中國幅員(yuan)遼(liao)闊,地質條件複雜。公路隧道經過(guo)的山體(ti)中有大量硫(liu)酸鹽(yan)等腐(fu)蝕(shi)性礦物。隨(sui)著運(yun)營(ying)時間的增加,混(hun)凝(ning)土(tu)受地下水侵蝕(shi),產生鬆(song)散結晶(jing)、強度降低、剝落等病害,導致襯砌結構承載力逐漸下降,嚴(yan)重影響隧道的使用功(gong)能和運(yun)營(ying)安全,須進行加固改(gai)造。
在隧道結構工程的加固中,常(chang)用的方法有注漿法、預埋拱(軌)和鋼帶加固法、設置拱加固法、襯砌拱置換法等。
一、灌漿方法
對於不影響結構安全的小(xiao)裂縫,考慮到裂縫擴(kuo)展和美觀(guan)影響,需(xu)要進行封堵(du)。根據以(yi)往經驗,當裂縫寬度為0.2 ~ 1 mm時,應在裂縫表麵(mian)用高強密(mi)封砂(sha)漿進行密(mi)封,防止裂縫內鋼筋(jin)氧(yang)化(hua),同時可以(yi)起(qi)到縫合作用,防止裂縫進一步發展。當裂縫寬度大於1 mm時,除(chu)封閉(bi)裂縫表麵(mian)外(wai),還(huai)應采用注射等方法在裂縫內填充環氧(yang)樹脂和高強度膠粘劑。
高強砂(sha)漿密(mi)封,具有較高的剛(gang)度和強度,具有連(lian)接裂縫麵(mian)、阻(zu)止裂縫擴(kuo)展的作用,因(yin)此(ci)能有效密(mi)封各種裂縫;裂縫填充物主要用於阻(zu)止裂縫上下表麵(mian)的移動和摩擦,從而(er)防止裂縫發生剪切和壓(ya)剪破(po)壞。
裂縫中的填充物僅對壓(ya)剪斷(duan)裂和剪切斷(duan)裂有效,對拉(la)伸斷(duan)裂或拉(la)剪斷(duan)裂無效。裂縫中的填充物可以(yi)充分填充,壓(ya)力不宜(yi)過(guo)大,因(yin)為壓(ya)力過(guo)大不利於裂縫結構的穩定。
二、預埋拱(軌)和鋼筋(jin)加固方法
當隧道襯砌裂縫嚴(yan)重且(qie)結構仍(reng)有較強承載能力時,可采用嵌拱(軌)、鋼帶、掛網加噴(鋼纖維)混(hun)凝(ning)土(tu)的方式進行結構加固。
埋入式拱(軌)法和鋼帶加固法在襯砌結構中沿(yan)周向支(zhi)撐(或挖埋)鋼帶、鋼拱或鋼軌,使襯砌結構得到有效支(zhi)撐。預埋拱(軌)筋(jin)可根據實際(ji)需(xu)要直(zhi)接施加在襯砌外(wai),也可通過(guo)鑿(zao)槽安裝(zhuang)在原襯砌內。具體(ti)施工方法可根據緊急(ji)程度、加固目的、建築淨(jing)空(kong)因(yin)素綜合選(xuan)擇(ze)。
三、套拱加固法
當隧道淨(jing)空(kong)允(yun)許(xu)且(qie)襯砌結構有一定承載力時,在既有襯砌外(wai)修建新拱結構,新拱結構與原結構融為一體(ti),共(gong)同承擔圍岩壓(ya)力,在充分利用原結構承載力的基礎上確保隧道安全。
根據拱套結構施工範(fan)圍的不同,可分為整體(ti)拱套和局(ju)部拱套。需(xu)要注意的是,在套拱施工前,應鑿(zao)除(chu)部分或部分混(hun)凝(ning)土(tu)結構,以(yi)保證原結構與新建結構的有效連(lian)接。拱套可通過(guo)模製混(hun)凝(ning)土(tu)或噴射混(hun)凝(ning)土(tu)(鋼纖維和碳纖維)來建造。在噴射混(hun)凝(ning)土(tu)中加入鋼纖維和碳纖維,可以(yi)有效地增強結構的承載能力,減小(xiao)拱套厚度。
四、襯砌拱更換法
當隧道原有結構已失去(qu)承載能力或結構淨(jing)空(kong)不允(yun)許(xu),采用鋼帶和預埋拱無法保證承載能力時,需(xu)要拆(chai)除(chu)並更換原有襯砌結構。與襯砌拱類似,襯砌更換可分為整體(ti)更換和局(ju)部結構更換。
除(chu)上述(shu)病害整治技術外(wai),新材料、新技術、新工藝在我國公路隧道襯砌加固工程中也得到了嚐(chang)試和應用,噴碳(鋼)纖維混(hun)凝(ning)土(tu)網片(pian)、粘貼碳纖維複合材料、粘貼鋼板等方法也在不同的公路隧道和地鐵病害整治工程中得到了應用。