现浇隧道混凝土裂缝修补技术

陈三洋，刘保永，何海龙

现浇隧道混凝土裂缝修补技术

陈三洋，刘保永，何海龙

（中交一航局第一工程有限公司，天津300456）

港珠澳大桥主体工程岛隧工程西人工岛隧道暗埋段墙体混凝土施工时采取了多种抗裂措施，但混凝土表面仍出现少量裂缝。文中详细介绍了暗埋段隧道墙面裂缝的修补方法，可为其他工程裂缝修补提供借鉴。

港珠澳大桥；混凝土裂缝；表面封闭；化学注浆

1 工程概况

港珠澳大桥岛隧工程起于粤港分界线（K5+ 972.454），止于西人工岛结合部非通航孔桥西端（K13+413），全长约7 440.546m，包括东人工岛、西人工岛、沉管隧道、结合部非通航孔桥、岛上建筑及附属设施等工程，混凝土用量大。在西人工岛暗埋段隧道混凝土结构施工过程中，虽采取了一系列防裂控裂措施，但墙体混凝土表面仍出现了裂缝。港珠澳大桥主体工程设计使用寿命为120 a，若裂缝修补不当，可能对混凝土结构的耐久性造成不利影响，甚至会危及结构的正常运行[1]。因此须对出现的裂缝进行修补，恢复结构的整体性，实现结构的致密、防渗和耐久[2]。

2 裂缝的分类及修补方法

暗埋段墙体上出现的裂缝宽度为0.1~0.5 mm，长度1~7 m，深度80~300mm，水平间距约3m，在墙面呈竖向分布，从底板与墙体施工缝处呈不同程度蛇形向顶板延伸，部分裂缝达到顶板倒角底部。

根据裂缝宽度，将裂缝分为3类。根据不同的裂缝类型、修补施工工艺和修补材料性能特点，进行了实体模型裂缝修补试验，选定了裂缝修补材料，制定了裂缝修补技术方案。裂缝分类及修补方法如表1所示[3]。

表1 暗埋段裂缝分类及修补方法Table1 Classification of cracksandmethods for their repair

3 修补材料

II类裂缝采用Concresive 1438环氧砂浆修补，Concresive 1438环氧砂浆为双组分环氧树脂粘结浆体，由A、B两种组分组成，A组分为白色，B组分为黑色，使用时按照2.76∶1的比例均匀混合，具有操作方便、不留挂、坚硬、附着力强、抗冲击能力强等优点，且能与潮湿表面粘结，可方便使用在难以干燥处理的区域。Concresive 1438环氧砂浆力学性能较好，满足规范要求，力学性能如表2所示[4]。

表2 Concresive1438环氧砂浆力学性能表Table2 Mechanicalpropertiesof epoxy mortar-Concresive 1438

III类裂缝采用Sikadur 52环氧树脂修补，Sikadur 52环氧树脂是一种双组分、无溶剂，低黏度高强度环氧树脂基注浆液，不仅可作为混凝土构件之间的结构粘结剂，而且可有效防止水渗透和腐蚀介质的侵蚀。Sikadur 52环氧树脂固化后无收缩，能够很好填充裂缝间隙，减小二次开裂的风险。港珠澳大桥西人工岛隧道暗埋段处于海水环境中，水渗透及腐蚀介质对混凝土结构的侵蚀严重，Sikadur 52环氧树脂能够满足要求，确保大桥使用年限，其性能如表3所示[4]。

表3 Sikadur 52环氧树脂力学性能表Table3 Mechanical propertiesof epoxy resin-Sikadur 52

4 裂缝观测

裂缝观测采用2种方法同时进行，裂缝上粘贴石膏饼及定期检测裂缝宽度。

拆除模板后，查看裂缝，在裂缝上粘贴石膏饼，用以观测裂缝宽度是否增大。石膏饼为圆形，直径约3 cm，厚度约3 mm，采用医用石膏粉制成，强度适中，固化后受潮湿影响较小。沿着裂缝走向，石膏饼间距约2m，且裂缝首尾各粘贴1个。若石膏饼在裂缝位置开裂，说明裂缝宽度增大，裂缝尚未稳定。

混凝土达到养护期后，对裂缝进行编号，测量宽度及长度，并绘制位置及大致走向。裂缝宽度测量使用ZBL-F101裂缝宽度观测仪，该仪器采用摄像头及电子显示屏，操作十分便捷，裂缝宽度可从显示屏上直接读出，精度达0.02 mm。观测裂缝时，选择目测最宽位置，使用签字笔垂直于裂缝划细线，作为测量位置。观测频率为2~ 3 d观测1次，当连续3次观测数据基本未发生变化，同时石膏饼未出现开裂，可判定裂缝已稳定，可以进行修补。

5 II类裂缝修补

II类裂缝（0.05 mm≤裂缝宽度＜0.2 mm）采用Concresive 1438环氧砂浆表面封闭修补。使用角磨机沿着裂缝打磨约8 cm宽，清理灰尘后，将Concresive 1438环氧砂浆按照配比调配好均匀抹在裂缝上，宽度8 cm，厚度3mm。

6 III类裂缝修补

III类裂缝（裂缝宽度≥0.2mm）采用Sikadur 52环氧树脂注浆修补。

1）清理裂缝内杂物，如灰尘、灰浆、油污等。采用高压空气吹或丙酮清洗，确保裂缝不被堵塞。

2）粘贴注浆嘴。注浆嘴为铝制，采用环氧砂浆进行粘贴，间距约20 cm，并确保裂缝处于注浆嘴中心。

3）裂缝封闭。使用环氧砂浆将裂缝连同注浆嘴进行封闭，宽度为裂缝两侧各3 cm，厚度3~5 mm，均匀涂抹。注浆嘴粘贴及裂缝封堵见图1。

图1 粘贴注浆嘴及裂缝封堵Fig.1 Affixing grouting nozzleand crack sealing

4）压气试验。待封闭环氧砂浆固化后（一般为24 h）便可进行注浆施工。在注浆施工前，需进行压气试验，气压控制在0.2~0.4 MPa，对漏气部位进行再次封闭。

5）树脂调配。注浆施工前，须调配注浆树脂。按照质量比（环氧树脂∶固化剂）=2∶1调制Sikadur 52注浆树脂，使用电子秤精确称量。Sikadur 52可操作时间约40 min，一次配制浆量不能太多，避免浪费。称量完成后，将树脂搅拌均匀，调配完成的树脂呈淡黄色，透明。

图2 裂缝修补后芯样Fig.2 Core samples taken after repair of cracks

6）注浆施工。注浆树脂调制完后，立即开始注浆。从最下方第1个注浆嘴开始，注浆机逐渐加压，压力保持在0.2~0.4 MPa之间，待第2个注浆嘴流出树脂的颜色由乳白色变为透明，且无气泡时，将其封闭，上方第3个、第4个注浆嘴可能会流出树脂，封闭这些注浆嘴，待再无注浆嘴流出树脂后，封闭第1个注浆嘴及流出树脂的注浆嘴（最上方那个除外），从最上方流出树脂的注浆嘴开始注浆，如此反复，直至所有注浆嘴都流出透明无气泡树脂后，封闭所有注浆嘴，此时，裂缝注浆完毕。

7）饰面。注浆完成后，封闭注浆嘴，待树脂固化后（一般为72 h），使用电锤拆除密封砂浆，并用角磨机打磨平整，凹陷的部位使用聚合物砂浆抹平，使混凝土表面平整、洁净、色泽与原混凝土面接近。

7 修补效果

III类裂缝修补完成后，对修补效果进行检测，利用水钻取出芯样[5]观察（图2）。芯样显示，裂缝中充满树脂，无断层，修补效果好。

8 结语

港珠澳大桥设计使用年限120 a，处于外海环境，海水氯离子含量高，混凝土结构耐久性受到极大挑战，对于采取了抗裂措施仍然出现的裂缝，如何正确修补非常重要，直接决定结构的使用年限。本文介绍的裂缝修补技术通过了专家的评审，操作便捷，为以后类似工程积累了宝贵经验。

[1]毛海滨，张保利.混凝土裂缝修补措施及评价[J].中国港湾建设，2015，35（1）:59-63，72.

MAOHai-bin,ZHANGBao-li.Concrete crack repairingmeasures and evaluation[J].China Harbour Engineering,2015,35(1):59-63,72.

[2]GB 50204—2002，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

GB 50204—2002,Code foracceptance of constructional quality of concrete structures[S].

[3]JTS 311—2011，港口水工建筑物修补加固技术规范[S].

JTS 311—2011,Technical code for repair and strengthening of harbor andmarine structures[S].

[4]JC/T 1041—2007，混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料[S].

JC/T 1041—2007,Materials for epoxy resin grouting for concrete cracks[S].

[5]GB 50367—2012，混凝土结构加固设计规范[S].

GB 50367—2012,Design code for strengthening concrete structure [S].

Crack repair technology of cast-in-p lace concrete for tunnels

CHENSan-yang,LIUBao-yong,HEHai-long
（No.1Engineering.Co.,Ltd.ofCCCCFirstHarbor Engineering Co.,Ltd.,Tianjin 300456,China）

Many crack controlmeasures had been taken during the wall concrete construction of the covered section of the tunnel in thewestartificial island for Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge,butsome cracks still occurred on the concrete surfaces. Methods to repair these cracks are detailedly presented,whichmay provide reference for the repair of crackson other projects. Key words:Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge;concrete cracking;surface closure;cheMical grouting

U641.5

B

2095-7874（2016）07-0073-03

10.7640/zggw js201607021

2016-05-19

陈三洋（1986—），男，湖南邵阳市人，工程师，水利水电工程专业。E-mail:344867064@qq.com