高速铁路隧道复杂衬砌缺陷综合整治技术分析

2020-11-26马伟亮于浩

商品与质量 2020年39期

马伟亮于浩

廊坊市中铁物探勘察有限公司河北廊坊 065000

在进行复杂条件下的高速铁路隧道施工过程中，衬砌缺陷将会影响到施工质量，进而为工程的后期应用效果及其安全性预留一定的隐患。因此，在具体的施工过程中，施工单位一定要做好复杂衬砌缺陷的综合治理，以此来保障高铁隧道复杂衬砌的施工质量，为高铁工程的安全稳定运行奠定坚实基础。

1 高铁隧道复杂衬砌缺陷的形成原因

1.1 衬砌裂缝

在进行高铁隧道的复杂衬砌施工过程中，如果结构出现裂缝，不仅会威胁到整个隧道的承载力，同时也会导致很多的其他缺陷，对高铁运行安全十分不利。导致复杂衬砌裂缝的原因也比较复杂，很多裂缝都是由于自然和人为因素共同引起的缺陷，具体包括以下几点：第一，因为现场地质条件十分复杂，隧道自身在通过或接近复杂断层时会和外壁产生一个很大的围岩荷载力，这就使得衬砌两侧承载力受力不均匀，在此情况下，衬砌也就会发生形变，进而产生结构裂缝。第二，如果隧道位置涌水量较大，且排水设计不够合理，在一些有着较强渗透性的区域内就会出现排水堵塞情况，由于水压作用，围岩将会出现极限平衡形式的裂缝。第三，如果施工现场属于寒冷地区，在冻胀力作用下，衬砌结构也会出现相应的缺陷[1]。第四，在进行复杂衬砌背后的脱空过程中，由于很多方面因素的共同影响，衬砌结构将会朝着围岩一侧发生形变，进而导致裂缝缺陷产生。第五，如果工程设计与施工不够规范，也将会对复杂衬砌造成严重的不利影响，进而使其产生缺陷。

1.2 二衬背后脱空

在进行高速铁路隧道的复杂衬砌施工过程中，二衬背后脱空主要是人为因素所造成的缺陷，具体情况包括以下的几点：第一，在进行混凝土灌注施工时，随着混凝土的灌注，灌注空间会逐渐缩小，空气排出也会变得越来越困难，这就很容易在拱顶产生脱空缺陷。第二，在对拱顶进行混凝土封顶的过程中，由于二衬台车自身抗压能力以及输送泵动力的限制，导致混凝土填充的密实度不达标，进而使得拱顶出现脱空缺陷。第三，如果防水板未做到规范挂设，也会引起二衬背后脱空缺陷。第四，在混凝土施工中，如果未按照实际工程规定做好饱满度检测，也将会引起二衬缺陷。

2 高速铁路隧道复杂衬砌缺陷的综合治理技术

2.1 对复杂衬砌裂缝缺陷的综合治理技术

（1）碳纤维加固技术。在高铁隧道复杂衬砌的缺陷治理中，碳纤维加固技术是一种比较常用且有效的治理方法，该方法不仅有着非常好的治理效果，而且可进一步延长结构的使用寿命。在通过该方法进行治理之前，首先应该做好裂缝周期的清理工作，清除破损或残缺位置的混凝土，然后对原来残缺和裂缝的位置进行修补。具体修补过程中，应该将实际的裂缝大小作为依据，通过环氧树脂灌缝或者是涂刷的形式来进行修补，然后再将构件表面打磨处理好，并将打磨好之后的构件表面清洗干净。当构件表面达到了标准的干燥程度后，再借助于滚筒来进行砼表面的底胶涂刷，在涂刷好底胶之后，再将事先准备好的碳纤维粘贴在表面上。具体施工中，为实现碳纤维以及树脂粘合性的进一步提升，降低残留空气量，可以通过罗拉来进行多次的滚压处理，最后对施工面做好养护处理。通过这样的方式，不仅可以让衬砌结构的裂缝缺陷得到有效治理，同时也可以实现结构承载力的进一步提升。

（2）骑缝注浆处理技术。如果复杂衬砌结构的裂缝缺陷比较严重，就可以通过该方法来进行治理。该技术的主要原理是通过裂缝中注入环氧树脂砂浆的形式来提升结构稳定性。在通过该技术进行治理之前，首先应该对裂缝做好处理，为防止裂缝延伸，并进一步提升注浆效果，应沿着裂缝的方向进行楔形槽的开凿，槽宽一般需要控制在5-8cm 之间，槽长度应该超过裂缝的两端，深度应该比裂缝的深度深。在开凿好楔形槽之后，应该将其中的残渣和混凝土碎块清除，然后将注浆管沿着裂缝方向固定好，并做好封闭处理[2]。最后才可以将环氧树脂砂浆注入到沟槽内部，并根据实际情况来控制好注浆压力。在完成了注浆之后，应该割掉露在结构外面的注浆管，然后再进行颜料涂刷。

（3）整体切割凿除技术。如果复杂衬砌结构的裂缝很大，且附近存在大面积脱空缺陷，在治理过程中，就可以应用到整体切割凿除技术。具体施工中，首先应该结合实际情况和工程计划进行切割凿除范围的确定，然后再进行切割凿除施工。在将缺陷砼切割凿除的过程中，应保障凿除厚度和设计厚度相符，并做好边缘的修整，如果凿除厚度并未到达二衬厚度，则需要将初期支护部分凿除。施工中应保护好防水板。尤其是在新旧混凝土连接的位置，更应该采用波纹管以及遇水膨胀性的橡胶止水条来做好防排水处理。

2.2 二衬背后脱空缺陷处理技术

在对二衬脱空缺陷进行处理时，可按照以下的技术进行处理：第一，将初期支护平整度加强，以此来提升防水板铺挂质量。第二，在拱顶混凝土喷射施工时，应做好距离和风压控制，并注意刮削频次的增加和回弹料的及时清理，将平整度误差控制在合理范围内。第三，应保障二衬台车以及混凝土输送泵的型号和质量与工程实际相符，以此来避免作业强度过大而导致的结构形变[3]。