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一、概述
某公路隧道全隧長376m,經地質雷達檢測報告資料統計,共檢測51點,合格點數43點,二次襯砌差值最小值-0.007m,最大差值-0.040m,合格率為84.3%,右洞YK12+494~496、YK12+507~+510拱頂、右洞YK12+424~+428右拱腰、左洞ZK12+558~+560拱頂存在離縫,不能滿足交驗要求,需進行專項整治及處理。
二、存在問題原因分析
結合現場勘察及檢測報告成果,并根據理論及經驗分析,認為造成這些問題的原因主要有如下幾個方面。
1、該隧道處于圍巖較破碎、溶洞發育地帶,在開挖施工時局部超挖,二次襯砌混凝土澆筑時拱部未注滿,形成脫空。
2)混凝土收縮引起離縫現象。
3)二襯混凝土澆筑時防水板掛設未與初支不密貼,造成二襯與初支間的離縫、脫空。
4)因二襯混凝土施工時,受力將防水板拉離初支造成的。
三、處理方案及實施
(一)處理方案:離縫、脫空采用對脫空位置進行襯砌鉆孔注漿處理。
1、襯砌鉆孔布置參數:①鉆孔直徑:采用3cm鉆頭進行鉆眼成孔;②橫向間距:1.6m/孔;③排氣孔設置:注漿孔上30cm~50cm;④傾角:向下傾斜3°;⑤鉆桿長度:1m;
2、注漿參數:⑴注漿材料及配合比:注漿漿液采用水泥漿,水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥,水泥漿液水灰比為0.8~1;⑵注漿壓力:0.2~0.6MPa;⑶漿液擴散半徑:不小于0.8m;⑷單孔注漿量:Q=π×r2×L+π×R2×L×α×β;式中:r為鉆孔半徑,L為鉆孔長度,考慮與設計接近,取0.52m;R為漿液擴散半徑,取0.8m;α為漿液有效充填率,取0.9;β為漿液損耗系數,取1.15。經計算,單孔注漿量Q=1.09 m3。
(二)離縫、脫空處理方案實施:
1、鉆孔施工前準備工作:距離縫、脫空處理位置搭設臺車,配備風槍、注漿機、攪拌機、發電機等設備,在作業前設備到位即可施工。
2、鉆孔施工
首先確定脫空的位置,根據檢測報告在二襯厚度不足超過5cm及以上脫空部位范圍劃出明顯標志,明確位置。確定鉆孔的孔眼位置,根據孔眼注漿參數作好標記,在標記鉆孔處用風槍進行鉆眼,根據檢測襯砌實際厚度進行鉆孔,要邊鉆邊進行測量,防止超鉆破壞防水板。鉆眼到達實際襯砌厚度處停止鉆孔,檢測襯砌背后是否脫空和防水板是否破損。如鉆孔深度達到實測厚度仍未鉆透時,應邊鉆邊測量且要做好記錄。
3、注漿施工
注漿前先檢查管路和機械狀況,確認正常后做壓漿實驗,確定合理的注漿參數,指導施工。
注漿過程中隨時檢查孔口、鄰孔有無串漿現象,如發生串漿,應立即停止注漿或采用間歇式注漿封堵串漿口,直至下排孔漿液注滿為止,方可采用快硬水泥砂漿或錨固劑封堵。注漿過程中壓力如突然升高,可能發生堵管,應停機檢查。
下排孔漿液注滿時,采用中間孔繼續注漿,其余兩孔封堵好,在注漿時觀察上面排氣孔,直至漿液注滿為止,可停止注漿,并及時封堵注漿口和排氣孔。
注漿過程應派專人負責,填寫《注漿記錄表》,記錄注漿時間、漿液消耗量及注漿壓力等數據,觀察壓力表值、注漿孔串漿、流漿程度。
注漿時自整治范圍中心自下往上進行,拱頂脫空部位自中心往四周進行。
待漿液凝固后在對注漿區進行取芯,觀察注漿充填情況。如注漿區漿液未飽滿時須重新鉆孔注漿。
4、施工注意事項及措施
鉆孔前,精確測定鉆孔的平面位置、實際施工厚度等,嚴格控制鉆機偏移及卡鉆。做好鉆孔記錄,做到邊鉆邊量測,及時掌握鉆孔深度,杜絕防水板鉆破;襯砌鉆孔處一定要采用高標號防滲水砼進行封堵密實,注漿中做好記錄。
施工人員作業前進行安全教育和考核,合格后方可進行上崗作業,施工人員到達工作面后,應首先檢查工作面是否處于安全狀態;注漿時注漿人員必須佩戴防護眼鏡,戴安全帽、防護手套、穿工作服;電工穿絕緣鞋和戴絕緣手套;高空作業時必須佩戴安全帶,防滑鞋,掛妥掛鉤,并有安全防護攔和安全網等防護設施,對施工機具和材料要有保護措施,避免掉落,嚴禁向下方丟棄廢物;施工現場用電嚴格按照三相五線制布設電線,做到二級保護,三級控制,一機一閘。施工機械、機具和電氣設備,在安裝前按照安全技術標準進行檢測,經檢測合格后方可安裝,經驗收確認狀況良好后才可運行。嚴格機械作業規程,持證上崗,嚴禁無證人員操作。
四、處理效果檢查
鑒于注漿效果在整改處治中至關重要,必須重視注漿效果的檢查。某一段落注漿完畢后,均進行了注漿效果檢查和評定,當不符合要求時,須補孔注漿。
具體檢查辦法為:
(1)對注漿過程中的各種記錄資料綜合分析,注漿壓力和注漿量是否合理。
(2)每段按縱距10m(局部范圍不足10 m,按每一處理部位留設)在拱頂布設檢查孔,檢查孔應鉆取巖芯,觀察漿液充填情況。
(3)施工過程進行處治地段的監控量測工作,做好原始記錄并及時反饋分析,以便研制下一步的處理措施及預警。
(4)邀請有經驗的單位對存在離縫、脫空問題段進行地質雷達探測,檢查拱背空洞是否充填密實。
(5)邀請業主、設計、監理相關隧道結構專家對整治結果進行評定。
(6)過程中做好相關記錄、影像資料的收集,全過程真實跟蹤。
五、結語
隧道二次襯砌存在離縫、脫空直接影響到工程質量,應當引起高度重視,加強過程監控,文中對其形成原因進行分析并提出整治處理措施,為類似工程的預防和處理提供參考。