连拱隧道仰拱、二衬裂缝处治方法初探

黄勇江（昆明建设咨询监理有限公司，云南 昆明 650000）

连拱隧道仰拱、二衬裂缝处治方法初探

黄勇江
（昆明建设咨询监理有限公司，云南 昆明 650000）

通过连拱隧道二衬裂缝处治实例，提出了连拱隧道在施工中应注意的问题，供广大同行参考。

连拱隧道；裂缝；处治；防治措施

1.概述

在公路建设中对环保要求的不断提高，中短隧道在一条道路中的数量也随着增多。连拱隧道在隧道长度较短，工程地质条件较好，洞口地形条件较好的情况下常采用。若用分离式隧道布线困难时，也可以根据实际情况综合分析，采用连拱隧道，且造价较低。

2.连拱隧道裂缝产生的原因分析

2.1 地质环境影响

连拱隧道工程受力结构复杂，若遇到覆盖层薄，围岩松散，地质结构复杂多变，随着后行洞开挖施工，由于连拱隧道特殊的结构形式，使先行洞洞顶上方已平衡稳定的围岩应力发生变化，进行二次调整。随着隧道掌子面的不断掘进，应力不断发生变化，当应力变化超过二衬混凝土自身所能承受的应力时，就会产生裂缝。

2.2 沉降缝设置的影响

连拱隧道覆盖层薄，围岩松散，设计沉降缝位置与实际地质变化有出入，虽在围岩级别变化处设置沉降缝，但地质结构复杂多变，围岩产生不均匀沉降，从而导致混凝土产生裂缝。

2.3 连拱隧道后行洞施工，由于超前预支护的管棚长度、数量和注浆工作以及三角区加固未严格按照设计要求进行施工。在进行施工时将连拱三角区挖空，引起测中线上方三角区围岩发松驰变化，导致连拱三角区下沉，引发靠测中线侧二衬边墙下沉开裂；另一方面将先行洞靠测中线侧仰拱、二衬拱脚土体挖空，导致先行洞靠测中线侧仰拱及二衬边墙下沉开裂。

3.二衬裂缝处理措施

针对目前已经发生的仰拱、二衬混凝土裂缝，采取以下措施进行处理：

3.1 裂缝周边围岩注浆固结

3.1.1 针对连拱隧道后行洞施工，将连拱三角区挖空，导致连拱三角区下沉，引发靠测中线侧二衬边墙下沉开裂问题处理，若隧道覆盖层较薄可采用地表钻孔对三用角进行注浆加固，使三角区围岩稳定，不继续发生松驰变形。

（1）连拱隧道暗洞范围以测设线为中心、两侧纵向各设一排Ø89×6㎜的钢花管，共3排，钢管底标高距洞顶开挖线≥60cm，间距按实际情况梅花型布置，隔孔施工。

（2）注浆采用水泥浆液，水灰比及注浆压力通过试验确定，注浆顺序采取同排隔孔错开的注浆方式，注浆与钻孔流水作业，注浆完成采用C20水泥砂浆填充钢管。

3.1.2 针对连拱隧道后行洞施工，将先行洞靠测中线侧仰拱、二衬拱脚土体挖空，导致先行洞靠测中线侧仰拱及二衬边墙下沉开裂问题。

（1）连拱隧道左右幅靠连拱侧基础位置各设置2排φ42×4mm注浆小导管，L=4.5m，排间距=0.5m，纵向间距=1.0m，左右幅错开布置，隔孔施工。

（2）注浆采用水泥浆液，水灰比及注浆压力通过试验确定。

3.2 裂缝的处理方法有以下几种：

3.2.1 仰拱、边沟裂缝处理方法

待连拱侧基础周边围岩注浆固结后，对仰拱、边沟裂缝采用水泥浆液进行灌注、封堵，注意务必灌注封堵密实。

3.2.2二衬裂缝处理方法

（1）表面覆盖法

表面覆盖法适用于宽度小于0.2mm裂缝的处理。它是在微细裂缝的表面上涂膜，以达到修补混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法，这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以追踪其变化。

表面覆盖法所用材料通常采用弹性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜等。施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛，清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的气孔，再用修补材料涂覆表面。

（2）低压注浆法

低压注浆法适用于由变形缝未设置、施工缝不成环、开挖振动、应力集中等原因引起的宽度为0.3-0.5mm的二衬混凝土裂缝修补。

具体方法为：修补工序如下：裂缝清理—试机—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，使裂缝封闭，大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆嘴。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行，若气温高，半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆嘴，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆嘴压入裂缝，当相邻的嘴中流出浆液时，就可拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往下注浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。

（3）开槽修补法

开槽修补法适用于较宽裂缝（宽度大于0.5mm）修补。

具体方法为：先沿裂缝处开宽5cm、深5cm的槽。再采用环氧树脂，聚硫橡胶，水泥，砂，按照10：3：12.5：28的比例，首先用人工将晒干筛好后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后，将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中，再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入。从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内，一组砂浆的整个施工过程需要30分钟左右完成。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖，待完全初凝后，开始喷水养护。

4.二衬裂缝的防治措施

4.1 针对地质环境影响，应在隧道施工过程中，根据第三方检测单位提供的超前地质预报，结合隧道掌子面围岩实际的工程地质与水文地质情况，正确判断围岩类别，发现围岩地质情况与设计不符时，及时进行设计变更，选择合理的支护结构类型，符合实际需要，以防止裂缝产生。

4.2 严格按设计及规范要求进行施工，特别是超前预支护工作以及三角区的加固工作，不能存在侥幸心理，进行偷工减料。

4.3 针对沉降缝设置的影响，应严格按照设计要求，在围岩级别变化处设置沉降缝，如果有围岩级别变更的，在变更断面处也要同样设置变形缝，以防止裂缝产生。

4.4 加强施工管理，提高质量意识

（1）认真总计施工设计图纸，充分认识、理解设计意图。在施工前，认真做好技术交底。加强质量管理技术人员和施工人员的质量和安全意识。

（2）每一道工序项目部严格执行“三检”制度，检查合格后报监理工程师检查，监理工程师检查合格后方可进入下道工序施工。

（3）试验室及时对现场进场原材料取样检测，严禁不合格原材料进场；及时做好施工配合比，为施工服好务；提供各种施工配合比，作为施工的依据；进行工程半成品、成品的质量检验；

（4）混凝土必须严格按照试验室提供的配合比进行施工。

5.结束语

现连拱隧道多用于中短隧道设计，但由于结构复杂、施工工序多，施工难度较大。隧道衬砌出现裂缝，虽然有地质原因造成，但也存在施工不当的原因。在施工过程中，应加强质量管理，严格按设计及规范要求进行施工 。

[1]刘彤,李宁军,李华.连拱隧道衬砌裂缝成因分析与处治.四川科学建筑研究院,2007.2

[2]陈世荣.连拱隧道二次衬砌裂缝处治方案[J].福建交通科技.2011.4

[3]王建秀,朱合华,唐益群,魏沅东.双连拱公路隧道裂缝成因及防治措施.岩石力学与工程学报.2005.02

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1007-6344（2016）04-0046-01