分析隧道裂缝的形成与处理施工技术

郭云飞

(中国中铁航空港建设集团第四分公司，重庆 400000)

随着社会经济的快速发展，交通事业也有了极大进步，各类隧道工程数量也逐渐增多，隧道裂缝问题也越来越多地出现在我们的视野中。导致隧道出现裂缝的原因较多，或因未及时加固底层、或因高边坡造成偏压、或施工不当等等。裂缝不仅对隧道美观度造成不良影响，同时又影响了工程整体质量。因此，针对隧道裂缝采取合理有效的处理方案极为必要，本文采用了化学灌缝处理、加固处理、封缝处理、引水处理等施工处理技术和方法，确保对隧道裂缝处理的效果满足设计的质量要求。

1 隧道裂缝的成因

隧道裂缝的出现以及发展是一个渐进的过程。通常来说，隧道裂缝在初期较少，相对分散，但是随着时间逐渐推移，裂缝问题开始恶化加重。对于隧道裂缝而言，笔者认为其形成和发展大多受到临近围岩松弛、变形以及剥落的影响，无论是成型、发展或者闭合都与时间推移变化有关。此外，施工技术对于裂缝的出现也有较大影响，如隧道掘进方式、混凝土水灰比、振捣方式、养护、拆模以及拱背回填等。如果混凝土强度未满足设计需求而过早拆模，混凝土会过早受力而出现裂缝;拱顶回填时如果无法保障回填密实度，则会导致顶部压力向两侧拱腰区域分散，其地压分布形式表现为“马鞍形”荷载，迥异于原始设计，进而导致拱顶剥落开裂，同时拱腰部分也会开裂。隧道施工完成后出现围岩扰动或者地层偏压也同样会导致隧道裂缝的产生，此外，隧道裂缝还会受到内外温差以及干湿度影响。

2 隧道裂缝处理原则

在处理隧道裂缝过程中，应充分参考裂缝深度、宽度、部位以及成因，并遵循如下处理原则:1)处理总准则是以低压灌浆和封缝胶修补为主，碳纤维补强封缝为辅，同时对个别渗漏情况进行处理。2)对于宽度不同的隧道裂缝应采取相应的处理方案，整治过程中拱部裂缝的修补是重点。3)在选择封缝材料时应保证科学、合理，以免充填物在修补裂缝后对混凝土耐各类性能造成损害。4)在处理隧道裂缝时应选取可靠、成熟的施工工艺与技术，确保施工过程简单而富有实效。

3 隧道裂缝处理方案

3.1 采用化学灌缝处理宽度为0.3 mm～2.0 mm的隧道裂缝

1)对裂缝表面进行清理，采用压缩空气(干燥无油)对裂缝内部积存的浮渣以及粉尘予以清除。2)在裂缝两侧区域，采用封口胶将注射筒底座粘结固定于混凝土表层(注射筒底座之间的距离参考表1)，并沿裂缝全长实施修补方案。3)封口胶完全固化后开始实施注胶操作。4)在裂缝腔内注入粘度较低的裂缝修补胶液，所用工具为专用注射器，注射过程中应保持较低压力。5)注射完成后，等待裂缝内部胶液固化，然后将注射筒撤下并将底座卸掉，若实际情况需要可考虑使用砂轮将混凝土的表层磨平。6)修补完成后应做好相应的养护措施，并取塑料薄膜覆盖保护。

表1 不同宽度裂缝的注射筒底座间距 mm

3.2 交叉与宽度超过2.0 mm裂缝的加固处理

采用化学灌缝联合碳纤维粘贴加固方案处理交叉裂缝或者宽度超过2.0 mm的隧道裂缝，具体如下:1)处理混凝土表层:首先应彻底清除松动部分以及衬砌装修层并进行打磨，保证表面平整度不低于5 mm/m2，并使用找平胶进行修补;如果需要补强的混凝土伴有渗漏或者裂缝，则应首先处理渗漏或裂缝，再行补强处理。处理完成后应使用酒精或者丙酮擦拭混凝土表层，使其保持干净、干燥。2)底胶涂刷。a.在容器中放入不同比例的固化胶和主剂并搅拌均匀，在确定用量时应参考现场实际气温，同时应对使用时间予以严格控制，必须在胶适用期内完成配置完好的胶液。b.在混凝土构件表层使用毛刷或者滚筒刷均匀涂抹底胶，厚度应低于0.4 mm，涂抹过程中不可出现气泡、流淌或者漏刷等问题。通常情况下胶体会在2 h后固化，然后开始下一道工序。3)通过整平胶料找平。a.若混凝土表面存在凹陷，则应将其刮嵌并修补填平，使用整平胶料对存在高度差部分进行填补;b.处理转角。应通过整平胶料的修补效果使其成为光滑圆弧，并保证其半径超出20 mm;c.整平胶料通常会在2 h后固化，然后开始后续施工。4)根据施工用料与构造、施工温度需求进行相关施工，并严格工程验收。

3.3 直接采用封缝处理宽度低于0.3 mm的隧道裂缝

1)在混凝土表层使用钢丝刷做打毛处理，将表面附着物彻底清除。2)在混凝土表层充填环氧树脂浆，通过裂缝毛细作用对修补胶液进行吸收，以实现封闭裂缝的目的。环氧树脂浆灌浆材料性能见表2。3)在混凝土表层涂覆修补材料，确保与原结构的表层保持平整。

3.4 对于点、线型渗漏选择引水处理

1)清洗表面。采用高压水来清洗、清理隧道整体表层，使隧道裂缝充分、清晰地暴露，为后续施工创造前提。

2)凿槽。沿着施工缝骑缝或者渗漏裂缝凿出一个梯形槽，根据渗漏液体流量来决定凿槽的深度与宽度，通常情况下槽的底部宽度、深度和槽口宽度分别为6 cm，10 cm，10 cm;凿槽应向人行道面下部延伸，并深入25 cm，渗漏液体在此情况下能够被有效排出，且不会受到毛细管效应影响，以免渗漏水沿抹面砂浆向水沟盖板上方攀升。

表2 环氧树脂浆灌浆材料性能

3)引水空腔。参考现场实际情况来选择拉引水空腔或者进行专用引水管材的埋设，以此将各渗漏点以及渗漏裂缝与主引水道连接为一个整体，渗漏液体从环形裂缝两端引入排水沟。

4)封缝。对槽内混凝土表面进行严格清洗，并以此为基础采用半圆形PVC管将槽中施工缝盖住，再以堵漏宝将两边封堵密实;同时将PVC管良好固定，确保两边空隙被严密封堵。

5)柔性防水用材的嵌涂。封缝工作完成后将遇水膨胀的嵌缝胶嵌上，保证已封堵的裂缝不会因热胀冷缩形变而再度开裂，达到永久防水的满意效果。

6)取堵漏宝压在嵌缝胶外，然后封闭并压实抹平，提高封堵裂缝表层的防渗能力。

7)后期养护。修补封堵处理工作完成后7 d内应由专人负责喷洒雾化水，确保合理养护。

4 结语

隧道裂缝出现的原因繁多而且复杂，涉及到多个方面的不同因素，而隧道裂缝的修补处理工作则具有很强的综合性，其施工工艺各有不同，施工技术人员必须参考现场隧道实际情况来选择合理的修补施工方案。在这其中，新型材料的使用与成熟工艺的把握是修补的关键。本文在此对隧道裂缝的形成与处理施工技术展开分析，希望有所帮助。

［1］刘 学.关于已贯通隧道维修处理施工方案应用铣挖机铣刨二衬混凝土和简易台车模筑二衬混凝土的施工工艺［J］.北方交通，2013(z1):114-118.

［2］罗祖靠，徐泽沛，王有多，等.连拱隧道洞口护拱裂缝成因分析［J］.公路与汽运，2013(4):223-226.

［3］钟红军.公路隧道二次衬砌裂缝产生及处理工艺探讨［J］.城市建设理论研究(电子版)，2013(32):67-68.

［4］黄强兵，彭建兵，高虎艳，等.地铁隧道斜交穿越地裂缝带的纵向设防长度［J］.铁道学报，2010，32(1):73-78.

［5］刘一华，顾博渊.国道312线六盘山隧道衬砌塌落分析与治理［J］.公路，2013(10):245-249.

［6］艾 杰.谈某隧道二次衬砌裂缝掉块处理［J］.山西建筑，2012，38(35):205-206.