某隧道二次衬砌裂缝处治方案

宁亚伟

中铁十五局集团第三工程有限公司 四川 成都 610097

1 概述

隧道二次衬砌是隧道工程在初期支护内侧施做的模筑混凝土或钢筋混凝土衬砌，与初期支护共同组成复合式衬砌。复合衬砌防水则是新奥法隧道防水施工的基本组成，此种防水措施的应用最为广泛，防水效果尤其明显。但是由于施工过程中各种因素的影响，工程完成后的二次衬砌可能还会存在裂缝及渗漏水问题。本文以江苏某隧道为例，总结出一些有针对性的处治方法。

2 工程概况

江苏某隧道，位于连云港港区东南部，穿越后云台山，为单洞隧道。隧道全长4525m，平曲线半径为5350m，纵坡为0.3%，隧道最大埋深410m，属特长隧道。施工结束后，在距洞口约70m处，拱顶出现较多纵向裂缝、横向裂缝，侧墙出现竖向裂缝。裂缝缝宽个别较大且伴有局部少量渗水现象。

3 原因分析

该段围岩属V级围岩，初步判断该段隧道光面爆破效果不佳，初期支护不平顺、外露锚杆头清理不彻底，防水板铺设时松弛度不合适，浇注混凝土时的冲击力作用于防水板造成防水板刺破、拉裂，使防水板丧失防水作用。加之个别部位捣固不密实，衬砌背后形成空洞，使支护结构受力不均，同时排水不畅，使二次衬砌形成裂缝。

4 裂缝监测

这些裂缝一定程度上影响了外观质量，若处治不及时可能会给正常营运带来一定隐患，也影响了隧道的使用寿命。针对此问题，特地制定了《二次衬砌裂纹监测方案》，对隧道沉降、收敛及应力等项目进行监测。

（1）周边收敛监测

使用仪器：通过JSS20A型数显收敛仪进行周边收敛监测。

如图1所示，A、B为监测断面上的收敛监测点，在监测点预先埋设固定观测点。

图1 收敛监测测点布置示意图

根据监测点A、B两点间的距离变化，可反映隧道净空收敛变化情况。

本次监测选取三个监测断面，隧道南段距洞口K0+440、K0+450、K0+460处各布置一个，初期测试频率为每周两次，根据监测数据观察变化不大，适当进行了频率调整，直至观测结束。

表1 收敛监测数据分析表

通过对收敛数据的分析发现，收敛值平稳，变化不大。

（2）拱顶沉降监测

拱顶沉降监测采用全站仪进行进行测量。如图2所示。i为稳定的高程控制点（基准点或工作基点），C为监测断面上的拱顶监测点。

高程控制点i的高程Hi由洞外高等级水准点通过二等水准的要求进行定期高程联测。

将全站仪自由设站于隧道中合适位置，分别观测高程控制点i和拱顶沉降点C，通过仪器观测直接获得两点间的高差h。拱顶沉降点C的高程Hc=Hi+h，通过比较不同周期C点高程的变化，可反映隧道拱顶沉降变化情况。

图2 拱顶沉降监测测点布置示意图

本次监测拟选取三个监测断面，隧道进洞口K0+440、K0+450、K0+460处各布置一个，同隧道周边收敛测试断面。测试频率为每周两次。

表2 拱顶沉降观测分析表

通过对拱顶沉降数据的分析发现，沉降值平稳，变化不大。

（3）裂缝宽度监测

采用振弦式跨缝传感器进行量测。测点布置如下图所示。每条裂缝安装一个跨缝传感器，裂缝旁另安装一个传感器作为参考点。本次选取五条裂缝进行监测，详见表3所示。测试频率为每周一次，后由于变化不大，减少了监测频率。

图3 裂缝宽度测量测点布置示意图

表3 监测测点布置汇总表

根据监测方案，进行了裂缝宽度监测，数据如表4所示。

表4 缝宽变化值分析表

通过监测发现，裂缝变形值很小，裂缝宽度稳定。

通过对该段进行的沉降、收敛、裂缝宽度监测显示，各项变形数据值均很小，可以判断该段二衬稳定。现结合以往整治经验，制定如下整改方案。

5 整治的基本原则

（1）要符合确保质量、技术先进、经济合理、安全适用的要求；

（2）遵循“刚柔相济、因地制宜、综合治理”的原则；

（3）方案和施工必须符合环境保护的要求，并采取相应的措施。

6 混凝土裂缝的治理方案

6.1 表面封闭

对宽度≤0.3mm的静止裂缝,采取环氧树脂防水砂浆表面直接封闭。该方法操作简单，施工速度快，能有效对混凝土表面实现防渗堵漏。

6.2 压力注浆法封闭

对宽度大于0.3mm、环向较长的裂缝,拟采用压力注入遇水膨胀止水胶，配合注入环氧树脂浆的方法进行处理。

（1）施工前根据施工环境调整配合比，保证施工质量和施工的连续性。

（2）用电钻在二衬表面进行钻孔，孔距在1 5 0-200cm，钻头直径10-14mm，钻孔深度：宜钻透二衬混凝土。

（3）插入注胶管，注入遇水膨胀胶，注浆压力0.2-0.4mpa，对二衬裂缝进行背部封闭。

（4）24小时后，使用注浆泵向灌浆孔内灌注环氧树脂浆料，从下向上、一侧向另一侧逐步灌注，注浆压力0.2-0.4mpa，保持压力10-30秒，用控制灌浆的办法，观测缝中浆的情况，再适当进行补灌。

7 结束语

通过用该方案对本段二次衬砌裂缝进行处治，取得了良好的效果，通过后续观察，再无渗漏水现象发生。实践证明，本文提出的裂缝处治方案有重要的借鉴价值。