老营盘隧道病害整治技术

2011-09-04陈志强

铁道建筑 2011年11期

陈志强，岳华

(1.金华职业技术学院建筑工程学院，浙江金华 321000;2.中铁十六局集团第四工程有限公司，北京 100010)

1 工程概况

老营盘隧道进口里程K1 746+043.80，出口里程K1 748+851.60，隧道全长2 807.80 m，为双线预留电化隧道，隧道建筑限界采用“隧限—2B”。隧道设双侧高式排水沟和双侧电缆槽，碎石道床，复合式衬砌，进口154 m和出口240 m段拱墙设CCR911型橡胶防水板，洞身其余段衬砌采用防水混凝土。

2009年6月17日，工务部门调查发现，进洞1 711 m处隧道拱顶衬砌中部有一直径约10 cm孔洞，孔深为50 cm左右，面积约1.0 m2，该洞周围混凝土空响严重;进洞2 518 m处隧道拱顶衬砌中部有一个50 cm×20 cm孔洞，孔深达2.5 m以上，面积约1.5 m2，该洞周围混凝土空响严重;上行进洞1 450 m处水沟盖板上15 cm及1 455 m处水沟盖板上30 cm隧道边墙上有直径150 mm的铸铁管往外喷水，水流直接冲刷道床，造成2根枕木冲空。

2 病害点及整治措施

根据病害性质和严重程度，采取相应的工程措施见表1。

2.1 施工缝、裂缝渗漏水及渍水整治

1)灌注AB型树脂浆。

对宽度≤5 mm的渗漏水施工缝、裂缝采取灌浆堵水措施，具体为:把裂缝两边各3 cm宽范围内衬砌表面刷洗干净，清除松动混凝土块，沿裂缝间隔20～30 cm贴一处胶带然后刮涂J-1快干型封缝胶两道，封缝胶固化后揭除胶带，安设灌浆嘴灌注AB型双组份灌浆树脂，待树脂固化后，拆除灌浆嘴并清理表面封缝胶。

表1 老营盘隧道病害整治工程措施概述

2)凿槽堵漏。

对宽度＞5 mm的渗漏水施工缝和裂缝采取凿槽堵漏处理，具体方法为:在施工缝和裂缝周围凿宽4～6 cm、深5 cm的楔形槽，用清水清洗槽及周围，将调和好的“渗克宝”快修堵漏剂填入槽中并稍稍高出，然后用抹刀抹平，并至少保持15 min的湿润，最后在槽及周围刮涂“渗克宝”渗透结晶型防水涂料两层。对单个漏水点凿宽4～6 cm、长、深各5 cm的楔形洞，先用“渗克宝”快修堵漏剂填塞，再刮涂“渗克宝”防水剂两层止水。

3)涂刷渗克宝。

对衬砌渍水区域采取外涂防水涂料处理，具体方法为:将衬砌渍水区及周围清洗干净，对裂缝及漏水点进行处理，用调和好的“渗克宝”渗透结晶型防水涂料刮涂两层防水。“渗克宝”渗透结晶型防水涂料的用量为1.5 kg/m2。

以上施工注意事项:①为保证防水堵漏效果，“渗克宝”快修堵漏剂填塞和“渗克宝”渗透结晶型防水涂料涂刷应从上向下施作。②“渗克宝”快修堵漏剂和“渗克宝”渗透结晶型防水涂料在施工过程中，应避免与皮肤接触，施工中应作好安全防范工作。③对渗漏水严重地段除采用本设计堵漏措施外，应“排堵结合”，每隔20～30 m进行凿槽埋管引排。

4)凿槽埋管。

渗漏水严重地段应进行凿槽埋管引排水处理。

排水槽一般应设在环向施工缝处，但可结合实际漏水情况予以调整。引排水流统一通过引排管进入隧道内侧沟，排出洞外。

起拱线处漏水较严重处按本设计图埋设半圆形塑胶管将其引入边墙排水槽中。将起拱线处凿槽后用“渗克宝”快修堵漏剂填充和用“渗克宝”渗透结晶型防水涂料进行防水。

5)注浆堵水

衬砌表面存在大面积渗漏水，需进行衬砌背后注浆堵水。采用风钻钻孔直接打入钢管注浆，注浆钢管采用马牙扣形注浆管，直径为42 mm。注浆孔用风钻钻孔，孔径为45～50 mm，注浆管的长度根据既有衬砌的厚度而定，深入岩层30～50 cm。注浆前应采用钢拱架对衬砌进行临时支护。钻孔后须清孔，然后埋设注浆管。埋管前在马牙扣处缠以沾有铅油的麻丝，用大锤将钢管打入孔内，使麻丝与孔壁充分挤压紧密。注浆钢管管口采用内螺丝扣与注浆管路连接，打管时在有丝扣一端须焊接φ6 mm加劲箍以保护丝扣(加劲箍应埋入衬砌，以防侵限)，注浆结束后用塑胶泥将孔口周围封闭(见图1)。

图1 马牙扣形注浆管示意(单位:cm)

注浆材料采用纯水泥浆，水灰比(重量比)1∶1。

注浆施工注意事项:

1)沿隧道轴线分左右逐段压注，其程序由两端向中央，由左向右，由低处向高处依次注浆。

2)不得任意停泵，以防堵塞管路。

3)注浆时应时刻注意注浆压力、衬砌变形观察和储浆筒的浆液下降情况。若注浆时间较长而不升压，可能浆液流窜太远，应缩短浆液凝胶时间或停注，若跑浆严重，可间歇注浆。

4)注浆期间应有专人记录浆液消耗量，注浆时间及注浆压力等数据。

5)注浆后，应设置检查孔，检查注浆效果。

6)注浆前应采用钢拱架进行临时支护，注浆过程中应密切注意衬砌情况，一旦出现变形，应立即停止注浆，并采取相应措施。

2.2 衬砌背后存在空洞须分层注浆

注浆采用埋管注浆，注浆管采用马牙扣形注浆管，直径为42 mm，注浆孔采用风钻钻孔，孔径为45～50 mm，注浆管的长度根据空洞大小而定，钻孔后须清孔，然后埋设注浆管。当空洞深度≤40 cm时，一次性填充。当3 m≥空洞深度＞40 cm时，采用分层注浆:2 m以内当空洞体积≤1.5 m3时填充水泥砂浆，＞1.5 m3时填充C25细石混凝土;2 m以外填充细砂。当空洞深度＞3 m时，根据工点进行特殊设计。

分层注浆时，应在拱顶设观察孔，以观察空洞的注浆情况，观察孔间距2 m。当3号注浆孔进行注浆，1号，5号观察孔观测有浆液冒出时，停止注浆，即达到第一层注浆厚度，待第一层砂浆达到设计强度的70%后，再进行第二层注浆工序，发现2号，4号的观测孔有浆液冒出时，暂停注浆，待第二层达到设计强度的70%后，再对剩余空隙进行注浆填充。每层注浆厚度依据现场情况而定，每层厚度基本相等为宜，但第一层厚度不应＞40 cm。

注浆材料采用水泥砂浆，水灰比(重量比)0.6∶1～1∶1，灰砂比 1∶1 ～1∶2.5。注浆前应进行水泥砂浆配合比试验及强度试验，并需由实验室提供达到设计强度70%所需的龄期报告。第一层注浆采用M20水泥砂浆，第二、三层均采用M10水泥砂浆。为使第一层浆液尽快达到设计强度的70%，需在浆液中添加速凝剂，其掺量为水泥用量的3%。

2.3 锚杆加固

衬砌裂损较严重地段，或衬砌厚度严重不足地段，采用锚杆加固。具体参数如下:

锚杆采用φ25 mm中空注浆锚杆，长度4.5 m，梅花形布置，间距:Ⅱ、Ⅲ级围岩，环向×纵向 =1.5 m×1.5 m;Ⅳ、Ⅴ级围岩，环向×纵向=1.2 m×1.2 m。

锚杆采用150 mm(边长)×150 mm(边长)×8 mm(厚度)的垫板，锚固前，先将衬砌表面局部凿160 mm(边长)×160 mm(边长)×35 mm(深度)的方形槽，然后将锚杆尾部的垫板和紧固螺帽埋入衬砌中，表面用微膨胀型防水水泥砂浆抹平。锚杆抗拔力不小于50 kN。

2.4 锚喷网加固

衬砌裂损严重或衬砌厚度严重不足地段，且限界有富余的地段，适用于锚喷网进行衬砌结构加固。具体为:锚杆采用φ25 mm中空注浆锚杆，锚杆长度3.5 m，梅花形布置，布置间距 1.2 m×1.2 m;钢筋网采用φ8 mm钢筋，网格间距20 cm×20 cm。

喷混凝土前，将原衬砌表面凿毛、高压水冲洗，再挂网与锚杆连接，喷 C25钢纤维混凝土8～10 cm，钢纤维掺量每m3混凝土50 kg。

对衬砌进行锚喷加固前，应对隧道净空进行一次复测，复测断面不大于5 m一个断面(在衬砌断面有明显变化处应加密测量)，在复测断面尺寸上考虑喷混凝土厚度后有侵入隧道建筑限界的应及时通知设计单位。锚喷施工完成后应进行限界检查。

2.5 嵌钢带加锚喷网加固

衬砌开裂掉块严重的段落，适用于嵌钢带加锚喷网进行衬砌结构加固。具体为:锚杆采用φ25 mm中空注浆锚杆，锚杆长度4.5 m，梅花形布置，布置间距为1.0 m(环向)×1.2 m(纵向);钢带采用 W270钢带，展宽295 mm、宽270 mm、平宽139 mm、高25 mm。回填采用C25弱膨胀细石混凝土。

在衬砌内表面确定钢带及锚杆位置、进行定位，然后施作φ25 mm中空注浆锚杆，再安装W270钢带，锚杆尾部用螺母与钢带连接。钢带锚固好后，在钢带背后回填注浆，确保钢带与衬砌密贴;挂钢筋网，钢筋网与锚杆焊接牢固;喷C25钢纤维混凝土8～10 cm。环向钢带应向起拱线以下延伸不小于2 m。

施工过程中要加强对衬砌结构和围岩的监控量测和信息反馈工作，必要时架设临时钢拱架进行支护，确保施工及运营安全。