摘要：对衬砌出现的欠厚、缺筋、少筋、钢筋间距超标的问题进行相关整治措施，介绍了整治原则，及整治措施，施工工艺。介绍了粘贴碳纤维布及涂刷水泥基结晶渗透性防水涂料在施工中的方法，对隧道工程中出现的类似缺陷问题可起到借鉴作用，对今后类似整治施工具有一定参考价值。
关键词：衬砌 检测 碳纤维布 水泥基结晶渗透性防水涂料
1 引言
截止2015年底，中国建成通车的高速铁路隧道长度总计约3200km,数量超过2200座，成为全世界拥有告诉铁路隧道最多的国家[1]，是世界上隧道和地下工程最多、发展速度最快、地质及结构形式最复杂的国家[2]，而衬砌作为隧道的重要支护结构，其质量好坏直接影响列车是否可以安全运行。但往往由于一些特殊原因，导致衬砌欠厚及钢筋间距超标、少筋、缺筋等问题，若直接采取拆换返工处理，可能会对隧道围岩造成扰动，新旧衬砌结合处不稳定，造成衬砌开裂，结构失稳，坍塌等情况。文献[3-7]对隧道衬砌的缺陷问题的检测方法及产生原因整治措施进行了分析，并对不同缺陷情况提出了整治措施。结合工程实例，介绍了欠厚及缺筋少筋、间距超标等问题下的有效处理方法，为以后类似问题的提供借鉴方法。
2 整治方案制定原则
（1）本着“结构安全，投资合理，方案可行，方便施工”的原则，尽量避免降低结构使用性能，尽量避免衬砌拆换，保证隧道实体质量满足隧道结构性、功能性、安全性的要求。
（2）整治措施均以衬砌混凝土强度及厚度及其洞周围围岩级别均符合设计要求而制定。
（3）整治以保障结构安全为根本，若整治可能改变防排水体系，整治后结构防水应不低于《地下工程防水技术规范》中的要求。整治过程中，应对局部凿除部位破损的防水板进行修补。对衬砌內缘涂刷水泥基渗透洁净型防水涂料。
（4）利用第三方对衬砌缺陷地段进行检测并对结构安全性进行检算，根据不同结果进行具体方案制定。
3 缺陷整治处理措施
3.1 钢筋间距不符合设计要求
先查明实际配筋情况，再委托第三方根据实际配筋情况、开挖揭示围岩状况（围岩分级、岩性）及地形条件进行结构安全性验算，并根据验算结果制定具体处理措施，处理措施应充分考虑结构排水系统。在安全情况下，可暂时不做处理，并应加强运营期间的监测。
3.2 布设单层钢筋或无筋
（1）V 级围岩地段，当其 Lg≤2m（Lg 表示检测二衬钢筋缺陷段的测线连续长度，下同）时，经第三方检算结构安全后，采用衬砌内缘表面贴双层碳纤维布进行补强加固措施，纤维布应延伸至无缺陷地段不小于 50cm，并同时增设隧底及边墙泄水孔加强结构排水系统，对衬砌缺陷情况应定期加强运营期间监测，必要时进行补强处理。当其 Lg>2m 时，对衬砌采取分段跳槽拆换处理，每次拆除长度纵向不得大于 1m。当初支稳定时，灌筑新衬砌时应尽量减少施工缝。
（2）围岩地段，根据开挖揭示围岩状况，位于硬质岩（灰岩、砂岩等）段。当其 Lg≤5m 时，采用衬砌内缘表面贴单层碳纤维布进行补强加固维布应延伸至无缺陷地段不小于 50cm，并增设隧底及边墙泄水孔加强结构排水系统；当其 Lg＞5m 时，委托第三方根据实际配筋情况、开挖揭示围岩状况（围岩分级、岩性）进行结构安全性验算，并根据验算结果制定具体处理措施，处理措施应充分考虑结构排水系统。
（3）IV 级围岩地段，根据开挖揭示围岩状况，位于软质岩（泥岩、页岩等）段。当其 Lg≤5m 无钢筋且经第三方检算结构安全或 Lg≤5m 且为单层钢筋时，采用衬砌内缘表面贴双层碳纤维布进行补强，纤维布应延伸至无缺陷地段不小于 50cm，并同事增设隧底及边墙泄水孔加强结构排水系统，运营期间加强监测，必要时进行补强处理；当其 Lg＞5m 无钢筋或 Lg＞5m 单层钢筋时，对衬砌采取分段跳槽拆换处理，每次拆除长度纵向不得大于 1m。当初支稳定时，灌筑新衬砌时应尽量减少施工缝。
（4）拆除段位于 V 级围岩时，拆除后应对初期支护采用Φ42花管径向注浆加固，钢花管间距 1.2m*1.0m，注 1:1 水泥砂浆，注浆压力 0.5~1.0MPa，钢花管长 4.0m，加强初期支护监控量测，待量测稳定后浇筑新砼。整改过程由监理、工务段共同进行现场确认。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.3 补强后衬砌仍欠厚地段
根据《铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定》，对衬砌缺陷等级1级地段，衬砌表面涂刷防碳化层，防碳化涂层应向无缺陷段延伸不小于50cm，运营期间加强监测，必要时进行补强处理。对缺陷等级2级地段，采用衬砌内缘表面贴双层碳纤维布进行补强，碳纤维布应向无缺陷段延伸不小于50cm，并层设隧底及边墙泄水孔加强结构排水系统，运营期间加强监测，必要时进行补强处理。
4 碳纤维布粘贴施工
4.1 施工准备
准确定位放线存在缺陷的地段里程，并向无缺陷段延伸不小于50cm，并使用油漆进行标记。
4.2 表面处理
（1）首先应清除混凝土表面油垢，污物。
（2）对混凝土表面进行打磨平整。
（3）打磨完毕后利用空压机吹净灰尘细屑，清洗干净，保持干燥备用，粘贴前可采用棉布蘸丙酮或酒精对混凝土表面擦拭干净，表面含水率不得大于8%。
（4）若混凝土表面存在裂缝，应先处理裂缝，裂缝宽度小于0.2mm时，采用环氧树脂进行表面涂抹密闭，大于0.2mm时应采用环氧树脂灌缝。
4.3 涂刷底胶
（1）底胶施工时，严禁加入溶化剂。
（2）底胶的主剂和固化剂按规定的配胶比例称量，导入洁净的容器中搅拌均匀，搅拌时最好沿同一方向搅拌，尽量避免混入空气形成气泡。
（3）用毛刷或滚筒在二衬混凝土表面均匀涂刷，胶表干以后，可视情况多次涂刷，但涂层厚度不得大于0.4mm，并不得漏刷或流淌、气泡。胶体固化视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2小时。
（4）每次配制的胶液应在可使用的时间内完成。
4.4 找平处理
二衬混凝土表面存在凹陷部位时，将配制好的修补胶用刮刀嵌刮进行修补填平，模板接头等出现高度差的部位应用修补胶填补，尽量减少高差。修补胶固化后方可在进行下一道工序。
4.5 粘贴碳纤维布
（1）粘贴碳纤维布时应确认粘贴表面干燥，气温在5℃以上，相对湿度小于85%。
（2）对碳纤维布粘贴前应按规定尺寸进行裁剪（同时应沿着纤维丝方向），每段长度一般不大于6m，应按当天施工量进行裁剪。
（3）粘浸胶均于涂抹于被粘贴部位，将碳纤维布拉紧对齐后粘贴，用熟料刮板沿同一方向反复滚压，直至胶料渗出，然后在碳纤维布外表面也均匀涂抹粘浸胶，并反复液压，使粘浸胶双向充分浸润纤维布。待手指触感干燥时，进行下一层粘贴。
（4）纤维顺长方向布材的搭接必须搭接10cm以上，各层之间的搭接部位不得位于同一条线上，必须错开50cm，布材宽度方向不需要搭接。
（5）布材实际粘贴面积不应小于缺陷长度对应面积，位置偏差不应大于10mm。
（6）总有效粘结面积不应低于95%，不允许出现直径30mm以上的空隙，直径10~30mm的空鼓，每平方米应小于10个，否则需进行修补。
4.6 固化养护
碳纤维布粘贴完毕后，24小时内防止受潮，并注意保护，防止硬物碰伤施工表面。气温20~25℃时，固化时间不得小于3天；平均气温10℃时，固化时间不得少于7天。
5 结束语
隧道衬砌主要的承受荷载的构件，在施工的过程中必须严谨，认真。必须严格按照有关规范及设计要求进行施工。若因为一些特殊原因造成衬砌欠厚、少筋缺筋、及钢筋间距超标，可参考此类办法进行相关的整治措施。在整治措施中，在保证结构的稳定性，尽量避免大拆大换，保证工期，节约投资，为同类相关施工提供参考办法。
参考文献
[1] 赵勇，田四明，孙毅. 中国高速铁路的发展及规划[J]. 隧道建设，2017（1）：11-17.
作者简介：杨延肃（1990—），助理工程师，主要从事施工管理等工作。（只要第一作者简介）
论文作者:杨延肃
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/25
标签：围岩论文; 碳纤维论文; 缺陷论文; 结构论文; 隧道论文; 表面论文; 地段论文; 《基层建设》2018年第14期论文;