公路隧道横洞与加宽带衬砌混凝土裂纹的成因及防治

2018-02-11陈江云南云岭桥隧科技有限公司云南昆明650000

中国房地产业 2018年13期

文/陈江云南云岭桥隧科技有限公司云南昆明 650000

1、案例工程概况

某公路隧道工程全长1456米，全隧道遵循二级公路相关标准进行设计，隧道埋深大约为100米到200米。该公路隧道在洞口段Ⅱ类围岩对二次衬砌进行采用。该公路隧道横洞与加宽带衬砌完成后，陆续产生了混凝土裂纹，裂纹宽度大致保持在0.2mm到1.0mm范围之间，且无错位现象，少数裂纹存在0.1mm到0.2mm的错位现象；在地质条件较差的部位，存在较多的裂纹，且呈现出环向、纵向以及交叉等多种形式。

2、公路隧道横洞与加宽带衬砌混凝土裂纹的成因

2.1 地质条件差

案例公路隧道工程实际地质条件不符合相关设计要求，实际上隧道围岩主要是V类围岩，且节理存在极为丰富的裂隙，且断层碎裂带较多，同时存在较多的不良结构面。另外，大断层构造严重影响了隧道围岩的稳定性[1]。

2.2 缺乏合理的支护结构

案例公路隧道工程的实际围岩与相关设计存在较大差异性，且未能及时对支护结构实施补强，造成多次坍塌，多次引发应力重分布，对受力条件造成了较大改变。另外，衬砌厚度只有25cm，为预防裂纹，应采用钢筋网对之进行防护[2]。其次在横洞位置，初支与二衬在洞身位置出现支护断环，荷载集中在横担工字钢及加强钢筋网上，对施工过程控制有较高要求。

2.3 未对防水层进行设置

对于公路隧道横洞与加宽带衬砌而言，对防水板进行设立不仅能有效防水，还具备隔离层的相应作用，能有效消除存在于混凝土衬砌以及喷锚支护之间的约束力，并削弱围岩变形对衬砌造成的不良影响，避免裂纹出现[3]。在案例工程中，横洞与加宽带衬砌未对防水层进行设置，导致了裂纹的集中分布。

2.4 混凝土干缩且养护不及时

公路隧道横洞与加宽带衬砌完成后，公路隧道贯通后，隧道内产生较大风速，且洞内温、湿度出现较快变化，造成混凝土干缩并引发裂纹产生。另外，对脱模之后的衬砌混凝土养护不及时，也是引发裂纹的重要原因。

2.5 开挖及支护工艺时间过长

公路隧道对横洞及加宽带施工重视度不够，加宽带与横洞经常需要定做模板，常采取跳过加宽带与横洞二衬支护的策略。因支护时间长，在地质条件较差的情况下很容易发生较大变形。

3、公路隧道横洞与加宽带衬砌混凝土裂纹的防治措施

3.1 防治原则

在确保隧道结构安全，并避免阻碍交通运行的基础上，主要对系统锚杆以及局部锚杆进行采用，并实施注浆加固，并对裂纹进行封堵和整修，辅之以防渗漏处理，有效实现对裂纹的综合治理。另外，相关质检单位检验，裂纹处理合格后，对之喷刷涂料进行装修。

3.2 防治方法

3.2.1 系统锚杆加固

在公路隧道横洞与加宽带衬砌结构上密集分布，严重影响结构安全的裂纹，要采用系统锚杆对该衬砌段相应的整拱实施加固。所采用的系统锚杆应为钢质涨壳式中空注浆锚杆，其规格为25×5mm，锚杆长3米。钢质涨壳锚头相应的工作荷载具体值为50kN，锚杆相应的环向间距在1.5米以下。情况较为特殊时，可适当对锚杆进行加密。主要对隧道圆心上部相关部位实施加固。采用环氧树脂浆液对裂纹实施压注，并对注浆压力进行控制，使之保持在0.3MPa到0.5MPa范围之间。

3.2.2 局部锚杆加固

对于纵向裂纹以及影响隧道结构安全的裂纹，可采用锚杆在裂纹两侧进行交错布置，对之实施局部加固锁定。所采用的锚杆因为钢质涨壳式中空注浆锚杆，其规格为 25×5mm，锚杆长3米。钢质涨壳锚头相应的工作荷载具体值为50kN。采用环氧树脂浆液对裂纹实施压注，并对注浆压力进行控制，使之保持在0.3MPa到0.5MPa范围之间。

3.2.3 裂纹处理

部分干缩裂纹开裂程度相对较轻，且不会严重影响隧道结构安全。可采用环氧树脂浆液对此类裂纹实施压注，并对注浆压力进行控制，使之保持在0.3MPa到0.5MPa范围之间。另外，对于实施钻孔后，渗出地下水的情况，要先对渗出的地下水进行处理，再对隧道结构进行加固，并对裂纹实施处理。对渗水进行处理，要有效结合以下两种方法：采用水泥—水玻璃双液实施注浆堵水；凿槽，并将盲沟埋设与槽内，实施引水。最后，采用涂料对衬砌表面混凝土实施喷刷，改善外观。

3.3 技术措施

3.3.1 锚杆施工

锚杆施工主要包括以下步骤：①布眼。在现场采用油漆对锚杆位置进行标注。②凿坑。借助手持电锯等工具，将锚杆眼位作为中心，对20×20×6cm的方坑进行开凿。③钻眼。借助风动凿岩机，对方坑内部实施钻眼，并使钻眼方向与衬砌混凝土表面保持垂直，参照锚杆长度对深度进行控制，钻眼结束后实施清孔处理。④对锚杆进行安设。对锚头与锚杆实施连接，并将之插入钻孔内，对止浆塞以及垫板进行安装，并将螺母上好拧紧。⑤注浆。借助挤压式注浆机，将水泥砂浆向锚杆孔内实施注入，并对注浆压力进行控制，使之保持在0.2MPa到0.3MPa范围之间。⑥封口。采用C30无收缩水泥砂浆对锚杆端头相应的方坑实施封口处理。

3.3.2 压浆施工

压浆施工主要包括以下步骤：①清纹。借助毛刷等工具对裂纹表面存在的灰尘进行清除，并采用酒精对纹隙表面存在的油迹进行清洗。②标识。将灰尘以及水泥对裂纹封堵的具体部位进行标识。③贴嘴。沿着裂纹，使用F—Ⅱ封纹胶液对相应的注浆嘴进行粘贴。④注浆嘴加固。贴嘴完成两个小时之后，使用F—Ⅱ封纹胶水泥浆液对注浆嘴边缘进行涂抹。⑤封纹。使用F—Ⅱ封纹胶水泥浆液对注浆嘴间存在的裂纹进行涂抹。⑥试注。借助注浆机将丙酮压注入各个注浆嘴之中，并对注浆嘴及封纹进行检验，避免渗漏，避免相邻的注浆嘴产生连通，对试注存在问题的相应部位实施修补和有效封堵。⑦注浆。借助MY—Ⅲ注浆机将环氧浆液对注浆嘴实施压浆，并采用铁钉对注浆完成的注浆嘴实施钉堵。