摘要：截止2015年底，我国大陆已建成公路隧道14006座，总里程长12683.9千米，通过发展隧道技术、开展隧道建设，明显改善山区交通条件，对促进区域经济发展具有重要意义。但是，公路隧道施工方法多源于施工经验和工程类比，受技术发展水平限制和地下环境不确定因素的影响，经常出现隧道衬砌结构出现裂缝和渗漏等问题，严重影响着隧道整体的施工质量和人员生命财产安全。本文通过隧道衬砌裂缝病害的常规检测和治理对策分析，解决隧道衬砌裂缝的修补问题，为类似工程提供病害处理提供参考借鉴。
关键词：公路隧道；裂缝；检测；治理对策
1工程概况
本文主要通过选取重庆合长项目统景1#隧道二次衬砌来对其进行全面研究。该工程公路的隧道全长为890米，整体高度为8米，侧面墙面的高度为6米，埋深为1.8-45米之间，隧道洞身的主要支护方式分为喷锚支护和挂网支护。在建设的过程中，包括水害、冻害和不良地质、未按规范要求施工等原因使得隧道的衬砌出现开裂和变形的状况，甚至局部出现剥落或者疏松。
图1 顶部纵向裂缝 图2 YAS排水半管系统结构
据统计，裂缝发生在隧道个别节段的侧墙、顶板。裂缝形状呈现为中间宽、两头细且长短不一，基本上＜0.15mm，只有小部分裂缝宽度≥0.15mm ，个别裂缝贯穿混凝土而形成渗水。
2原因分析
裂缝发生在隧道的个别节段侧墙，而且不规则，可以判定主要是由非受力变形变化引起的裂缝及配合比的问题。少量出现在顶部，经试验检测拱顶有空洞，部分的衬砌根本没有能够达到设计要求中所要求的相关厚度，推断为施工工艺不规范的同时，由于整个隧道工程的矢跨比较小，而围岩整体埋置深度大都较浅，二次衬砌在垂直的方向上会面临较大的围岩压力，再加上在设计的过程中也没有考虑到其他加固、抗渗和抗震的措施，在围岩排水不畅时，局部水压力过大应力集中，主体结构在运行的过程中容易出现裂缝。同时根据侧墙长节段与较厚节段裂缝较多的情况，可以判定大体积混凝土产生的温度应力和混凝土的收缩对病害的产生有影响。
3公路衬砌裂损治理对策
3.1设置科学的排水系统
因为本工程使用过程中的渗水和漏水的情况出现在施工缝的部位，少量裂缝处有渗水出现。因此，在治理前要根据围岩内水头实际情况合理设置YAS排水半管永久排水，在施工过程中为适应整体围岩表面各种形状裂缝的要求，避免围岩泥沙直接进入而造成的堵塞，使得地下水被阻挡到隧道外部，而停留在隧道两侧沟渠内的水会在之后排除出管道外部。
在修建排水系统的过程中，尤其需要利用钻孔来集水，并在隧道内墙和底部拱脚的方向设置朝上的斜钻孔，并将钻孔的半径控制在50mm左右。如果遇到渗水面积特别大的区域，可在钻孔内部设置塑料花管，花管的表面抹上一层专业的环氧砂浆。
图3 抹上环氧砂浆排水管道图片 图4：拱顶注浆示意图
3.2优化砼灌注工艺，提高砼密实度
砼灌注时两侧分层对称浇注，由下向上依次灌注，控制相邻高差。采用插入式振动器和模板台车上固定的附着式振动器相结合，保证振固密实。保证连续灌注，消除施工缝，减少防水薄弱环节。拆模后及时喷雾养生，避免拆模过早砼表面风干或养护不及时出现的收缩烈纹现象[3]。
3.3衬砌背后回填注浆
①拱顶设置PVC注浆口，注浆口应突出衬砌内缘3～5cm，以便连接注浆管，注浆口伸入模筑衬砌外缘、防水板内侧。特殊地段，防水板铺设完毕后，采用胶粘于防水板内侧，结合施工缝布置，每模筑衬砌施工缝位置设置环向可维护注浆管。
②衬砌施工完毕达到设计强度后进行拱背压浆。使初支、防水板及内衬密贴，避免因防水板意外损坏渗水的可能，同时也为保证结构安全，避免结构开裂破损。回填注浆材料为1：1水泥浆液，
回填注浆压力为0.1MPa。
3.4裂缝处理
1）≥0.15mm且贯穿有渗水的裂缝处理。由于环氧树脂是憎水物质，不能进行直接灌缝处理，需首先进行堵水，然后再进行环氧树脂灌浆。
a.清理干净混凝土表面水垢，用油性笔勾出裂缝走向与长度；
b.埋设注浆嘴，灌注水溶性聚氨酯；
c.待裂缝处不再渗水，砼表面干燥后，清除多余聚氨酯；
d.用锉刀把裂缝凿出深5mm、宽3mm，用配制好的环氧树脂进行封闭，埋设注浆咀，注浆咀间距为15～35cm，按裂缝长度每条缝不得少于2个注浆咀，即至少有一个进浆孔和一个出气孔，注浆嘴周围用树脂封闭密实；
e.待树脂固化后，密封检查：为保证密闭空缝的密闭性及承受灌浆压力作用，应检查封缝效果。办法可采用等封闭环氧胶泥固化后，沿缝涂一层肥皂水，并从压浆嘴向缝中通入压缩空气，若无冒泡现象则表示密封效果显著，否则应进行封闭修补。
f.配制环氧树脂：根据现场气温、裂缝情况选用合适的压力灌浆液。每次浆液不宜多配，以免短时间内使用不完，导致粘度变大而无法施工或失效，造成浪费。
g.压力灌浆：将配制浆液倒入压浆罐，盖好盖子，用板手拧紧螺盖不得漏气，打开空气压缩机送所阀门，待压浆罐内压力达到要求时（一般压力为0.25～0.35Mpa），打开出浆咀依次进行压浆，要使相邻的高位压浆咀流出浆液，确定两压浆咀间的裂缝已经被浆液充满，方能关闭该压浆咀，依次压浆直至把整条裂缝灌满，并保持警惕一段时间以后，方可对下条裂缝压浆。
h.压浆后的封口处理：压浆完成后，关上压浆咀阀门，待缝内浆液初凝不外流时，可拆下压浆咀，并清除其上的浆液，完好的注浆咀可备重复使用。待浆液固化后，可采用环氧胶泥封闭压浆口，并抹平。
2）≥0.15mm无渗水的裂缝处理。处理方法采用灌注环氧树脂，工艺流程如下：
裂缝处理→埋设灌浆咀→封闭裂缝→密封检查→配制浆液→压力灌浆→缝口处理→质量检查。
3）≤0.15mm裂缝的处理。采用环氧树脂表面封闭处理，用配制好的环氧树脂涂刷涂抹，保证表面裂缝材料固化后应均匀、平整，不出现裂缝，无脱落。具体工序如下：
（1）定位：检查裂缝，并做好裂缝标记，确定裂缝处治位置。
（2）表面处理：对混凝土构件的裂缝，可用钢丝刷等工具，清除表面灰尘、白灰、浮渣及松散的污物；然后再用毛刷蘸甲苯或乙醇等有机溶液，把缝两侧20～30mm处擦拭干净并保持干燥。
（3）封缝：按比例将配制好的环氧树脂，采用封缝胶垂直裂缝方向加压反复刮摸，保证粘结韧性好，延伸率大。
（4）待胶完全固化后可根据现场情况进行表面修饰。
结束语：
综上所述，公路隧道由于长时间的运行容易出现各种各样的病害，而为了能够有效地提升公路隧道运行的质量，就必须采用科学合理的措施来防治病害，只有这样才能够从根本上排除隧道内部的安全隐患。以便能够为国民经济发展和人民生活水平的提高打下良好的基础。
参考文献：
[1]段志国.隧道衬砌裂缝及渗漏病害治理技术研究[J].市政技术，2016（2）：106-109
论文作者:于祥海
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/28
标签：裂缝论文; 隧道论文; 浆液论文; 注浆论文; 围岩论文; 环氧树脂论文; 病害论文; 《防护工程》2019年第2期论文;