明挖下沉隧道侧墙混凝土裂缝注浆修复分析

明挖下沉隧道侧墙混凝土裂缝注浆修复分析

邹东波

东莞市路桥投资建设有限公司 广东省东莞市 523120

摘要：随着城镇化不断发展，人员不断密集，对城市道路的通行量与效率要求不断提高，而道路交汇处更是解决交通拥堵的关键点。因此，为缓解道路交汇节点处的交通拥堵状况，提升交通通行能力，越来越多的交汇路口采用明挖下沉隧道的交汇方式，而该形式下的隧道侧墙混凝土结构在施工过程中容易产生裂缝，为避免产生的裂缝降低结构物的抗渗作用和加快钢筋的锈蚀速率，往往采用化学注浆的方式进行修复。本文主要通过对某项目隧道侧墙施工中产生的裂缝进行注浆修复分析，希望通过该案例可以给其它类似工程施工提供借鉴作用，详情如下。

关键词： 道路工程；侧墙裂缝；注浆修复

引言

在明挖下沉隧道施工过程中，隧道侧墙混凝土结构往往会出现不可逆的裂缝。针对具有抗渗要求的钢筋混凝土结构物，裂缝往往会直接降低其结构性能、降低抗渗能力及加快钢筋锈蚀速率，如果在施工过程中处理不当将会给工程使用寿命、安全性能、后期维护等方面带来不利影响，造成巨大的损失。本文研究的项目中明挖下沉隧道结构形式采用整体式U型槽及箱型结构组合形式，该项目中隧道侧墙裂缝选择水性聚氨酯与环氧树脂注浆修补加固使得该下沉隧道的抗渗性能、钢筋抗腐蚀性能、结构完整性、后期维护得到保障。

1 明挖下沉隧道侧墙裂缝参数

本项目设两座明挖下沉隧道，1号隧道和2号隧道。隧道结构形式采用整体式U型槽及箱型结构。1号隧道全长155m，2号隧道全长170m，主体结构分为敞开段（U1～U8）及封闭段(B1～B4)，隧道主体结构采用C35防水钢筋混凝土，添加抗裂防水剂，防水混凝土抗渗等级为P8，在隧道结构外侧先涂3mm水泥粘结层，再铺设1.5mm厚单面粘CPS-CL反应粘结型高分子防水卷材，研究部分的隧道侧墙高度为4.1m～8.4m，封闭段壁厚为0.9m，敞开段壁厚为底部1m，内侧垂直于底板，外侧成1:0.05斜率向内侧倾斜。施工过程中受不同控制条件的影响，裂缝呈现竖向长短不一形状，裂缝宽度为0.06mm～0.35mm、裂缝长度为140cm～403cm、裂缝深度为10mm～49mm范围，深度超过45mm的底部裂缝存在渗水现象，裂缝在观察的10天时间内均未进一步发展。为对材料进行选择分析，本项目提前对现场选取的侧墙混凝土裂缝参数分析，得到如下情况表。

表1 侧墙混凝土裂缝情况表

2 明挖下沉隧道侧墙裂缝注浆修复材料分析

2.1聚氨酯裂缝注浆修复材料

隧道侧墙裂缝修补最初提出采用聚氨酯进行注浆修复的方式，该材料由组合聚醚和固化剂二异氰酸酯(MDI)反应生成，相较于环氧树脂，该材料有成本更低、有更低的反应热、颜色可调、弹性好、防霉性能优、固化后的硬度选择性更多、在防漏抗渗的工程中应用更为广泛等优点。

2.2环氧树脂裂缝注浆修复材料

环氧树脂含有多种极性基团和活性很大的环氧基，因而与金属、玻璃、水泥、木材、塑料等材料有很强的粘结力，同时环氧固化物的内聚强度也很大，所以其胶接强度很高。相较于聚氨酯具有胶接强度高、蠕变小、收缩率低、耐热温度高、在工程结构物的裂缝修补中有应用更广泛、技术更成熟等特点。由于聚氨酯主要用途为防漏抗渗，强度一般较环氧树脂低，较多应用在复合材料、金属材料以及对该填充物无强度要求的钢筋混凝土工程部位。而该隧道侧墙中部分裂缝宽度大于0.2mm，墙后地下水位水头为1m～4m，对裂缝填充物强度有一定要求，因此选择环氧树脂更符合该工程项目实际需要。

3 侧墙裂缝处理分析

所有裂缝均采用环氧树脂水泥浆进行修补。经过试验对比分析，最后确定该混凝土侧墙结构物裂缝修补选用的环氧树脂水泥浆采用“环氧树脂：水泥：乙二胺：二丁酯=1:1.6:0.1:0.12”进行调配备用。

3.1表面处理法

表面涂抹适用于细而浅且不再发展的裂缝，表面处理法相对于注浆法更为快捷简便，处理过程中操作较注浆法简单。本项目针对宽度小于0.2mm且未出现渗水的裂缝采用表面处理法，先在裂缝部位两侧20mm～30mm的范围内进行表面凿毛，同时清除松散的混凝土，后使用低压喷雾器或刷子等清除灰尘，再用调配好的环氧树脂水泥浆进行封堵修补。表面涂装完成后，养护一个星期。

3.2 压力注浆法

压力注浆法是一种通过埋设注浆管然后使用注浆机械将补强浆液注入混凝土裂缝中的方法。这种方法相对于表面修复法更适用于裂缝宽度较大、深度较深、对裂缝填充物有强度要求的情况。

由于该隧道侧墙墙背已部分回填，个别节段下部裂缝出现渗水现象。压力注浆首先是通过使用水性聚氨酯初步止住裂缝渗水；再清理缝口20mm～30mm范围的灰渣和松散物，同时通过采用压缩空气使混凝土裂缝保持干燥，并吹出缝中的杂物；再沿裂缝长度方向每500mm左右埋设一个灌浆管；然后用环氧树脂水泥浆封闭裂缝表面；再对已封闭的表面涂抹肥皂水，通过灌浆管用0.2MPa～0.3MPa压力做压气试验，观察封缝是否密实，针对未密实的部位需要再次进行局部密封，直至无气泡产生；最后注浆顺序根据注浆管位置从下往上，压强力大小控制在0.2MPa～0.3MPa。

4 修复质量检测与效果

本项目待注浆胶黏材料达到7天完全固化期就后进行了裂缝修补质量检测，该项目采用超声波与承水法两种检测方法。针对地下水位以下的裂缝以24h不漏水为合格，本项目隧道侧墙裂缝修复后在该情况下均不产生渗水，满足合格要求。超声波探测时，本项目每节段的单幅侧墙均采用见证抽测裂缝总数的10%，且不少于5条裂缝，测定的浆体饱满度均不小于90%，满足合格要求。

虽然化学注浆修复裂缝技术发展较为完善与成熟，但修复后的侧墙质量与原完整结构仍然存在差异，所以施工过程中最重要的还是要控制和避免裂缝的产生。本项目修复结束后虽然裂缝修补痕迹较明显，但该项目原设计在混凝土侧墙面上有对应喷涂装饰，可以遮盖住修复裂缝后的痕迹。对于其它工程结构物，如对外观有要求的，则需用强度较原结构混凝土强度更高一等级的细石砂浆进行抹面修饰。

结语

各工程项目施工过程中，出现混凝土裂缝的现象较多，但明挖下沉隧道侧墙施工过程中裂缝数量和发生的程度是可以通过事前预防进行控制，裂缝产生后必须及时进行修复补救，避免对工程质量、成本、工期等造成进一步的影响。日常施工过程中一定要对有明显裂缝缺陷、重要的受力结构、容易出现裂缝缺陷等部位进行缺陷检测，特别是建成后具有抗渗要求的结构物，在确定需要进行处理的缺陷后，要针对裂缝部位需求选择修复材料并及时进行修补。道路建设中有效控制下沉隧道的侧墙裂缝可以提升道路交汇口的服务质量，促进城市交通的长期稳定发展。

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