隧道衬砌裂损及防治-衬砌裂缝处治

1、表面修补法

适用于对承载能力没有影响的表面裂缝及深进裂缝的处理，亦适用于大面积裂缝抗渗，抗漏的处理。

其中包括表面涂抹水泥砂浆法、表面涂抹环氧胶泥法、表面凿槽嵌补法，表面粘结环氧玻璃布法、表面贴条法、扒钉铆合法。1.1表面涂抹水泥砂浆法

如衬砌混凝土裂缝宽度在0.2~0.5mm之间，且无明显的剪切滑移、渗水迹象，对结构的强度、刚度、稳定性会产生一定的影响，但不影响结构安全和正常使用，可采用直接涂抹法进行处理。1)表面涂抹水泥砂浆法(1)用凿除、喷砂、酸洗、钢丝刷洗、高压水或风冲等方法，清理裂缝周围的基面。(2)将涂抹材料的各组分按比例调和、搅匀。1.1表面涂抹水泥砂浆法(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，巨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并呈潮湿状态时进行，如太干则应喷洒些水，对基面润湿。1.1表面涂抹水泥砂浆法(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，否则会引起开裂。(6)涂抹后必须加强养护，涂层初凝后宜用喷雾式方式来养护。

1.2表面涂抹环氧胶泥法

隧道衬砌混凝上表面常出现一些没有扩展性的细微裂缝，这种裂缝是稳定的，一般可自愈，不会影响结构的使用和耐久性。

1.2表面涂抹环氧胶泥法

先清洗干净裂缝表面，然后涂刷环氧树脂浆液两至三遍，最后用刮抹料、调色料处理混凝土表面，使其颜色与周围衬砌混凝土颜色一致。环氧树脂浆液配比，环氧树脂：501稀释剂：二甲苯：乙二胺=1：O.2：O.35:0.08刮抹料配比，水泥：细砂：水=1：2:0.35。调色料配比，水泥：白水泥：107胶=5:3:1.施工时应经试验确定。

1.3表面凿槽嵌补法：

如衬砌混凝土裂缝宽度在0.5~1.Omm之间，且无明显的错动和渗水迹象，可采用凿槽嵌补法修补。

(1)用小扁凿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渣，并用高压风或吸尘器吹或吸干净缝内灰尘，保证缝内无水、干燥。(2)在缝的两侧面和底面涂刷底胶，底胶厚度宜为0.3mm左右，用涂刷方法铺匀。1.3表面凿槽嵌补法：

如衬砌混凝土裂缝宽度在0.5~1.Omm之间，且无明显的错动和渗水迹象，可采用凿槽嵌补法修补。

(3)用配制好的接缝材料进行填缝，并捣固密实。目前嵌缝的主要材料有聚合物水泥砂浆、聚氨醋类和沥青胶泥类等，对于基面潮湿的裂缝，宜用水溶性材料。(4)用防水砂浆或其他材料将裂缝表面抹平，并进行合理的养护。(5)如裂缝有明显错动迹象，除采用凿槽嵌缝外，还应进行锚固注浆1.4表面粘贴环氧玻璃布法粘贴玻璃布一般采用无碱玻璃纤维织成，它比有碱玻璃纤维的耐水性好，强度高，黏贴的胶黏剂多为环氧基液，必须对玻璃布进行除油蜡的处理，使环氧基液能侵入玻璃纤维内，提高粘结效果。

除蜡时将玻璃布放在烘烤炉上加温到190~250C，烘烤后将玻璃不放在浓度为2%~3%的碱水中煮沸约30min，然后取出用清水洗净，放在烘箱内出烘干或晾干。施工步骤1.4表面粘贴环氧玻璃布法

玻璃布粘贴前要将混凝上面凿毛，并冲洗干净，使表面无油污灰尘，若表面不平整，可先用环氧砂浆抹平。

粘贴时，先在粘贴面上均匀刷一层环氧基液(不能有气泡产生）然后展开，拉直玻璃布，放置并抹平使之紧贴在混凝上面上，再用刷子或其他工具在玻璃布面上刷上一遍，使环氧基液浸透玻璃布并溢出，接着又在玻璃布上刷环氧基液。按同样方法粘贴第二层玻璃布，但上层玻璃布应比下层玻璃布稍宽1~2cm，以便压边。施工步骤1.5表面贴条法

防护板运用于开裂处和部分混凝上施工缝处，适用尸由于局部的材料劣化，在比较狭小的范围内衬砌块有时能掉落的场合或设置拱架或内衬净空没有富裕的场合。(1)对钢板进行表面处治，即按所需要的尺寸切断好钢板，用打磨机研磨，使钢板表面露出钢的肌体；对混凝上表面进行修凿，使其平整。(2)用丙酮或二甲苯擦洗修补部位的混凝上表面及钢板面，以便去除黏贴面的油脂和灰尘施工步骤施工步骤(3)在钢板和混凝上黏贴面上均匀地涂刷环氧基液黏结剂。(4)压贴钢板，用方木、角钢和固定螺栓等均匀地加上压力进行压贴。(5)养生到所要求的时间，拆除压贴用的方木、角钢等支架材料。(6)在钢板表面上再涂刷养护涂料，如铅丹或其他防锈油漆等。1.6扒钉铆合法在裂缝两侧打孔(孔深50mm)，扒钉两端插人孔内，灌注环氧树脂砂浆锚固，扒钉采用φ6的光面钢筋，长度为120~300mm，间距100-200mm，在靠近裂缝的端部缩小。可根据现场情况具体确定。图7-13是凿槽、贴条、扒钉铆合综合处理的示意图主要内容1病害发展情况2局部破损补强设计一、小米溪隧道病害发展情况（一）2008年4月2日~3日参建各方及设备管理现场查看发现：2679.5处线路右侧91号大避车洞内衬砌环向开裂；2660~2710右侧拱脚衬砌开裂，局部鼓胀；2695处左侧拱脚衬砌开裂、掉块。一、小米溪隧道病害发展情况（二）2008年5月2日工务段与施工单位发现既有小米溪隧道出口洞身表2605处拱顶有脱皮掉块，面积40cm*25cm厚3cm；2606~2613拱顶出现脱皮；洞身标2709线路左侧拱脚衬砌脱皮，面积40cm*20cm，厚3cm；一、小米溪隧道病害发展情况（三）2008年5月7日安工指组织对既有小米溪隧道病害进行勘察，发现洞身标2705~2710,2711~2714段右侧边墙有开裂脱皮，裂缝宽约1cm~2cm,并有鼓胀现象；2694右侧边墙周围有外鼓现象。一、小米溪隧道病害发展情况

（四）其余病害详见“襄渝既整—2—2”图，即2008年6月3日安康工务段提供之小米溪隧道状态调查表所展示的病害。

二、小米溪隧道衬砌拱墙结合部位局部破损（压溃、剥落等）补强设计图（1）凿槽范围为起拱线上，下各1.2m，槽深8cm。施工步骤及注意事项：小米溪隧道衬砌拱墙结合部位局部破损（压溃、剥落等）补强设计图（2）施作Φ32锚管，并对衬砌背后不密实段进行回填注浆。Φ32锚管长3m。注浆压力：0.4~0.5Mpa，注浆材料：水灰比0.6:1~0.8:1。施工步骤及注意事项：小米溪隧道衬砌拱墙结合部位局部破损（压溃、剥落等）补强设计图（3）施工中，注浆应该按从上到下的顺序进行，压力逐渐增大。当围岩地下水为侵蚀环境时，所用材料应根据侵蚀环境类型采用耐侵蚀材料，一般宜采用掺耐侵蚀剂之材料。施工步骤及注意事项：小米溪隧道衬砌拱墙结合部位局部破损（压溃、剥落等）补强设计图（4）压浆时，应对既有衬砌裂缝进行观察，以防衬砌破坏坍落，确保施工及运营安全。锚管管深焊接Φ4钢筋环，尾部设置垫板，锚管焊接于垫板上，垫板尺寸及锚管端头处理按本图办理。施工步骤及注意事项：小米溪隧道衬砌拱墙结合部位局部破损（压溃、剥落等）补强设计图（5）挂设Φ10钢筋网片，钢筋网格间距为10cm*10cm，将其与Φ32锚管尾部垫板焊接良好。钢筋网应在洞外焊接成网片。施工步骤及注意事项：小米溪隧道衬砌拱墙结合部位局部破损（压溃、剥落等）补强设计图（6）喷C20弱膨胀混凝土嵌补，喷表层应平整，必要时可在表面抹水泥砂浆。嵌补前应用钢丝刷刷除既有混凝土结构表面虚碴，以保证其与喷混凝土的良好结合。施工步骤及注意事项：小米溪隧道衬砌拱墙结合部位局部破损（压溃、剥落等）补强设计图（7）为提高喷混凝土的力学性能，喷射混凝土掺入改性聚丙烯微纤维，掺量为每方喷混凝土0.9kg。微纤维之抗拉强度不小于340Mpa；杨式弹性模量不小于3500Mpa；断裂伸长率10%~20%，含优化助剂率5%~10%。4、说明未详尽之处，按有关规范规程办理。施工步骤及注意事项：既有小米溪隧道I16工字钢架接头设计图既有小米溪隧道I16工字钢架接头设计图既有小米溪隧道I16工字钢架接头设计图本图尺寸除注明者外，其余均以毫米计。既有小米溪隧道I16工字钢架接头设计图本图尺寸除注明者外，其余均以毫米计。主要内容1既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（一）一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（一）1、本图除注浆管尺寸直接以毫米计外，余均以厘米计。2、本图适用于衬砌裂缝的整治。对于宽度小于5mm的裂缝，采用沿缝凿孔压浆封堵处理；对于宽度大于5mm的裂缝，采用沿缝凿槽，压浆封堵后用环氧砂浆嵌补。一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（一）3根据衬砌后回填，空洞及围岩情况，裂缝处理均应在衬砌后充填注浆、骑缝锚管（杆）施作后进行。裂缝有渗漏水现象时，应在裂缝居中位置打一个穿透衬砌之集中排水孔。4沿缝凿孔压浆1）安装注浆管：首先沿缝凿长、宽深均为8cm之“V”型孔，孔顶应正对裂缝，凿孔间距30~50cm；冲洗干净后埋入Φ塑料管，其周围空隙用封缝材料压实固管。注浆管外露8~10cm，以便与注浆设备连接。一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（一）2）封缝：对所有需要注浆的裂缝，均应涂刷环氧树脂封缝。3)压水实验：封缝、砂浆固结后，进行压水试验，以检查封缝、固管强度、疏通裂缝，确定压浆参数。压水采用颜色鲜明的有色水（其压力维持在0.4MP左右），测定水压及进水量，作为注浆依据。一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（一）4）注浆：由裂缝两端向裂缝中部注浆，设集中排水孔且需对其封闭时，集中排水孔在相邻两孔注浆后，顶水注浆。5）封孔：注浆结束后，用铁丝将注浆管外露部分反转绑扎，待浆液终凝后，割除外露部分，以环氧砂浆将孔口抹平，待其固结后沿涂环氧树脂一遍。

一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（一）一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（一）5、沿缝凿槽压浆1)、沿缝凿槽：沿裂缝长度方向凿倒梯形槽，槽口宽视裂缝大小为5~10cm（一般缝宽+4cm），槽底宽大于槽口宽，槽深8cm。2)、封缝：正对裂缝按间距30~50cm布置注浆管并采用环氧砂浆封闭嵌缝槽，封缝材料按充填槽深一半考虑。

一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（一）3)、压水实验：封缝、砂浆固结后，进行压水试验，以检查封缝、固管强度、疏通裂缝，确定压浆参数。压水采用颜色鲜明的有色水（其压力维持在0.4MP左右），测定水压及进水量，作为注浆依据。4)、注浆：由裂缝两端向裂缝中部注浆，设集中排水孔且需对其封闭时，集中排水孔在相邻两孔注浆后，顶水注浆。

一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（一）5)、嵌缝：注浆完毕后，用铁丝将注浆管外露部分反转绑扎，待浆液终凝后，割除外露部分，沿缝采用环氧砂浆压实嵌缝，待其固结后沿缝涂环氧树脂一遍

一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（一）6、建筑材料：1)、封缝材料可视情况采用水泥砂浆、膨胀水泥胶泥或环氧砂浆等，本设计采用环氧砂浆。

环氧砂浆的配制：将环氧树脂加热熔化后，按比例加入二丁脂搅拌均匀，冷却后加入乙二胺搅拌均匀，然后倒入已混合均匀的水泥砂子，再充分搅拌均匀后即可使用。一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（一）环氧砂浆应随配随用，其施作时间为30~40min。环氧砂浆的配比为：6101环氧树脂:二丁脂:乙二胺:水泥:砂子=100:15:8:200:500。

一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（一）2)、注浆材料

（1）无水裂缝采用环氧浆液；有水裂缝采用水溶性聚氨酯浆液。

（2）环氧浆液配比为：6101环氧树脂：二甲苯：501号稀释剂：乙二胺=100:30~40:20:10。将环氧树脂加热熔化后，加入二甲苯及501号稀释剂拌均，冷却后加入乙二胺，再搅拌均匀后安可使用。

一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（一）七、注浆流程：

一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（一）

8、注浆压力及注浆结束标准1)、注浆压力应根据裂缝大小，衬砌质量等综合确定，一般为0.2~0.6Mpa,但一般不超过压水试验压力；2)、结束注浆的标准：当注浆量与预计浆量相差不多，压力较稳定且吸浆量逐渐减小至0.01立方米/min时，再压注3~5min即可结束注浆。注浆中应随时观察压力变化，当压力突然增高应立即停止注浆；当压力急剧下降时，应暂停注浆，调整浆液的凝结时间及浆液浓度后继续注浆。

一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（一）9、施工注意事项1)、注浆前检查注浆系统，以保证机具工作正常，管路畅通；注浆后即拆管清洗；作业环境必须符合有关的劳动保护规定。2)、注浆过程中，应随时观察进浆量、压力变化及邻孔跑浆情况，以便调整有关参数，保证注浆效果。3)、所采用的浆液原料均应按规定进行质检、储存及使用；严禁使用不合格产品、变质产品。

一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（一）

10、说明为详尽处，相关规范、规定办理。

注：本表为设计计量值，施工时可根据具体发生量计量。

一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（一）主要内容1既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（二）一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（二）说明：1、本图尺寸除锚杆（锚管）直径以毫米计外，其余均以厘米计。2、骑缝式锚杆（锚管）设置：骑缝锚杆适用于衬砌后岩体完整，无水、无空洞时；骑缝锚管适用于软质岩、有水、衬砌背后有空洞或回填不密实时。一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（二）

3、（1）Φ22砂浆锚杆（Φ32锚管）每根长3.5m，沿裂缝两侧交错布置，距裂缝50cm，沿裂缝间距1.0m。锚台裂缝的错动侧设两排骑缝锚杆（管），间距1.0m，梅花形布置。（2）锚杆（锚管）端头槽在锚杆（锚管）的抗拔力达到设计强度后，需用膨胀水泥砂浆回填，并与原衬砌打磨平整。（3）锚杆端头通过螺母与垫板链接；锚管端头焊接（堆焊）与垫板上，焊接高度不小于10mm。焊接及螺栓链接应符合《钢结构工程施工验收规范》的要求，以保证焊缝及螺栓连接质量。（4）对错台裂缝的错动侧的错台部分应进行修凿处理，且应打磨平整。一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（二）（5）Φ32锚管注浆孔加工要求：Φ8，孔距10~20cm，交错设置，锚管尾部于既有衬砌内部分不加工注浆孔。4、锚管压注浆液和锚杆用砂浆在围岩地下水为侵蚀环境时，所用材料应根据侵蚀环境类型采用耐侵蚀材料。锚管注浆压力一般为0.4~0.5Mpa，压浆时，应对既有衬砌裂缝进行观察，以防衬砌破坏坍落，确保施工及运营安全。一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（二）5、说明未详尽处，按有关规范、规定办理。

一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（二）一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（二）一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（二）一、既有小米溪隧道衬砌裂缝整治（二）主要内容1病害发展情况2隧道衬砌嵌设W钢带3隧道拱部局部挂网加强4隧道拱部嵌I16工字钢5隧道拱墙Φ25中空锚杆加固一、新庄子隧道病害发展情况（一）秋检资料及既有隧道病害调查资料：资料显示（详见2003年4月调查病害展示图）：该隧道病害主要为裂缝，且进口裂纹多、长且纵横交错，病害严重。仅有少量渗漏水及衬砌剥落。一、新庄子隧道病害发展情况衬砌检测报告(包括衬砌厚度，强度及衬砌背后充填及空洞情况）。其中新庄子隧道衬砌检测里程范围为K338+645~K339+115（即洞身标：130~600）共470m。其检测报告的结论为：新庄子隧道衬砌检测总测线长度为2350m，衬砌厚度不足设计厚度的测线长度为584m，约占总测线长度的24.9%；衬砌背后有病害的测线长度为96m,约占总测线长度的4.1%，隧道衬砌混凝土强度不足的测点占总测点的90%。二、隧道衬砌嵌设W钢带设计图（1）拱部钢带按凿槽嵌设考虑。本图按拱部及起拱线下50cm均设W钢带补强绘制。施工步骤及注意事项：二、衬砌嵌设W钢带设计图（2）拱脚、拱顶均应设置Φ25锁脚锚杆。（3）锚杆端头焊接（堆焊）于垫板上，焊缝高度不小于10mm。焊接连接应符合《钢结构工程施工验收规范》的要求，以保证焊缝质量。施工步骤及注意事项：二、衬砌嵌设W钢带设计图（4）为提高喷射混凝土的力学性能，喷射混凝土掺入改性聚丙烯微纤维，掺量为每方喷混凝土0.9kg。微纤维之抗拉强度不小于340MPa；杨式弹性模量不小于3500MPa；断裂伸长率10~20%，含优化助剂率5~10%。施工步骤及注意事项：三、既有新庄子隧道拱部局部挂网加强设计图（1）凿槽嵌钢轨拱架或W钢带（必要时设置）。（2）凿除衬砌破损混凝土，凿槽范围以破损范围外10cm为度，槽深0~5cm。施工步骤及注意事项：三、既有新庄子隧道拱部局部挂网加强设计图（3)挂设Φ10钢筋网片，钢筋网格间距为25cm*25cm，将其与Φ16钎钉尾部焊接良好，钢筋网应在洞外焊接成网片。施工步骤及注意事项：三、既有新庄子隧道拱部局部挂网加强设计图（4）喷C20弱膨胀混凝土嵌补，喷混层表面应平整，必要时可在表面抹水泥砂浆。嵌补前应用钢丝刷刷除既有混凝土结构表面虚碴，以保证其与喷混凝土的良好结合。

施工步骤及注意事项：三、既有新庄子隧道拱部局部挂网加强设计图（5）为提高喷射混凝土的力学性能，喷射混凝土掺入改性聚丙烯纤维，掺量为每方喷混凝土0.9kg。微纤维之抗拉强度不小于340MPa；杨式弹性模量不小于3500MPa；断裂伸长率10~20%，含优化助剂率5~10%。施工步骤及注意事项：四、既有新庄子隧道拱部嵌I16工字钢加强设计图本图适用于既有新庄子隧道洞内临时及永久加固之I16工字钢架接头。施工步骤及注意事项：四、既有新庄子隧道拱部嵌I16工字钢加强设计图施工中采用切割机凿槽，并尽量利用隧道富余净空（尤其拱部)，减少凿除既有衬砌工程。四、既有新庄子隧道拱部嵌I16工字钢加强设计图Φ25加固中空锚杆兼做钢架系统锚杆及锁脚锚杆，相关数量以计入工程数量。四、既有新庄子隧道拱部嵌I16工字钢加强设计图本图尺寸除注明者外，其余均以毫米计。五、既有新庄子隧道拱墙Φ25中空锚杆加固设计图本图尺寸除注明者外，其余均以毫米计。1、本图为曲墙段为拱墙Φ25中空锚杆加固示意图。2、中空锚杆长3m，无钢架加固段，锚杆纵向间距为2m，环向间距1.2m；钢架加固段，锚杆纵