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1、盾構隧道管片襯砌裂紋病害整治技術摘 要:根據(jù)廣州地鐵三號線某盾構隧道區(qū)間管片襯砌裂紋病害整治施工實例,對盾構隧道在運營過程中管片出現(xiàn)裂紋的原因進行了分析,提出了病害整治原則,并進行了管片裂紋處理和管片加固處理方案比選,確定了采用粘貼碳纖維布進行管片加固的方法。關鍵詞:盾構隧道,管片裂紋,地質,粘貼碳纖維布1隧道概況及工程條件開工于2002年6月30日的廣州地鐵三號線某盾構隧道區(qū)間全長4.77km,區(qū)間隧道于2006年6月6日全線貫通,12月31日全線通車運營。采用德國海瑞克Φ6.28土壓平衡盾構機掘進,裝配式
2、管片襯砌。管片外徑為6m,內徑為5.4m,管片厚為0.3m,環(huán)寬為1.5m,采用5+1塊錯縫拼裝形成管環(huán)襯砌。1.1地面環(huán)境6該區(qū)間左線管片(1662環(huán)~1724環(huán))受損隧道段的里程為ZDK27+294~ZDK27+387,隧道上方地面為9層建筑物,建筑物的基礎為15m~20m深的錘擊貫入樁,地面環(huán)境復雜。1.2地質情況管片受損隧道段隧道覆土約29m~30m,洞身范圍為5H-2花崗巖硬塑狀或稍密狀殘積土,風化劇烈,遇水易軟化崩解,洞底圍巖為6H花崗巖全風化帶。通道上方分布有5H-1,4-1,3-2,2-2等砂
3、質黏土,地層比較軟弱。2管片裂紋病害情況隧道投入運營快1年后,在2007年11月2日發(fā)現(xiàn)了左線1662環(huán)~1724環(huán)隧道段環(huán)號為偶數(shù)的管環(huán)管片11點位的管片內表面出現(xiàn)了不同程度的縱向裂紋,該受損隧道段施工時間為2005年12月17日~12月28日。具體裂紋情況如表1所示。3管片裂紋出現(xiàn)原因1)列車長期振動造成隧道周邊土體軟化,側向抗力降低,頂部彎矩增大。2)隧道埋深較大,達到29m~30m,且地質極為軟弱,隧道覆土荷載造成了作用于隧道頂部的荷載較大。64病害整治方案比選4.1病害整治原則1)需要繼續(xù)長期監(jiān)測以
4、判斷圍巖是否已經(jīng)收斂穩(wěn)定,病害整治應不影響對隧道收斂的長期監(jiān)測;2)目前隧道已投入運營,病害整治措施應盡量減少對行車的不利影響;3)隧道內設備、管線較多,病害整治措施應考慮設備、管線的影響;4)病害整治方案應考慮對隧道監(jiān)測的影響;5)病害整治方案應能滿足管片加固的要求,加固后管片裂紋不擴大、不增加。4.2病害整治方案比選[1]考慮到病害整治原則,對環(huán)向鋼支架、粘貼鋼板、粘貼碳纖維布3個方案比選如表2所示。綜上比較,粘貼碳纖維布能夠達到病害整治要求,施工難度小,速度快,且對后續(xù)整治影響較小。因此,病害整治采用粘
5、貼碳纖維布方案。具體處理思路為:首先采用改性環(huán)氧漿液壓力注漿封閉裂紋,以恢復結構的整體性,然后采用粘貼碳纖維布進行加固處理,完成后在其表面涂刷縱橫兩道環(huán)氧保護膜,碳纖維布規(guī)格為300g/m2。5粘貼碳纖維布加固65.1管片裂紋灌漿施工1)作業(yè)平臺:采用運營巡檢維修作業(yè)小車作為施工作業(yè)平臺;2)在管片頂部、底部表面和板底分別沿裂紋鑿“V”形縫,深度15mm~20mm,清洗干凈后采用結構膠粘劑封閉裂紋;3)在管片表面沿裂紋每隔400mm~500mm(包括裂紋端部)埋設一個灌漿嘴;4)采用改性環(huán)氧漿液從裂紋一端開始
6、進行灌漿封閉;5)對于冒漿的灌漿嘴,應及時封口;對于沒有冒漿的灌漿嘴,逐個灌漿;6)拆除灌漿嘴,采用結構膠粘劑修補拆除部位;7)清理場地,完成裂紋灌漿工作。5.2粘貼碳纖維布施工[2]1)施工作業(yè)平臺。采用運營巡檢維修作業(yè)小車作為施工作業(yè)平臺。2)混凝土基面處理。在粘貼碳纖維布的部位,先采用砂輪機對混凝土基面進行打磨處理并清除粉塵,最后用基面清潔劑清潔一次混凝土基面,使混凝土基面基本平整、潔凈、干燥。63)混凝土轉角處理。遇到混凝土轉角時,應打磨轉角成圓弧狀,圓弧半徑應一致且不宜小于20mm,不得小于10mm
7、。4)材料準備。按設計尺寸要求切割碳纖維布,按配合比要求配制粘結劑,粘結劑必須充分攪拌均勻。5)粘貼碳纖維布。在混凝土基面涂刷膠粘劑,要求全表面滿布,不得遺漏。碳纖維布粘貼就位后,采用刮刀刮壓碳纖維布表面,使膠粘劑滲出碳纖維布,然后在碳纖維布外表面再涂刷補充粘結劑,并采用刮刀進行充分的刮壓,排出內部氣泡,使碳纖維布平直并被膠粘劑浸透。6)養(yǎng)護。施工完成后,應做好保護工作,不得拉扯碰傷碳纖維布。待粘結劑已經(jīng)基本凝固后,方可進入下一工序的施工。6病害整治效果受損段隧道在2007年12月底完成了管片裂紋灌漿和粘貼碳
8、纖維布這兩項整治措施,同時對受損段隧道進行收斂監(jiān)測、裂紋寬度變化監(jiān)測、以及環(huán)片拱頂與底板沉降監(jiān)測。截止2008年2月20日,經(jīng)過整治處理后近50d的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明,管片的裂紋寬度和裂紋數(shù)量都沒有變化。67結語由于地質水文條件等工程環(huán)境的復雜性,加上盾構法施工在國內運用時間較短,設計和施工方面難免存在欠缺,因此,盾構法施工的盾構隧道在運營過程中會存在管片開裂、接縫漏水等病害。該工程的實踐表明,采用改性環(huán)
