劉芳

（北京鐵城建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，北京 100166）

0 引言

地鐵已經(jīng)成為人們?nèi)粘３鲂忻懿豢煞值慕煌üぞ?，發(fā)車密度大，載客人數(shù)多，如隧道盾構(gòu)出現(xiàn)的質(zhì)量問題處理不當(dāng)，造成掉塊或漏水，勢必帶來嚴(yán)重的后果。本文結(jié)合在杭州地鐵的工作經(jīng)驗(yàn)，圍繞破損原因、破損評估、修復(fù)技術(shù)方面討論總結(jié)，為類似工程質(zhì)量問題處理提供參考。

1 管片破損原因分析

1.1 管片吊裝倒運(yùn)過程中施工不當(dāng)

管片在場外運(yùn)輸及場內(nèi)倒運(yùn)過程中，經(jīng)過多次的吊裝和搬運(yùn)，由于工人的不細(xì)致和吊具選用不合理，就會(huì)造成管片與管片之間、管片與吊具之間的摩擦磕碰，發(fā)生缺棱掉邊的現(xiàn)象。

1.2 盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)差，司機(jī)糾偏不當(dāng)

當(dāng)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)較差時(shí)，盾構(gòu)機(jī)司機(jī)操之過急，糾偏量過大，未做到“勤測少糾、保頭護(hù)尾”，在管片選型方面也沒有及時(shí)根據(jù)盾構(gòu)姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整，引起盾構(gòu)機(jī)趨勢與拼裝管片趨勢不一致，推進(jìn)時(shí)造成管片產(chǎn)生環(huán)向破損。

1.3 管片螺栓擰緊和重新擰緊不及時(shí)

由于組裝成環(huán)的節(jié)段縱向和周向螺栓沒有及時(shí)擰緊和重新擰緊，節(jié)段因推進(jìn)油缸推力不均勻而錯(cuò)位。在推進(jìn)過程中，相鄰環(huán)段之間沒有面接觸，而是形成點(diǎn)接觸，導(dǎo)致向后推進(jìn)方向的周向損傷。

1.4 盾尾間隙太小

盾尾間隙太小，推進(jìn)過程中管片不動(dòng)，盾體在動(dòng)。盾構(gòu)機(jī)盾尾與管片摩擦碰撞，盾殼上的力直接作用在管片上，導(dǎo)致管片錯(cuò)位損壞。

1.5 同步注漿壓力不均勻，漿液不飽滿

注漿孔分布不合理或曲線外側(cè)開挖量大，會(huì)造成管片背面注漿壓力不均勻、注漿量不足，容易使剛脫離盾尾約束的管環(huán)向曲線外側(cè)偏移，造成管片損壞。

1.6 二次注漿漿液流動(dòng)性差，壓力不均勻

管片吊裝孔進(jìn)行二次江漿期間，如果漿體流動(dòng)性差，注漿壓力可能不均勻，容易導(dǎo)致管片局部壓力過大，對周圍管片造成破壞。

1.7 管片成型后受地層水土壓力影響上浮

受地層中水土壓力的影響，成型隧道管片后期會(huì)由于地下水的浮力及頂部土層的可壓縮性，而產(chǎn)生上浮，上浮不均勻時(shí)使底部管片產(chǎn)生破損。

2 破損病害分級(jí)

隧道病害分級(jí)采用單項(xiàng)指標(biāo)法，評定時(shí)以最不利一項(xiàng)評定因素的病害程度作為隧道結(jié)構(gòu)最終的病害程度分級(jí)。隧道病害分級(jí)見表1。

表1 隧道病害分級(jí)

病害級(jí)別為Ⅰ級(jí)時(shí)，應(yīng)立即采取處理措施；病害級(jí)別為Ⅱ級(jí)時(shí)，對破損病害，應(yīng)采取處理措施；病害級(jí)別為Ⅲ級(jí)時(shí)，宜采取處理措施；病害級(jí)別為Ⅳ級(jí)時(shí)，可暫不采取處理措施，但應(yīng)對病害進(jìn)行跟蹤巡檢。

破損病害根據(jù)病害特點(diǎn)分為管片橫（縱）向裂縫、管片剝落（缺角、掉塊、松動(dòng)），管片破損等級(jí)分類見表2。

3 管片破損病害修復(fù)技術(shù)

破損病害的修復(fù)措施包括涂抹封閉法、灌漿法、填充法、無筋嵌填修補(bǔ)、有筋嵌填修補(bǔ)、鋼內(nèi)襯加固，不同類型破損病害的修復(fù)方式參考見表3。

表2 管片破損等級(jí)分類

表3 盾構(gòu)法隧道破損病害修復(fù)措施

（1）涂抹封閉修復(fù)順序：①基層處理；②涂抹封閉材料攪拌；③分層涂刷；④抹平；⑤養(yǎng)護(hù)。

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料用作涂層密封材料。

施工前應(yīng)將管片表面的污染物清理干凈，并采用有壓空氣將裂縫吹凈，才能保證修補(bǔ)材料與管片有效粘結(jié)。

考慮到隧道內(nèi)的濕度、溫度均適宜，可采用自然養(yǎng)護(hù)。

（2）灌漿法修復(fù)順序：①對基層進(jìn)行處理；②裂縫大于0.55mm，開V 型槽，小于0.5mm 時(shí)可不開槽；③粘貼注漿嘴；④封縫；⑤查驗(yàn)密封；⑥灌漿；⑦對封口進(jìn)行抹平。

采用環(huán)氧樹脂灌漿材料作為灌漿料。

w＞0.5mm 的裂縫，以裂縫為中心開V 型槽，V 型槽深度20mm。

用壓縮空氣將裂縫內(nèi)粉塵吹凈，確保灌漿深度。

灌漿噴嘴埋置間距約300mm，位于較寬的裂縫處。不開槽用環(huán)氧膠泥封縫；開槽型封縫先刷一層環(huán)氧樹脂漿液，再填水泥砂漿封閉裂縫。密封縫固化后，用肥皂水檢查密封效果。

灌漿壓力應(yīng)控制在0.2～0.4MPa，垂直縫的灌漿順序?yàn)樽韵露?，水平縫的灌漿順序?yàn)閺目p一端的到另一端，每次灌漿應(yīng)視附近漿嘴出現(xiàn)情況泥漿而定，在附近泥漿噴嘴出現(xiàn)泥漿后，應(yīng)立即用木塞塞住，并進(jìn)行循環(huán)，直到最后一個(gè)噴嘴完成為止。

（3）填充法修復(fù)順序：①基層處理；②開鑿V 型或U 型槽；③鋼筋除銹（如露筋）；④涂界面劑；⑤填充；⑥涂刷抹平。

填充法采用環(huán)氧樹脂砂漿。

（4）無筋嵌填修補(bǔ)順序：①碎塊鑿除；②鉆孔；③表面清理；④植筋；⑤涂界面劑；⑥抹聚合物修補(bǔ)砂漿；⑦上色。

先對碎裂處尚未掉落或有裂縫的混凝土碎塊進(jìn)行鑿除，清理完表面的碎屑后，采用壓縮空氣將碎屑吹干凈。

用8mm 的鉆頭鉆孔，鉆孔深度約為6cm，在破碎段沿約30°角向上鉆孔，孔間距約為15cm，植筋鉆孔深度不小于5cm。預(yù)埋鋼筋直徑為6cm 的帶肋鋼筋。

無筋嵌填修補(bǔ)采用環(huán)氧樹脂砂漿，每次填補(bǔ)不能超過2cm，下一塊填補(bǔ)要壓住上一塊的填補(bǔ)。

上色采用黑白水泥混合液，確保修補(bǔ)后顏色與管片原來顏色一致。

（5）有筋嵌填修補(bǔ)順序：①碎塊鑿除；②鉆孔；③表面清理；④植筋；⑤涂界面劑；⑥抹第一層聚合物修補(bǔ)砂漿；⑦綁扎鋼絲網(wǎng)片；⑧抹第二層聚合物修補(bǔ)砂漿；⑨上色。

有筋嵌填修補(bǔ)采用環(huán)氧樹脂砂漿。

有筋嵌填修補(bǔ)中鋼筋直徑宜6mm，且應(yīng)為帶肋鋼筋，鋼絲網(wǎng)規(guī)格直徑為1mm，網(wǎng)格口徑為3cm×3cm。

（6）鋼內(nèi)襯加固施工順序：①準(zhǔn)確對隧道的斷面進(jìn)行測量，隧道變形趨于穩(wěn)定狀況；②根據(jù)測量數(shù)據(jù)制作鋼內(nèi)襯；③清理管片表面，對鋼內(nèi)襯進(jìn)行打磨；④安裝鋼環(huán)板；⑤對鋼內(nèi)襯進(jìn)行有效的防腐處理。

鋼內(nèi)襯加固根據(jù)盾構(gòu)隧道鋪軌與否，分為“全斷面鋼環(huán)”和“鋼環(huán)+牛腿”兩類；根據(jù)鋼內(nèi)襯加固位置，分為“騎縫環(huán)”和“環(huán)面環(huán)”兩類；鋼內(nèi)襯的寬度和分塊尺寸需由設(shè)計(jì)單位確定。

鋼內(nèi)襯加固根據(jù)盾構(gòu)隧道鋪軌與否，分為“全斷面鋼環(huán)”和“鋼環(huán)+牛腿”兩類；根據(jù)鋼內(nèi)襯加固位置，分為“騎縫環(huán)”和“環(huán)面環(huán)”兩類；鋼內(nèi)襯的寬度和分塊尺寸需由設(shè)計(jì)單位確定。

鋼板材質(zhì)為Q235B、Q345B，厚度由設(shè)計(jì)單位確定，焊條為E501T-1，斷面焊接采用CO2氣體保護(hù)焊。化學(xué)錨栓為M16，機(jī)械等級(jí)為5.8 級(jí)，錨栓抗拔力≥40kN。鋼筋：HRB400 級(jí)鋼?；炷粒篊30。防腐材料選用噴涂型聚脲彈性體（SPUR）。

4 結(jié)束語

地鐵工程是民生工程、百年工程，修復(fù)僅是一種補(bǔ)救措施，故在施工過程中，提高技術(shù)人員管理水平，做好盾構(gòu)機(jī)設(shè)備選型、管片選型、姿態(tài)調(diào)整、同步注漿、二次注漿、監(jiān)測數(shù)據(jù)等過程管控，減少管片破損率，才是我們質(zhì)量管理的重點(diǎn)。