地铁隧道管片破损修复技术

刘芳

（北京铁城建设监理有限责任公司，北京 100166）

0 引言

地铁已经成为人们日常出行密不可分的交通工具，发车密度大，载客人数多，如隧道盾构出现的质量问题处理不当，造成掉块或漏水，势必带来严重的后果。本文结合在杭州地铁的工作经验，围绕破损原因、破损评估、修复技术方面讨论总结，为类似工程质量问题处理提供参考。

1 管片破损原因分析

1.1 管片吊装倒运过程中施工不当

管片在场外运输及场内倒运过程中，经过多次的吊装和搬运，由于工人的不细致和吊具选用不合理，就会造成管片与管片之间、管片与吊具之间的摩擦磕碰，发生缺棱掉边的现象。

1.2 盾构机姿态差，司机纠偏不当

当盾构机姿态较差时，盾构机司机操之过急，纠偏量过大，未做到“勤测少纠、保头护尾”，在管片选型方面也没有及时根据盾构姿态进行调整，引起盾构机趋势与拼装管片趋势不一致，推进时造成管片产生环向破损。

1.3 管片螺栓拧紧和重新拧紧不及时

由于组装成环的节段纵向和周向螺栓没有及时拧紧和重新拧紧，节段因推进油缸推力不均匀而错位。在推进过程中，相邻环段之间没有面接触，而是形成点接触，导致向后推进方向的周向损伤。

1.4 盾尾间隙太小

盾尾间隙太小，推进过程中管片不动，盾体在动。盾构机盾尾与管片摩擦碰撞，盾壳上的力直接作用在管片上，导致管片错位损坏。

1.5 同步注浆压力不均匀，浆液不饱满

注浆孔分布不合理或曲线外侧开挖量大，会造成管片背面注浆压力不均匀、注浆量不足，容易使刚脱离盾尾约束的管环向曲线外侧偏移，造成管片损坏。

1.6 二次注浆浆液流动性差，压力不均匀

管片吊装孔进行二次江浆期间，如果浆体流动性差，注浆压力可能不均匀，容易导致管片局部压力过大，对周围管片造成破坏。

1.7 管片成型后受地层水土压力影响上浮

受地层中水土压力的影响，成型隧道管片后期会由于地下水的浮力及顶部土层的可压缩性，而产生上浮，上浮不均匀时使底部管片产生破损。

2 破损病害分级

隧道病害分级采用单项指标法，评定时以最不利一项评定因素的病害程度作为隧道结构最终的病害程度分级。隧道病害分级见表1。

表1 隧道病害分级

病害级别为Ⅰ级时，应立即采取处理措施；病害级别为Ⅱ级时，对破损病害，应采取处理措施；病害级别为Ⅲ级时，宜采取处理措施；病害级别为Ⅳ级时，可暂不采取处理措施，但应对病害进行跟踪巡检。

破损病害根据病害特点分为管片横（纵）向裂缝、管片剥落（缺角、掉块、松动），管片破损等级分类见表2。

3 管片破损病害修复技术

破损病害的修复措施包括涂抹封闭法、灌浆法、填充法、无筋嵌填修补、有筋嵌填修补、钢内衬加固，不同类型破损病害的修复方式参考见表3。

表2 管片破损等级分类

表3 盾构法隧道破损病害修复措施

（1）涂抹封闭修复顺序：①基层处理；②涂抹封闭材料搅拌；③分层涂刷；④抹平；⑤养护。

水泥基渗透结晶型防水材料用作涂层密封材料。

施工前应将管片表面的污染物清理干净，并采用有压空气将裂缝吹净，才能保证修补材料与管片有效粘结。

考虑到隧道内的湿度、温度均适宜，可采用自然养护。

（2）灌浆法修复顺序：①对基层进行处理；②裂缝大于0.55mm，开V 型槽，小于0.5mm 时可不开槽；③粘贴注浆嘴；④封缝；⑤查验密封；⑥灌浆；⑦对封口进行抹平。

采用环氧树脂灌浆材料作为灌浆料。

w＞0.5mm 的裂缝，以裂缝为中心开V 型槽，V 型槽深度20mm。

用压缩空气将裂缝内粉尘吹净，确保灌浆深度。

灌浆喷嘴埋置间距约300mm，位于较宽的裂缝处。不开槽用环氧胶泥封缝；开槽型封缝先刷一层环氧树脂浆液，再填水泥砂浆封闭裂缝。密封缝固化后，用肥皂水检查密封效果。

灌浆压力应控制在0.2～0.4MPa，垂直缝的灌浆顺序为自下而上，水平缝的灌浆顺序为从缝一端的到另一端，每次灌浆应视附近浆嘴出现情况泥浆而定，在附近泥浆喷嘴出现泥浆后，应立即用木塞塞住，并进行循环，直到最后一个喷嘴完成为止。

（3）填充法修复顺序：①基层处理；②开凿V 型或U 型槽；③钢筋除锈（如露筋）；④涂界面剂；⑤填充；⑥涂刷抹平。

填充法采用环氧树脂砂浆。

（4）无筋嵌填修补顺序：①碎块凿除；②钻孔；③表面清理；④植筋；⑤涂界面剂；⑥抹聚合物修补砂浆；⑦上色。

先对碎裂处尚未掉落或有裂缝的混凝土碎块进行凿除，清理完表面的碎屑后，采用压缩空气将碎屑吹干净。

用8mm 的钻头钻孔，钻孔深度约为6cm，在破碎段沿约30°角向上钻孔，孔间距约为15cm，植筋钻孔深度不小于5cm。预埋钢筋直径为6cm 的带肋钢筋。

无筋嵌填修补采用环氧树脂砂浆，每次填补不能超过2cm，下一块填补要压住上一块的填补。

上色采用黑白水泥混合液，确保修补后颜色与管片原来颜色一致。

（5）有筋嵌填修补顺序：①碎块凿除；②钻孔；③表面清理；④植筋；⑤涂界面剂；⑥抹第一层聚合物修补砂浆；⑦绑扎钢丝网片；⑧抹第二层聚合物修补砂浆；⑨上色。

有筋嵌填修补采用环氧树脂砂浆。

有筋嵌填修补中钢筋直径宜6mm，且应为带肋钢筋，钢丝网规格直径为1mm，网格口径为3cm×3cm。

（6）钢内衬加固施工顺序：①准确对隧道的断面进行测量，隧道变形趋于稳定状况；②根据测量数据制作钢内衬；③清理管片表面，对钢内衬进行打磨；④安装钢环板；⑤对钢内衬进行有效的防腐处理。

钢内衬加固根据盾构隧道铺轨与否，分为“全断面钢环”和“钢环+牛腿”两类；根据钢内衬加固位置，分为“骑缝环”和“环面环”两类；钢内衬的宽度和分块尺寸需由设计单位确定。

钢内衬加固根据盾构隧道铺轨与否，分为“全断面钢环”和“钢环+牛腿”两类；根据钢内衬加固位置，分为“骑缝环”和“环面环”两类；钢内衬的宽度和分块尺寸需由设计单位确定。

钢板材质为Q235B、Q345B，厚度由设计单位确定，焊条为E501T-1，断面焊接采用CO2气体保护焊。化学锚栓为M16，机械等级为5.8 级，锚栓抗拔力≥40kN。钢筋：HRB400 级钢。混凝土：C30。防腐材料选用喷涂型聚脲弹性体（SPUR）。

4 结束语

地铁工程是民生工程、百年工程，修复仅是一种补救措施，故在施工过程中，提高技术人员管理水平，做好盾构机设备选型、管片选型、姿态调整、同步注浆、二次注浆、监测数据等过程管控，减少管片破损率，才是我们质量管理的重点。