公路隧道衬砌裂损病害检测与治理措施

2020-11-27杨洋

商品与质量 2020年18期

关键词：围岩病害公路

杨洋

中铁十九局集团第三工程有限公司河南新乡 110136

1 隧道裂缝因素分析

1.1 设计因素

（1）由于地质比较复杂，地质勘察工作比较粗糙，隧道围岩的级别划分存在差异，直接导致隧道围岩级别和设计方案不匹配。

（2）不良地质区域的专项设计方案有不足之处，情况也是导致隧道衬砌结构裂缝的一项重要原因。

（3）设计理念相对传统，依然采用“先拱后墙”的施工方式，方式易使隧道衬砌背后存在空洞，进一步导致隧道衬砌受力条件发生改变，导致隧道衬砌开裂。

1.2 施工因素

（1）根据《公路隧道施工技术规范》要求，二次衬砌拆模时间应符合要求：不承受围岩压力和外部荷载的拱、墙混凝土强度应大于5MPa；承受围岩压力和外部荷载的拱、墙混凝土强度应满足设计要求。通常施工单位现场操作时未按照规范要求进行施工，提前将二衬模板拆除，混凝土养护时间不足，混凝土无法达到规范或设计要求的强度，二次衬砌无法承受自重或外部荷载产生裂缝。

（2）二次衬砌施作时机不对，过早浇筑施作二次衬砌，致使二次衬砌结构耐久性不足引起后期使用期间开裂，是由于隧道围岩自稳性较差，隧道开挖后未达到自问条件施作二次衬砌。第二个原因是由于隧道掌子面开挖距离二次衬砌间距不足，工序之间施工空间欠缺，掌子面跑破开挖震动对二次衬砌结构造成影响，此情况也会引起二次衬砌结构开裂。

（3）小净距隧道二次衬砌时机未按照相关规范执行施工作业，左右洞掌子面开挖应相距2 倍开挖洞径的距离，同时后行洞仰拱开挖面超过先行洞二次衬砌浇筑距离；后行洞仰拱开挖面落后于先行洞二次衬砌，当后行洞开挖作业形成临空面后，根据相关分析可知，小净距隧道左右洞距离较近，整个地层变形偏向于后行洞方向，当整个地层变形较大时，先行洞二次衬砌结构将无法承受地层变形而产生开裂破坏。

（4）混凝土配合比和泵送混凝土工艺未按照相关规范执行。二次衬砌混凝土浇筑过程中出现混凝土供应不足，错过最佳时机将导致下层混凝土初凝。由于混凝土地运输过程中坍落度损失较大对混凝土性质造成影响，二次衬砌混凝土浇筑时没有按照分仓或分层工艺进行浇筑施工，由此形成施工冷缝。

2 公路隧道衬砌裂损病害检测

2.1 隧道衬砌漏水

每当遇到雨雪天气，公路隧道内的渗水情况严重，天晴后渗漏情况好转直至停止漏水，这说明地表降水是隧道地下水的主要来源。先拱后墙的矿山隧道施工法，会使衬砌有拱墙接缝等比较多的接缝，接缝的防水没有复合衬砌的效果好，也会发生渗水。而在施工时拱腰和拱顶会有空穴，之前因水渠发生塌方事故时难以将空洞填充密实，以及在隧道施工落地时也会使衬砌背后产生空隙，这些空穴、空洞以及空隙使得隧道地下水汇集在一起并形成流动通道，这也是公路隧道漏水的一大主因[1]。

2.2 公路隧道衬砌裂损病害的检测结果

现在各大科研院所和高校大多采用雷达技术探测公路隧道衬砌的施工质量，雷达法在确定缺陷的形状大小和深度方面比较精确，能够大范围进行检测，而且装备比较轻。探地雷达就是把高频电磁脉冲波射向地层，在传射过程中电磁波会碰到电磁性不同的介质界面，一些电磁波能量会转化为反射波折返，另一些电磁波能量能够穿透介质界面继续向前传播，当再次碰到介质界面时，又会转化成反射波返回，通过分析接收到的反射波和它所携带的信息就可以获得有关的物理信息，影响雷达法检测病害效果的关键因素就是接收的反射波强度和质量。

3 公路隧道衬砌裂损病害的治理措施

3.1 对细微裂缝的治理

隧道衬砌混凝土外表，可见明显的细微裂缝，但这些裂缝没有太大的扩展性。类裂缝相对来说比较稳定，通常能够自愈，对结构后期的使用并无严重的影响。故建议：先对裂缝表面进行清洗，抹上一层环氧树脂浆液，最好2-3 遍，使用刮抹料或是调色料来对混凝土表面进行处理，让他的颜色能够和周围衬砌混凝土之间保持相同[2]。

3.2 处理贯通性裂缝

种裂缝有明显的危害，需妥善地治理。顺着裂缝方向进行开凿，宽度5cm，深度3cm，形状为V 形。槽内建议钻孔，0．5m/孔，深度=衬砌厚度的50%（或2/3）。一般，深度不低于15cm，很少直接透过整个衬砌，防止跑浆。使用水冲来对杂物粉尘进行清洗，在孔内直接插入10mm 长度的压浆管，同时借助环氧树脂水泥浆来对灰砂进行锚固，做好压实抹光工作。树脂砂浆配比：环氧：水泥：细砂：乙二胺：二丁酯=1:1．6：3．2:0．1:0．12。乙二胺是比较好用的固化剂，稀释剂可以改用二丁酯，以0．15-0．2MPa 压力成功地对双液浆或是环氧树脂浆液进行压入。最后，根据压力水来对压浆效果进行检查，裂缝外表要做好刮抹以及调色处理。

3.3 治理密集裂缝

衬砌背后由于空洞或是衬砌厚度过小，可能形成密集裂缝。此时，应当对防水、地层做好加固处理。顺着裂缝双侧，进行交叉布点，间隔距离为1．2-1．5m，方槽尺寸10cm×10cm、深约5cm。接着开始钻孔，工具为风动凿岩机。孔深3m，并利用WDT25 注浆锚杆进行操作。水灰比调至1:1，灰砂比1:（3-5），注浆顺序为先上后下[3]。