聯絡通道管片加固技術方法研究

喻才建

摘 要：聯絡通道施工安全一直是業內關注的重點，在其施工過程中易出現涌水涌砂事件，從而導致地面發生局部沉降，隧道內管片發生錯臺、局部碎裂、滲水。本文以某地鐵事故隧道為依托，為保證該地鐵區間隧道的結構安全和運營安全，對出現裂縫破損、滲漏水情況嚴重的區域采用鋼環加固施工方案的一種施工方法研究。

關鍵詞：區間隧道;管片裂縫;錯臺;鋼環加固

1 引言

隨著城市地鐵及相關市政工程的大規模建設，盾構隧道在國內應用越來越多。盾構隧道中聯絡通道施工大都采用水平凍結法加固地層，礦山暗挖法施工，而聯絡通道施工風險性較大，易發生涌水涌砂現象。從而導致管片出現滲漏、裂縫、錯臺、崩角、扭轉等，為此針對盾構受損管片的修復及加固，確保盾構隧道的后期的的運營安全性至關重要。

2 設計概況

區間盾構管片外徑為A6200mm，內徑為A5500mm，管片壁厚35cm，環寬1.2m，采用錯縫拼裝。為保證該區間隧道的結構安全和運營安全，對出現裂縫破損、滲漏水情況嚴重的區域采用鋼環加固施工方案進行隧道加固，加固前對受損管片進行三維掃描，確定鋼環加固尺寸。鋼環安裝時與管片橫縫錯縫，最后鋼環與管片間縫隙注環氧樹脂填充飽滿。加固類型分為二類加固：

一類加固：采用滲漏水堵漏、破損管片補強、裂縫修補等措施進行加固（所有開裂、滲漏、破損管片）;

二類加固：在一類加固的基礎上，采用20mm厚800mm寬的整環鋼板騎縫安裝固定于混凝土管片上，待騎縫鋼環安裝完成并觀察確認隧道穩定后，采用20mm厚400mm寬的連接鋼環將其焊接連接成整體（受損嚴重管片）。

3 管片加固原則

根據第三方評估報告及設計修復方案，為保證后續聯絡通道施工安全及區間聯絡通道受損管片的結構安全和運營安全，管片治理主要考慮：成型隧道水平收斂、破損位置及程度（環向開裂、縱向裂縫）、錯臺、滲漏水等方面。有滲漏水處均應先完成堵漏，再進行管片治理，主要分普通破損治理、結構補強類治理、鋼環加固處理三類。

4 受損管片修復及加固

4.1 管片環縱縫處理、手孔封堵

對需要進行封縫的管片界面進行打磨，打磨完成后需清理掉表面浮塵，保證彈性環氧膠泥粘結密封性能。在加固區域相鄰兩環的管片T字縫縱縫處，沿縫鉆雙孔灌彈性環氧膠泥行成阻斷節點。節點內先用環氧填膠泥充滿，再塞入直徑為15mm、長度為230mm的尼龍棒，增加節點內的填充度，提高環、縱縫內環氧填充密實。施工時，預設注漿管，便于后面的灌漿作業。同時采用超早強水泥對手孔進行封堵，表面批刮彈性環氧膠泥并抹平。

4.2 破損及裂縫漏水處理

針對管片破損具體情況，主要有以下修補方法，見表2。

滲漏水處理：對管片滲漏水處調制環氧樹脂漿液進行注漿處理。注漿從下往上，直至全部灌滿為止。裂縫注漿期間，壓力控制在0.1-0.5MPa;注漿完成后，及時進行清理。

裂縫處理：采用環氧膠泥刮涂密封裂縫，膠泥寬度為60mm，厚度為3mm，長度根據裂縫長度確定，兩端各延長50mm，確保膠泥批刮到位、密封性良好，具備承壓條件。

4.3 區間隧道掉塊處理

管片處理主要對區間隧道施工范圍存在掉塊位置進行掉塊處環氧砂漿嵌補。具體步驟如下：

4.3.1 清理界面，涂刷環氧樹脂確保粘貼良好（有明水處先堵漏）。

4.3.2 鉆孔后進行碎裂處表面清理，并植入植筋膠，植入鋼筋。

4.3.3 涂刷界面劑：在混凝土基面涂刷界面劑，等植筋膠初凝后，開始分層涂抹第一次環氧樹脂砂漿修補;

4.3.4 掛設鋼筋網，與原隧道管片鋼筋連接或植筋。

4.3.5 環氧砂漿填充（初凝時間≥45min，終凝時間≤4h）

4.3.6 環氧砂漿修補完成后，確保表面平整。

4.4 鋼環安裝

4.4.1 管片除塵找平

考慮隧道現場受損管片環、縱縫錯臺對鋼內襯施工安裝影響，為保證環、縱縫錯臺處鋼環拼裝后與管片間隙均勻密貼及焊接質量，實現管片弧度平整，現場需經過測量放樣確定管片輪廓及錯臺數據，對錯臺管片進行處理：對隧道管片環縱縫較大錯臺處（≥4cm）高處部位進行鑿除，鑿除后使用環氧膠泥進行表面修整;對低凹部位（≥2cm）進行植筋后高強度砂漿嵌填，確保鋼環與管片平齊。找平前需對滲漏水部位進行堵漏處理同時清除原管片上污漬，確保鋼環安裝之后與管片間隙均勻。

4.4.2 鋼環放樣、加工

4.4.2.1 采用Q345B型鋼材做成鋼環，寬度800mm，鋼板厚20mm。

4.4.2.2 測量放樣。通過現場實際測量放樣，確定每環鋼環分塊，考慮鋼環加固完成后二次注漿預留孔，依據設計圖紙，統計現場管片二次注漿孔及鋼筋布置情況，確定錨栓開孔及鋼環預留注漿孔位置等。分塊尺寸及錨栓開孔位置根據現場管片變形情況及施工可做適量調整。

4.4.2.3 在環形鋼板安裝前需在管片上進行放樣、布點并完成鉆孔工作。螺栓的埋設采用排孔的方式進行，縱向間距≤400mm，如遇踏步和縱縫位置，適當縮小錨栓縱橫間距;為盡量避讓螺栓如遇管片內鋼筋相碰，遇管片環向縱向鋼筋、手孔等位置，開孔位置予以調整。環板上二次注漿孔預留根據原先管片吊裝孔位置，為保障盾構管片加固完成后的二次注漿（盾構管片壁后注漿），因鋼環安裝加固完成后對原管片上吊裝孔產生覆蓋情況，需于鋼環對應的位置，在鋼環加工期間，預開橢圓注漿孔，后續鋼環與管片注漿期間，采用水泥及環氧膠泥對其進行封堵。

4.4.3 環形鋼板安裝

4.4.3.1 鋼板安裝順序：鋼板安裝由兩邊向中間聯絡通道推進。鋼環安裝前拆除隧道對應管片處支撐，單環安裝順序按照底板→下側板→上側板→頂板進行;

4.4.3.2 吊裝點設置：利用原隧道管片錨栓、吊裝孔、支撐在合適位置設置吊裝點，吊裝點掛設特制八字吊耳，用于連接吊裝點和厚壁鋼管，吊裝點設置在所需拼裝鋼板的正上方。鋼管安裝完成后，再利用在八字吊耳固定手拉葫蘆用于鋼環安裝。

4.4.3.3 鋼環安裝臨時固定：通過手拉葫蘆將環形鋼板拉升到指定位置。同時利用機械千斤頂進行頂升確保鋼環與管片之間的密貼。鋼環就位后利用預先開的錨栓孔，鉆孔埋設膨脹錨栓進行定位固定，環板的連接采用CO₂氣體保護焊進行布局焊接固定。為防止在吊裝過程中出現脫鉤及滑落，在吊鉤上架設鎖扣，環板兩側架設防墜落繩索。

4.4.3.4 錨栓種植及焊接：鋼環安裝成環后，及時補種化學螺栓進行固定。

4.5 錨栓種植、鋼環焊接

4.5.1鋼環與管片整體固定以化學錨栓為主、膨脹螺栓為輔形式。

4.5.2 環形鋼板之間的焊接

環形鋼板與環形鋼板采用點焊定位，最后拼裝完成后坡口處焊接采用CO₂氣體保護焊進行焊接，在鋼環焊接成環后，各分塊之間進行整體焊接，以保證內部支撐形成一個良好的受力整體，起到對隧道加固支撐的作用;單環鋼環焊接成環后再進行鄰邊環縫焊接。加固鋼環縱、環焊縫驗收質量等級為二級，對20mm厚鋼環熔深為18mm;

4.6 環氧樹脂填充

為防止鋼環發生二次變形。環氧填充需在深～城區間聯絡通道冷凍開挖、融沉注漿完成后且隧道趨于穩定后進行鋼環壁后環氧填充。壓注順序自下而上，直至上部預留注漿嘴溢出樹脂方可停止注漿，注漿過程中壓力控制在0.1MPa內。同時遵循少量多次的壓注原則至少分5次完成，確保壓注的質量。注漿完成之后，對水泥封邊進行打磨清理，批刮彈性環氧膠泥。

4.7 防銹防腐處理

防銹采用防腐底漆，底漆涂敷前鋼板表面應做除銹處理;在鋼環安裝焊接等施工結束后，在鋼環內弧面涂刷SPUR（噴涂型聚脲彈性體）涂層，涂層厚度均勻、分兩層進行噴涂且總厚度不少于1.2mm。

5 結語

本文主要針對因聯絡通道施工導致管片受損嚴重后的進一步施工處理措施，詳細講述了管片破損不同程度的采用相應施工方法治理。工程實踐證明，鋼環加固方法可避免隧道的進一步損壞以及確保盾構隧道的運營安全，可供類似工程修復問題借鑒。

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