丁小军 边达县
中铁一局集团有限公司第三工程分公司，陕西 宝鸡 721000
摘要 高速公路隧道在围岩开挖过程中，受地质及爆破等因素的影响，结果实际开挖轮廓线与设计开挖轮廓线偏差较大，从而造成二衬脱空或厚度不足现象，不能满足设计要求。脱空易于处理，但二衬厚度不足现象，往往需要爆破拆除二衬重新施工。但作者通过现场施工总结出一套二衬加固施工技术，以便以后类似工程中予以参考。
关键词 隧道二衬加固 凿毛 植筋 玄武岩纤维喷射混凝土
1 工程概况
诸（暨）永（嘉）高速公路是浙江省高速网络工程的主要干线，目前北段已经通车，南段已完工，南段含台州段隧道19座，台州段隧道累计长度48990m。基于后期验收、后续使用和养护维修的要求，台州段全线19座隧道委托第三方检测机构采用地质雷达进行检测，在隧道拱顶及距离拱顶中心线平距2～3m左、右拱腰部位布设三条侧线连续扫描，经检测隧道部分二衬厚度不足。按照《公路隧道施工技术细则》［JTG/T F60-2009］中第6.3.1条“当岩石完整、岩体抗压强度大于30Mpa并确认不影响衬砌结构稳定和强度时，允许岩石个别突出部分（每1m2内不宜大于0.1m2）欠挖，但隆起量不得大于50mm”的规定，厚度不足部分的二衬混凝土需要加固处理。
2 二衬厚度不足成因分析
2.1爆破钻孔位置不准确，爆破参数不合理等使得出现较大的欠挖，二衬施工前断面量测频率低，未发现欠挖或发现欠挖未采取处理措施。
2.2围岩复杂造成初期支护变形过大，侵入二衬范围，以致二衬厚度不足。
2.3土工布及防水卷材挂设时下垂，紧贴二衬台车，造成二衬混凝土浇注时厚度不足。
3 加固施工方案
针对二次衬砌厚度不足的病害，在不侵入建筑限界的前提下，主要采用在既有二衬结构外加钢筋格栅拱架、钢筋网及喷射C25玄武岩纤维混凝土，结合植筋φ16钢筋锚钉的措施，通过对衬砌的加强，提高其整体稳定性和承载力，已达到提高缺陷衬砌安全度的目的。
4 施工流程及施工过程控制：
4.1施工顺序：
（1）复测隧道净空断面，保证喷射混凝土不侵入隧道建筑限界；
（2）若有空洞应先注浆回填密实。若有裂缝应先进行修补；
（3）对混凝土表面进行凿毛处理，植入抗剪锚钉；
（4）布设格栅拱架及钢筋网，确保与锚钉连接牢固；
（5）喷射C25玄武岩纤维混凝土；
（6）恢复装饰层，进行喷射混凝土喷涂及墙砖工序。
4.2施工过程控制：
（1）净空断面检测：
经检测喷射混凝土未侵入隧道建筑限界，具体数据见以下图表：
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（2）钻眼：
钻眼前按间距0.5*0.5m并呈梅花状的尺寸进行布点标记（检修道以上2.5m高度范围内为加密区，锚钉钻眼间距为纵向0.5m，横向0.3m），钻眼前认真查清预埋管线位置，防止损坏预埋管线，钻眼孔深21cm, 直径22mm。
（3）衬砌表面凿毛：
表面凿毛要求：1m2凿毛点大于8000点，凿毛点深度约5mm，深度落差0.5mm左右，清除混凝土浆皮96%以上，凿毛点距均匀，凸凹麻面效果明显。为了达到良好的凿毛效果及加快施工进度，建议采用专用凿毛机进行施工。以下图片为凿毛过程及效果图：
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（4）裂缝修补：
该裂缝采用注射法修补，修补方法如下:
a、清理裂缝表面，使用高压空气清除裂缝内部的粉尘、浮碴；
b、使用封口胶在裂缝两侧的混凝土表面每隔30～50cm粘结固定一注射筒的底座，并同时岩裂缝的全长进行封闭；
c、待封口胶固化后，即可进行注胶操作；
d、利用专用注射器将低粘度的裂缝修补胶液以低压注入裂缝腔内并保持压力；
e、待注入的裂缝胶液固化后，撤去注射筒，卸下底座，必要时用砂轮磨平混凝土表面即可。
裂缝修补胶（注射剂）基本性能指标
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裂缝修补照片
（5）植筋：
a、植筋胶要求:
植筋胶必须进行安全性检验，其性能指标见下表：
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b、植筋：
植筋采用HRB335级钢筋，植入钢筋的标准强度值为335Mpa,抗剪强度值为190Mpa,植筋钢筋的净距应满足规定要求。
植筋施工中应严格按照规定确保锚钉进入二衬深度。注胶时将由钻孔的底部开始注胶，逐渐向外移动，直至注满孔体积的2/3即可。把准备好的钢筋锚钉旋转着缓缓插入孔底，在规定的初凝时间内进行安装，使得植筋胶均匀地附着在锚钉的表面及孔隙中，目视表面有少量的胶体溢出。植筋应避开衬砌的施工缝、变形缝等部位，并要求锚钉与二衬混凝土的粘结力大于50KN。
（6）加工、安装格栅拱架及钢筋网片：
格栅拱架现场采用4根φ20的钢筋做主筋，每隔50cm外箍φ8钢筋，中间焊接φ16的U型筋和φ12的斜向钢筋，每榀格栅拱架考虑到现场安装的需要分5段进行加工。钢筋网片为间距15*15cm的φR6钢筋网，安装于格栅拱架之后。在安装过程中要一定保证钢筋格栅拱架、钢筋网及锚钉之间连接牢固。
（7）玄武岩喷射混凝土：
a、玄武岩纤维的要求：
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b、喷射混凝土的要求：
喷射玄武岩纤维混凝土施工中严格控制原材料质量及配合比，粗骨料的最大粒径不大于15mm，水灰比控制在0.4～0.5，水泥优先采用普通硅酸盐水泥，标号不得低于425，混凝土主要力学性能如下：
抗拉强度 2MPa
粘结强度 0.8 MPa
抗渗等级 S6
各项参数应在现场试验后确定，其余指标应符合《纤维混凝土结构技术规程》（CECS38-2004）及相关规定。
搅拌是保证玄武岩纤维在混凝土中均匀分布的重要环节，在施工中英采取合理的投料顺序以及正确的拌制。在施工中采用以下投料顺序：砂、石、玄武岩纤维、水泥、水、外加剂。采用强制式搅拌机拌合，先加砂、石、玄武岩纤维干拌，再加水泥、外加剂干拌，最后加水湿拌。加料时不允许直接将玄武岩纤维加到胶凝材料中，以防结团。
喷射混凝土采用湿喷工艺，施工时要求喷头与受喷面距离1.0～1.5m，角度应垂直于衬砌面，基本控制在750～900。喷射时对喷头做顺时针旋转，喷射顺序应从下向上，先边墙后拱脚和拱腰，最后喷至拱顶。喷混应分层多次进行，为保证歌词喷混间的结合，头次喷混接缝处可做成斜面，再次施工时在斜面上继续施喷，间隔时间不大于30分钟。施工中控制风压保持稳定，不得突变，严禁出现空声区域。
喷射混凝土结束后，应按养护规程对其养护。在达到28天龄期后，按照《纤维混凝土试验方法标准》（ECES13-2008）进行质量检验。
（8）装饰：
对已经喷射好的玄武岩纤维混凝土进行喷涂料，在边墙位置贴瓷砖，确保达到美观的效果。
二衬加固施工完成后现场照片
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4结束语
4.1采取上述方法，我们在不报废既有二衬混凝土的情况下，快速、高效地完成隧道二衬加固任务，经后期检测强度、厚度均达到设计要求，满足隧道交工条件，取得了良好的社会、经济、技术效益。
4.2隧道二衬施工不可避免会出现厚度不足，该加固方法的可行性施工将会给后续其它类似工程提供借鉴。
参考文献
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