既有隧道维修加固施工技术

2010-04-03庄石云

采矿技术 2010年3期

关键词：防水剂水泥浆锚杆

庄石云

(中国建筑材料工业地质勘查中心湖南总队, 湖南株洲市 412011)

既有隧道维修加固施工技术

庄石云

(中国建筑材料工业地质勘查中心湖南总队, 湖南株洲市 412011)

公路隧道经过相当一段时间的营运后,由于围岩的风化、硐内设施的老化等,一般7～10年需要整修一次。通过对清连一级公路焦冲隧道之不同围岩特征、原始地应力、衬砌情况进行现场勘测、调查、试验,针对隧道不同病害形式分别采取符合实际的维修加固方法,节约成本341万元,取得了较好的维修效果。

公路隧道;维修加固;施工技术

广东清连一级公路为G107国道线上的重要路段,全线地形地貌复杂,施工难度大,技术要求高。全线共5座隧道,单硐里程11.15km,1997年建成通车,经过多年使用,5座隧道均出现了不同程度的破损、轮廓变形、衬砌强度降低、衬砌厚度不足、渗漏水等病害,需要进行整治。焦冲隧道是需要整治的隧道之一,它为分离式长隧道,单硐隧道净宽11.25 m,隧道的平面线型为直线,左右线纵坡为-1.34%。分左右硐,左硐全长2405m,右硐全长2355m。

1 隧道整治方案

隧道围岩为青色钙泥质粉砂岩,局部岩体较破碎,据资料:由于隧道穿越多处断层破碎带等地质构造复杂地段,掘进过程中,多次发生崩塌、冒落等事故,隧道进出口覆盖层为2～3m厚的崩塌碎石和残积土层,左右硐边界距离约40m。

由于该隧道的整治工作程序繁多,施工琐碎,需要对其进行分序施工。

主要整治措施有:隧道渗漏水处理、隧道衬砌后空硐注浆处理、隧道纵向或斜向贯通裂缝加固处理、裂缝注浆、隧道基础加固处理、隧道围岩加固注浆、隧道衬砌补强加固、人行横硐掘进等8项分项工程。

2 维修施工技术

2.1 施工程序

首先办理好各种手续,协调好各种关系,先开放右硐,全封闭左硐,对左硐进行整治;左硐完工后,开放左硐,全封闭右硐,对右硐进行整治。整治施工工序如下:

测量放线定位→工作台、水电到位→隧道渗漏水处理→隧道衬砌后空硐注浆处理→隧道旧瓷砖拆除→隧道围岩加固注浆→隧道拱顶、腰拱清洗→裂缝注浆→隧道纵向或斜向贯通裂缝加固处理→隧道衬砌补强治理→人行横硐掘进→隧道基础加固处理→路面整治→隧道拱顶、腰拱防水、装饰→电缆沟水沟整治。

2.2 隧道维修加固施工技术

2.2.1 隧道防治水技术

对隧道施工缝、环向或斜向变形裂缝等渗漏水缝采用环向开槽、清污除垢,半管引水致排水沟、槽内密封防水方法处理;点状渗漏水采用深扩漏水源,找源堵水或深挖漏水源埋管引水致排水沟。具体做法如下:先仔细观察裂缝漏水情况,并对裂缝定性,确定处理类型后,清表、除污垢,使用凿子、风镐沿漏水裂缝开一个宽6cm、深5cm的槽,直至电缆沟底部,将Φ50mm的半管嵌入槽中,用堵漏剂填实半管周围,以免漏水,再涂抹膨胀胶、堵漏剂各1mm,接着用表面高效防水剂涂塞满槽,最后两边各涂刷15 cm,厚度1～2mm。

对于无渗水的不规则裂缝,采用沿裂缝开“V”型槽,充填、涂刷高效防水剂等方法处理。两硐共完成渗漏水缝引水9985.4m,渗漏水点引堵水57工点。

注意事项:凿槽深度、平整度、排水管埋设是否堵塞、防水材料涂刷情况及防渗效果等。

2.2.2 隧道衬砌后空硐注浆

钻孔注浆,采用回填注浆法,注浆材料为水泥砂浆、水泥浆。具体做法:隧道衬砌后空硐、脱空或衬砌存在的离析现象采用钻孔回填注浆法,垂直拱顶及两腰各钻1排共3排,拱顶排为主注浆孔,腰排为观察孔及补充注浆孔,孔径为Φ25mm,孔深以穿透壁厚0.5m终孔,纵向孔距3m×3m;注浆材料为32.5MPa级普通硅酸盐水泥及粉细砂,即水泥砂浆或纯水泥浆;配合比:水泥砂浆为水泥∶砂=1∶0.5,w/c=0.8～1.0;纯水泥浆为w/c=0.5～0.8;注浆压力为0.3～0.5MPa,直至注满接顶。两硐共完成回填注浆3665.8m3。

注意事项:浆液配比、注浆压力、充填效果、钻芯检查结果、注浆过程中的安全保障措施等。

2.2.3 隧道纵向或斜向贯通裂缝加固

对裂缝宽度δ=0.5～2.0mm的裂缝,采用沿裂缝布置锚杆加固,即先开锚杆垫板槽(300mm×300mm×80mm),再在槽内钻孔、插入中空锚杆、注浆、锁锚、用高效防水剂找平垫板槽;对宽度δ≥2.0 mm的裂缝,采用环向钢拱架加固,钢拱架用H150型钢制作。施工时,先开槽、放置钢拱架、高效防水剂填槽、找平,表面用高效防水剂涂刷,两边各涂刷30cm宽,厚度1～2mm。两硐共完成中空锚杆685根,H150型钢加固255榀。

注意事项:施工时,严格要求混凝土凿毛,钢拱架连接、焊接和衬砌的贴密质量,喷射混凝土的配合比和强度,钢筋的间距、长度、直径、焊接工艺,喷层厚度、平整度等。

2.2.4 裂缝注浆

具体做法如下:对宽度δ≤0.15mm的裂缝,稳定且不漏水的裂缝,不处理;对裂缝宽度δ=0.15～2.0mm的裂缝,采用E205或E2800环氧树脂无损伤嵌补。施工时,用砂轮整平、密封膏涂刷裂缝表面,按间距20cm用HS密封膏粘合基座,注浆压力为0.5MPa,自下而上注浆;对宽度δ=2.0～5.0 mm的裂缝,采用嵌槽封闭裂缝,无水时注入E205环氧树脂,有水时注入氰凝等加固,即沿裂缝开槽、钻孔埋注浆管、封槽并注浆,注浆压力不大于0.5 MPa。两硐共完成环氧树脂无损伤嵌补2568.7m,嵌槽封闭注浆885m。

2.2.5 隧道基础加固处理

二次衬砌边墙基础承载力较低或边墙基础有沉降的区段,采用打孔、埋管注浆加固,注浆孔分2排,先施工衬砌1排,后施工路面一排,采用2次序加密施工,纵向长度10～15m为一次序段。注浆采用Φ50mm的小导管,孔深3～5m,孔间距为2m,注浆材料为32.5MPa级普通硅酸盐水泥纯水泥浆;配合比:w/c=0.5～0.8;注浆压力0.5～1.2MPa。两硐共完成隧道基础加固188.7m,打管注浆1366.5m。

注意事项:导管间距、直径、深度、浆液配比及注浆压力等。

2.2.6 隧道围岩加固注浆

隧道原掘进过程中的围岩破碎地段,目前表现为隧道二次衬砌漏水密集地段,对围岩进行加固注浆:全断面均匀布孔,网孔距1.5m×(1～1.5)m,孔深3～5m,注浆采用Φ20mm小导管,注浆材料为32.5MPa普通硅酸盐水泥,水泥浆配比为w/c=1∶1～0.8∶1,注浆压力为0.6～1.0MPa。两硐共完成隧道围岩加固注浆3处段,计1311m2。

2.2.7 隧道衬砌补强

衬砌厚度、强度不足或裂缝密集时,采用喷锚网加固。具体做法是:打毛混凝土表面、打孔、装中空锚杆、注浆、锁锚、施工钢筋锚钉、挂网、焊接、喷射混凝土、高效防水剂找平。两硐共完成隧道衬砌补强11处,887.5m2。

注意事项:锚杆长度、注浆饱满度、锚头处理及找平。

2.2.8 人行横硐掘进

车行横硐之间增加人行横硐,共2条,每条长40m,共80m,成型后的断面宽高尺寸为2.2m×3.2m。具体做法是:风镐开硐成型、小药量控制爆破,出渣后喷锚网支护,一衬、混凝土二衬,最后装饰亮化。