋設鋼筋的過程中，可將電鉆鉆頭焊接在風鎬釬上。

第二，為方便施工，需要在施工過程中使用可拼裝和拆卸的腳手架。

第三，在仰拱施工中，當交叉跳段開挖達到指定標高后，方可開始對仰拱部分進行混凝土澆筑。

第四，在開挖過程中，需要巖石開挖厚度控制為1420mm。使用風鎬進行開挖，將巖石開挖成長方體凹槽，這樣有利于后續(xù)施工[3]。臨空面逐層開挖時，如果遇到較硬的巖石，可以進行淺打孔并添加破除劑，在施工縫附近使用風鎬進行挖掘。同時，需要先拆除多余的設備和材料，清理施工面。之后鋪設35kg/m的頂梁，并按照施工要求將三根頂梁束設為一組進行施工。根據(jù)設計要求測算高度，如果不符合要求，則需使用木墊板進行墊平，以達到標高要求。

此外，經(jīng)施工檢驗合格后，需要去除多余的仰拱混凝土。對于受損的混凝土部分，可以使用纖維混凝土進行補強，插筋強度應大于原混凝土強度[4]。車輛通過開挖地段時，需要由專人測量撓度等數(shù)據(jù)的變化情況。同時，在仰拱鋼筋綁扎過程中，鋼筋接頭需要進行雙面搭接焊，確保焊縫長度和質量符合標準要求。

1.2 二襯粘貼鋼板

第一，在二襯粘貼鋼板施工中，應先對施工部位進行細致的清潔，確?；炷粱嫱耆┞?，無遮蔽。在施工過程中，要確保基面平整，無凸起和凹陷，平整度控制在2.3mm/m[5]。若遇到基面不平整的情況，尤其是局部存在坑槽區(qū)域，需要使用改性環(huán)氧砂漿進行修復，恢復其平整性。

第二，使用噴砂對鋼板的黏結面進行打磨，直至表面呈現(xiàn)光澤[6]。在打磨過程中，確保打磨方向與鋼板受力方向一致，使鋼板的黏結面粗糙度適中，之后使用棉球蘸取丙酮清潔并濕潤鋼板表面。

第三，按照施工現(xiàn)場要求安置錨栓，并控制錨栓之間的距離，同時對固定的鋼板進行同步鉆孔，在鋼板上涂刷防腐漆。

第四，安裝鋼板，確保鋼板與襯砌緊密貼合，避免局部出現(xiàn)缺陷。

1.3 襯砌背后注漿

第一，在裂縫處噴涂一層樹脂基液，并使用砂漿涂抹鋼板，涂抹總厚度為1.5mm。

第二，對襯砌基礎面中不同方向的裂縫進行注漿[7]。使用注漿機向襯砌背后壓注水泥漿，壓漿注滿后，等待一段時間使其沉淀凝固，之后進行二次、三次注漿。

第三，一般控制水灰比為0.2∶0.5，具體比例應根據(jù)實際情況進行調(diào)整。在材料調(diào)配過程中，需要用到水泥、細砂、粉煤灰，配合比為水泥1∶細砂0.5∶粉煤灰0.5。

第四，將壓漿孔設在拱頂，壓漿孔之間的距離為8m。壓漿壓力控制為0.36MPa，可采用跳槽施工法[8]。

第五，如果出現(xiàn)隧道滲水情況，應先確定出水點位置，對出水點周圍待施工區(qū)域的混凝土表面進行清潔，并在出水點位置鑿一個60mm×60mm×60mm 的正方形槽，并在正方形槽中添加堵漏劑等材料，以堵壓出水點。

第六，如果在施工過程中發(fā)生特別嚴重的滲漏水現(xiàn)象，需要埋設引水槽將水引排到邊溝中。

2 實例分析

2.1 工程概況

折橋至蘭州達川二級公路（折達二級公路）起點位于臨夏州折橋鎮(zhèn)，與臨夏市西濱河路相接，樁號為K0+000，終點位于蘭州市西固區(qū)達川鎮(zhèn)，與國道G109相接，樁號為K81+659.2，路線全長81.586km。折達二級公路全線新建構造物包括橋梁26 座、隧道8 座，總長10258m。

部分隧道的二次襯砌邊墻上出現(xiàn)了細長的垂直裂縫。這些裂縫可能是地質變形、沉降或結構載荷等因素引起的。裂縫寬度和長度不同，有些很細小，難以察覺，另一些較寬，明顯可見。

該工程裂縫處治6144m，粘貼鋼板2414m2，C50 自密實混凝土使用量為306m3，更換支座277 塊，恢復18759m2混凝土路面。

根據(jù)實際施工需求，選擇右線GH142+102 斷面對二次襯砌邊墻應變程度進行監(jiān)測，分析隧道內(nèi)部應力并進行信息反饋，繪制彎矩圖，按照最大彎矩值所在單元對混凝土結構進行安全性檢驗。規(guī)范加固穩(wěn)定系數(shù)20，如果計算得到的構件測試加固穩(wěn)定系數(shù)在20以上，說明施工效果滿足預期。

此外，在右線GH142+102 斷面中對稱布設鋼筋及位移計量設備（見圖1）。

圖1 現(xiàn)場布置測量設備圖

在隧道病害加固工程監(jiān)測中，對工程結構的穩(wěn)定性進行監(jiān)測，二襯邊墻應變量測量中設定監(jiān)測頻率為15d/次。

根據(jù)圍巖情況，觀察支護應力的變化情況，并通過測量圍巖的相對徑向位移了解應力的分布情況，從而評估結構的穩(wěn)定性。使用鋼式壓力盒監(jiān)測隧道加固支護和二次襯砌的壓力變化情況。基于監(jiān)測數(shù)據(jù)，將壓力作為輸入荷載，通過模擬分析驗證隧道加固安全性。

2.2 結果分析

對右線GH142+102 斷面左側與右側進行實時監(jiān)測，選擇不同的測點位置，分別為1.5m、3.5m、5.5m，對每個測點位置進行水平作用力與豎直作用力的加載，統(tǒng)計不同測點位置的荷載值（見表1）。

表1 右線GH142+102 實測模型輸入荷載值

根據(jù)表1，通過數(shù)值模擬得到隧道的模型彎矩圖，如圖2 所示。

圖2 右線GH142+102 斷面彎矩圖

根據(jù)測試結果，最大彎矩值M=762145N·m。將出現(xiàn)最大軸力值的單元標記為A 單元，并對A 單元截面進行混凝土結構安全性評估。A 單元截面的偏心距為130mm，高度為185mm，并根據(jù)截面大小確定偏壓類型。A 單元所在截面的高度185mm，大于有效高度148mm，因此可以確定偏壓類型為小偏壓。通過對該小偏壓構件的強度計算，得到加固穩(wěn)定系數(shù)K=22.6，該值大于規(guī)范規(guī)定的加固穩(wěn)定系數(shù)20，說明施工后的安全性得到滿足。

3 結語

結合實際工程案例，對高速公路隧道二襯結構開裂病害加固施工技術進行研究，加固效果分析結果表明，該工程中所應用的加固施工技術，工后效果滿足加固需求，顯著提升了圍巖的穩(wěn)定性，加固整治效果顯著，有一定的參考價值。未來，在類似的高速公路隧道二襯結構開裂病害加固施工中，需要結合施工現(xiàn)場的周邊地質狀況，對裂縫形態(tài)進行觀測，根據(jù)不同病害成因采用針對性的隧道加固技術，在保證加固質量的同時，有效提高加固施工的安全性與效率。