水泥

隧道衬砌裂缝渗漏治理及其控制技术

发布时间:2024/1/14 18:56:28   

文章以隧道堵漏公司施工的某山岭隧道为实例,对结构产生的裂缝进行了调查和检测,对隧道裂缝的治理技术及其防止措施进行了阐述。

一、衬砌裂缝情况

隧道衬砌裂缝可分为两种情况,一是渗水裂缝,二是无渗水裂缝,即干缝。渗水裂缝多半是穿透性裂缝,在整个结构厚度上都开裂,甚至可能连背后柔性防水材料也撕破,或者背后防水材料未铺设好,导致结构防水失败。

1.裂缝情况调查

(1)总体情况

根据对隧道现场调查和检测,已衬砌段均出现了一定数量的裂缝,其中线路右侧共有裂缝处,线路左侧共有裂缝处,其宽度最小0.1mm,最大2.05mm。

(2)裂缝的分类

在以上裂缝中,从走向来看,基本上属于环向施工缝,有少许斜向裂缝,未见纵向裂缝。从渗水情况来看,大多数为不渗水的干裂缝,出口段有75处渗水裂缝,占全部裂缝数的6.8%。从裂缝宽度来看,1mm以上的占23.9%,0.3~1mm的占65.8%,小于0.3mm的占10.3%。

2.裂缝产生的主要原因

(1)混凝土干缩裂缝。这类裂缝绝大部分属于环向施工缝,其产生的原因主要是由于在衬砌施工过程中,养护湿度不够,导致混凝土干缩而产生裂缝。其深度很可能贯穿整个衬砌厚度,对隧道防水影响很大。

(2)地质条件恶化。主要由于受软弱围岩松动压力,变形岩体的挤压,偏压隧道的不均匀受力,相邻洞室开挖的相互影响等因素作用,改变了隧道的受力状况,出现应力重分布或局部应力集中,导致隧道结构变形、侵限或破坏。

(3)地下水的作用。主要是由于地下水的渗流及侵蚀作用,导致混凝土强度降低或厚度减小。

(4)由于隧道穿越地层存在高压水,且岩溶发育,洞内与地表存在明显水力联系,当排水盲管被泥沙封堵后,阻塞了水的排泄孔,水压升高,导致混凝土衬砌开裂。

二、隧道裂缝的治理技术

隧道由于裂缝,尤其是拱墙上的贯穿性斜裂缝对隧道的使用功能和承载能力影响相对较大,因此必须选择专业隧道堵漏公司进行治理。肉眼可见的裂缝范围一般以0.05mm为界,因此可认为宽度大于或等于0.05mm的裂缝称为“宏观裂缝”。对于一般的隧道,宽度小于0.2mm的裂缝对隧道的正常使用、承载、防腐都无太大影响,故宽度小于0.2mm裂缝的结构称为无裂缝结构。

1.无水裂缝的处理

无水衬砌裂缝为原衬砌混凝土开裂,从而在表面形成的裂缝。处理施工中,遵循先环向,后纵向的顺序,纵向延伸较长的裂缝逐段进行处理,裂缝密度大的区域,逐条进行处理。

1.1直接涂抹法

直接涂抹法主要是针对裂缝宽度在0.1~0.3mm之间,且无明显的剪切滑移和渗漏水迹象,对结构的承载能力影响不大,不影响结构安全和正常使用的裂缝,采用水泥基渗透结晶型材料进行涂抹处理。隧道堵漏公司具体施工步骤如下:

①用凿除、喷砂、酸洗、钢丝刷洗、高压水冲等方法,让裂缝周围的基面粗糙、干净;

②将涂膜材料的各组份按比例调合,搅匀;

③用抹子、滚筒、尼龙刷、专用喷枪等工具将混合料涂刷或喷射到基面上,涂刷时应注意来回用力,以保证凹凸处都能涂上;喷涂时,喷嘴距涂层要近些,以保证灰浆能喷射进表面微孔或微裂隙中;一次涂刷厚度不宜超过0.2mm,且混合料应在规定时间用完;

④当需涂第二层时,一定要等第一层初凝后的潮湿状态进行,如太干则应喷洒些水,对基面润湿;

⑤在夏季露天施工时,如温度超过30℃,建议在早、晚进行,以防止涂抹材料过快干燥失水;如在冬季施工,温度低于5℃时,应采用防冻措施;对于凹陷处,涂料堆积不宜过厚,否则引起开裂。

1.2埋管灌浆法

对于衬砌混凝土裂缝宽度在0.3~0.5mm之间,范围较大或有明显错动迹象,对结构的承载能力会产生一定的影响,隧道堵漏公司一般采用埋管直接注浆法修补加固。再用环氧树脂砂浆嵌补沟槽并固定注浆管。待环氧树脂砂浆凝固后,通过注浆管压注环氧树脂浆液,注浆压力为0.3~0.5MPa。注浆结束后,割掉注浆管外露部分,并涂刷涂料和调色料。

1.3凿槽嵌补法

如衬砌混凝土裂缝宽度在0.3~0.5mm之间,且无明显的剪切错动和渗漏水迹象,裂缝范围较小、数量较少,可采用凿槽嵌补法修补。具体的施工步骤如下:

①沿裂缝凿开一道沟槽,槽宽2~5cm,槽深根据裂缝深度确定,最大深度不得超过三分之二衬砌厚度,用钢丝刷清除缝内浮碴,并用高压吹风机吹干净缝内尘土,保证缝内无水、干燥;

②在缝的两侧面和底面均匀涂刷底胶,底胶厚度宜为0.3mm左右;

③用配制好的嵌接缝材料进行填缝,并捣固密实;目前嵌缝的主要材料有聚合物水泥砂浆,聚氨脂类和沥青胶泥类等,对于基面潮湿的裂缝,宜用水溶性材料;

④用防水砂浆或其它材料将裂缝表面抹平,并进行合理的养护。

2.渗水裂缝治理

2.1引排

当裂缝渗水量较大时,如果渗水含泥砂且水压大时,先做引排比较合适,这样可以减少水对结构的压力。引排开槽的断面形状以矩形或倒梯形为好,封堵槽沟时要加混凝土界面剂。引排管用半圆形PVC管或小直径钢纤透水管均可。引排管上端应高于渗水部位10cm以上,下端一直通到洞内排水沟。

2.2凿槽封堵

对于不便引排的细小裂缝或孤立的渗水点,采取堵的方式比较合适。封堵材料与前述引排中所用的封槽材料相同。封堵工艺流程是:沿裂缝切槽→凿除混凝土→清理槽内浮碴→对流水成线的渗漏水可做临时引排→先将容易堵的沟槽用堵漏材料封好→再将引排部位封堵→检查封堵效果→对仍然渗水的部位凿除返修。

2.3注浆封堵

对处于水位线以下的结构渗水裂缝,只用凿槽封堵的方式治理不能彻底,复发率很高,采用注浆封堵的方式较为合理。同时这类裂缝多数比较细窄,耗浆量不多,使用超细水泥浆或水泥-水玻璃浆液,注浆材料固化后强度高,与原混凝土有较好粘接密封性,使水无法透过。

(1)超细水泥注浆

对于裂缝宽度在0.5mm以上,且裂缝水量不大,主要是渗漏水时,采用超细水泥进行注浆封堵。施工工艺:

①首先将渗水的杂物清理干净,找出真正的漏水点;

②确定需要注浆的裂缝长度,用切割机沿渗水缝两侧切槽;槽宽约4~5cm,深5cm左右;

③用电铲或其它工具凿除中间的混凝土,并清理干净;

④埋设注浆管,注浆管底部要对准渗水处,然后用速凝堵漏剂封堵注浆管周围空隙,注浆管每1.0m左右埋一个,注浆管埋设后应进行检查,除水从注浆管流出外,其余部位不应再渗漏,否则要进行修补;

⑤注浆管埋设完毕后,连接好管路和泵自下而上进行注浆;

⑥注浆完毕后,检查注浆效果,清除外露注浆管,将裂缝表面处理平整。

(2)水泥-水玻璃双液注浆

水泥-水玻璃双液注浆施工用于处理拱墙大面积渗水或施工缝渗水。

2.4套衬补强

如隧道围岩稳定性较差,锚固注浆作用不大时。对于宽度在0.5~1.0mm,且密度较大、但无明显错动迹象的混凝土裂缝,隧道堵漏公司主要采用套衬补强法处理。钢筋混凝土套衬补强的主要施工步骤为:

①将原混凝土面凿毛、冲净,并在墙脚部位施作单排或双排植筋钻孔,钻孔直径不小于22mm,孔距以15~20cm左右为宜。

②工作台架就位,按设计要求绑扎单层或双层钢筋。

③模板架设,灌注混凝土,混凝土宜用细石混凝土,标号不宜低于C25,厚度不宜小于20cm。

④待混凝土达到设计强度的70%或2.5MPa以上时,可拆模、养护。

⑤由于套衬混凝土厚度较薄,一般情况下,拱部混凝土很难灌注密实,建议待混凝土达到设计强度后,进行回填灌浆。灌浆宜采用水泥沙浆,压力控制在0.3~0.5MPa。

2.5回填注浆施工

回填注浆为对原衬砌拱部空腔进行回填水泥砂浆。隧道堵漏公司回填注浆施工过程为:在拱部钻设回填注浆孔,安设注浆钢管,然后接管压注水泥砂浆,注浆压力不大于0.5MPa。注浆管排距3.0m,梅花形安设。

三、防止隧道产生裂缝的措施

(1)设计时应根据隧道的工程地质、水文地质条件及周围环境、气候、气象资料,合理选择混凝土结构的断面形式、强度等级、厚度、配筋形式、变形缝位置等设计参数,确保结构不仅能满足使用功能,而且能够避免在隧道施工和运营中产生裂缝。

(2)可采用在混凝土中加入钢纤维或微纤维以提高混凝土的强度等级和密实度;合理确定混凝土浇注时机和顺序,给混凝土的膨胀变形提供足够的时间和空间。

(3)施工单位应加强管理和监督、检验,严格按设计图纸和有关的施工规范、规定施工,从水泥、水、外加剂、砂、碎石的选择、加工到钢筋材质、型号的选取都应严格把关,认真检验,不合格的材料应杜绝使用。

(4)施工过程中应加强隧底的清理和拱顶超挖的回填,避免底部混凝土中夹有泥砂,拱部留有空洞,确保底部和拱部的衬砌厚度和强度。

四、结束语

尽管隧道产生裂缝的原因比较多,但大部分隧道的裂缝都不同程度地与施工质量有关,有的初期支护或二次衬砌背后存在空洞,因此,加强施工管理,提高施工质量,进一步建立和完善质量监督体系是减少隧道裂缝的有效措施。

总结:以上是中联天盛隧道堵漏公司小编为您分享的隧道衬砌裂缝渗漏治理及其控制技术,希望对您有所帮助。了解更多防水堵漏知识,欢迎

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