谈隧道二次衬砌裂缝处理措施

赵富家

(山西省交通科学研究院，山西 太原 030006)

1 处理原则

近年来随着经济建设的发展，高速公路正处于大规模建设时期，由于公路所经路段受地形条件的限制，更多的长大隧道也正在投入建设。隧道工程在施工完成后，二次衬砌会不同程度的出现一些纵、横、环向裂缝，衬砌裂缝的治理要遵循先环向、后纵向的顺序。环向裂缝只对裂缝本身进行处理，采取压注环氧浆液堵缝措施，斜向裂缝和水平纵向裂缝除采用压注环氧浆液堵缝措施外，沿裂缝两边还需采取交错布置砂浆锚杆加固措施。

2 处理措施

2.1 宽度在0.2 mm以下的裂缝

隧道衬砌混凝土表面常出现一些没有扩展性的细微裂缝，这种裂缝是稳定的，一般不会影响结构的使用和耐久性，从美观考虑，可先清洗干净裂缝表面，然后涂刷环氧树脂浆液2遍～3遍，最后用刮抹料、调色料处理混凝土表面，使其颜色与周围混凝土颜色一致。

2.2 宽度在0.2 mm～0.8 mm的裂缝

1)沿裂缝延伸方向凿宽5 cm、深5 cm的沟槽，槽长度由裂缝起止点向外各延伸10 cm，安装注浆管:清除裂缝表面的杂物、浮浆，沿裂缝钻孔，注浆管前端分叉劈开对准裂缝，凿孔间距50 cm～80 cm;钻孔采用气泵吹干后埋入φ10的塑料管，再用环氧树脂砂浆嵌补沟槽并固定注浆管。其周围空隙用HA71快速封口胶封闭、固管。注浆管外露8 cm～10 cm，以便与注浆设备连接，见图1。

环氧树脂砂浆配比和环氧树脂浆液配比见表1。

图1 宽度在0.2 mm～0.8 mm的裂缝的处理措施

表1 环氧树脂砂浆配比 g

刮抹料为水泥∶细砂∶水 =1∶2∶0.35，搅拌成腻子使用，调色料为水泥∶白水泥∶107胶=5∶3∶1，调成水泥浆使用。

衬砌裂缝的治理要遵循先环向、后纵向的顺序。延伸较长的裂缝要分段处理，裂缝密度较大地段要逐条处理。

2)封缝:采用HA71快速封口胶封裂缝表面，防止注浆时浆液沿缝外泄。

3)压水试验:封缝浆液固结后，进行压水试验，以检查封缝、固结强度，疏通裂缝，确定压浆参数。压水试验采用示踪剂，测定水压及进水量，作为注浆效果的判断和检验依据。

4)注浆流程见图2。

图2 注浆流程

5)重复以上操作直到裂缝上最后一道注浆管溢浆，待灌封固化后，割除注浆管外露部分，并以水泥砂浆将孔口抹平，然后用砂轮机打磨裂缝表面并抹面，注浆材料为环氧浆液，其配比为6101环氧树脂∶二甲苯∶501号稀释剂∶乙二胺 =100∶(30～40)∶20∶10(见表2)。将环氧树脂加热融化后，加入二甲苯及501号稀释剂拌匀，加入乙二胺，再搅拌均匀后即可使用;冷却后注浆压力应根据压力大小、衬砌质量等综合确定，一般为0.2 MPa～0.6 MPa，一般不超过压水试验压力;结束注浆标准:当注浆量与预计注浆量相差不多时，压力较稳定且吸浆量逐渐减小到0.01 L/min时，再注浆3 min～5 min即可结束注浆。注浆时应随时观察压力变化，当压力急剧下降时，应暂停注浆，调整浆液的凝结时间及浆液浓度后继续注浆。

表2 环氧树脂浆液配比 g

6)封孔:注浆结束后，用铁丝将注浆外露部分反转绑扎，待浆液终凝后，割除外露部分，以环氧砂浆将孔口抹平。

2.3 0.8 mm以上的斜裂缝和纵向裂缝处理措施

1)沿裂缝两侧设骑缝锚杆加固。骑缝锚杆沿裂缝裂两侧交错布置φ22砂浆锚杆，锚杆每根长度3.5 m，间距1.5 m，锚杆尾部需加设垫板，且垫板插入衬砌内3 cm，并用水泥砂浆抹面;在施作锚杆前应核实衬砌厚度及衬砌背后超挖回填情况，若超挖较多且回填不密实，应进行低压注浆填充。

2)应先对二衬开槽，规格为宽×深=20 cm×20 cm。放入格栅钢架，安装时应保证格栅内侧紧贴二衬混凝土。拱脚放置在检修道上，并设4根φ25中空注浆锚杆锁脚。φ42注浆导管尾端应与格栅钢架焊接在一起，共同形成支护体系。

2.4 开槽嵌格栅钢架施工注意事项

1)对于原材料的质、型号、规格进行检验，满足设计以及规范的要求。

2)格栅的制作工艺要严格按照设计的尺寸、形状进行加工，焊接工艺要到位。保证焊缝的长度、宽度，不得虚焊、漏焊，焊渣要清除干净。

3)首榀格栅加工完成后，应放在平整的地面试拼，周边拼装允许偏差为±3 cm，平面翘曲应小于2 cm，当各部尺寸满足设计要求时，方可进行批量生产。

4)开槽位置要准确，特别是环向要垂直于隧道中线，垂直度允许偏差为±2°，以保证钢格栅的安装质量。

5)若格栅与混凝土槽底之间有较大的空隙时，要用混凝土预制块楔紧。

6)纵向连接筋要保证间距尺寸要求，必须把纵向连接筋与格栅拱架有效地焊接在一起，要求焊缝饱满，并应抽查其质量。

7)钢筋网片采用φ8光圆钢筋，@10 cm×10 cm，可用定做的焊接网片。要求与连接筋点焊在一起，然后喷射混凝土。

8)喷射混凝土是最后一道工序。采用湿喷工艺，厚度为5 cm，且必须对原二衬混凝土凿毛，并对混凝土中的水泥、砂的质量严格控制，配合比由中心实验室提供，要求必须达到C30，采用试件检验后方可施工。保证喷射混凝土表面的平整度，在喷射混凝土未凝固前用抹刀修正混凝土表面，可选用有经验的大工操作，使表面平整度达到规范要求。

2.5 裂缝观测

裂缝整治完成后，沿整治裂缝应设置观察点，进行定点、定时、不定时观测，并详细记录。若有异常，应及时提出，以便分析处理，确保隧道运营安全。

2.6 防止和减少二次衬砌开裂的措施

1)混凝土要求添加减水剂和膨胀剂，或采用膨胀水泥，由于混凝土收缩和水泥水化发热，使混凝土灌注凝固时温度上升，经过一段时间后冷却温度下降，使衬砌受拉超过混凝土极限强度而后出现裂缝，在灌注的混凝土中添加减水剂和膨胀剂，可以减少单位水泥和水的用量，从而减少混凝土的收缩徐变，减少裂缝的出现。

2)改进混凝土的浇筑工艺和提高工艺技术水平，并且加强混凝土的振捣以及养护，精心组织施工，以提高混凝土衬砌的施工质量。

3)在改进混凝土施工工艺的同时，可适当放慢灌注速度，两侧边墙要分层对称灌注，拱处停止1 h左右，待边墙混凝土衬砌下沉稳定后再浇筑拱部混凝土，可避免开裂。

4)当不可避免出现裂缝时，可采取以上措施进行处治。

[1] JTG F60－2009，公路隧道施工技术规范[S].

[2] JTG F40－2004，公路隧道设计规范[S].