中铁七局集团第三工程有限公司陕西西安710032
摘要：随着公路建设的快速发展，已建成的部分隧道穿越地质条件差的围岩，加之施工过程中质量控制不到位，多年运营后隧道出现不同程度的病害，为确保行车安全，针对病害需要进行整治；本文结合隧道病害整治实例进行探析，可作为同类隧道病害整治及施工过程中关键环节质量控制的参考资料。
关键词：隧道病害综合整治；施工技术
1工程概况
某北方公路隧道穿越地质条件差的围岩。运营5年后出现局部路面中心线附近隆起，严重处出现开裂、错台；衬砌裂缝拱顶纵向裂缝最大宽度5.0mm。
通过检测、专家论证认为，路面病害的原因是施工时清基不彻底，存在大量虚渣，加之运营期高频率的超重载车辆碾压引起病变；拱顶衬砌出现裂纹的原因是二衬背有空洞、围岩积水冻融造成。
2隧道病害整治施工技术
针对出现的病害问题，需要从路面处治、衬砌裂纹处治、二衬背后空洞处治、施工防排水、衬砌加固等方面进行整治。
2.1路面处治
路面处治需要破除原有路面，为确保施工安全，施工前在拱脚处打钢管桩，同时设置临时钢拱架进行加固。
2.1.1钢管桩施工
2.1.1.1钢管桩施工工艺
在拱角处打钢管桩进行加固。在人行道之上20cm处，分别以与水平成40o、75o的角度向围岩施做长度8m的φ108mm*6mm厚钢管桩，纵向间距0.75m/1.0m（V/IV及明洞），用于加固隧道拱脚，控制变形。φ108mm钢管末端2m范围内不开孔，采用水泥浆进行注浆，水泥浆水灰比1：1，注浆初压0.5~1.0MPa，终压1.5~2.5MPa。与水平成75o钢管由于受施工空间限制，可采用3段钢管连接，纵向相邻两排钢管连接方式应为：2m+3m+3m、3m+3m+2m，以避免钢管接头在同一断面上；套管采用φ114mm*4mm厚钢管，长30cm。
2.1.1.2钢管桩施工中常见问题处理措施
（1）潜孔钻钻进中碰到二衬砼中直径较大的钢筋，采用合金钻头进行钻进。
（2）钻孔中出现塌孔采用以下处理措施：①对塌孔进行回填、钻孔、再回填、再钻孔，待回填物沉积密实后再进行钻进。②对塌孔灌注掺加速凝剂的水泥浆，水泥浆配比为1（水泥）：1（水）：水泥用量的4%（速凝剂）；灌注完待10分钟后重新钻孔。③对塌孔灌注普通水泥砂浆，配合比为每立方850kg（水泥）：900Kg（砂）：350kg（水），等砂浆初凝（30分钟）后钻孔，如还塌孔，继续灌注砂浆，再钻孔。
（3）对钻孔造成隧道内空气粉尘含量大、影响工效问题，采用雾炮车每1小时进行喷洒水降低洞内空气粉尘含量。
2.1.2临时钢拱架施工
紧贴衬砌内轮廓表面设置I20a钢架，纵向间距0.75m/1.0m（V/IV及明洞），并设置环向间距1m的φ22mm纵向钢筋连接，确保拱墙二衬砼形成整体，确保路面开挖安全。
2.1.3路面恢复施工
钢管桩设置到位、水泥浆达到设计强度的80%以上，同时临时加固钢拱架加固完成，进行跳槽全幅开挖路面基坑，先开挖二衬施工缝板缝处，二衬砼板缝处前后板各开挖本板长度的1/3长度，基坑清底满足要求后，及时浇筑砼形成横向支撑，确保施工安全，最终完成本段施工；开挖施工中须加强隧道变形监测（包括衬砌裂缝、收敛变形、沉降以及发展变化等），并根据检测结果及时采取措施，确保安全。
恢复仰拱及回填砼处需要进行植筋，植筋采用Φ25mm长度为90cm的钢筋，钢筋间距20cm，采用φ40mm钻机钻深40cm孔，钢筋插入孔内40cm，用环氧树脂锚固剂锚固，外露50cm；植筋完成后清除连接面处的虚渣，按要求安装仰拱钢筋，进行混凝土浇筑，形成对原有二衬砼拱墙的支撑。
2.2衬砌裂缝处治
衬砌裂缝，裂缝宽度小于0.2mm不做处理；裂缝宽度在0.2~0.4mm之间，刷聚氨脂防水涂料；裂缝宽度在0.4~0.7mm之间和宽度大于0.7mm，采用封闭法加固处理；紧急停车带段衬砌开裂采用钢带加固的方式进行处治。
2.2.1裂缝宽度0.2~0.4mm处治措施
衬砌砼裂缝宽度0.4mm＞B≥0.2mm，采用刷聚氨酯防水涂料处理。将裂缝附近混凝土表面清理干净，除去杂物，并进行拉毛处理，然后分层刷环氧树脂防水涂料，厚度不小于5mm。
2.2.2裂缝宽度0.4~0.7mm处治措施
衬砌砼裂缝宽度0.7mm＞B≥0.2mm，刻槽填塞聚氨酯。将裂纹附近混凝土表面清理干净，除去杂物，使用混凝土切割机，在裂纹处割出一个宽30mm，深30mm的U型槽，方槽的长度与裂纹长度一致；在割开的U型槽中注入环氧树脂。
2.2.3裂缝宽度大于0.7mm处治措施
衬砌砼裂缝宽度≥0.7mm的裂纹均进行环氧树脂注浆加固处理。将裂纹附近混凝土表面清理干净，除去杂物，使用混凝土切割机，在裂纹处割出一个宽30mm，深30mm的U型槽，方槽的长度与裂缝长度一致；在凿好的U型中打注浆孔，孔纵距20~30cm，孔深为裂缝深度；采用专用注浆设备，通过注浆孔注入环氧树脂，注浆完毕后填塞注浆槽。
2.2.4紧急停车带段衬砌开裂处治措施
紧急停车带段拱顶存在1条纵向裂缝（长7.0m，宽1.00mm，深291mm），采用W280型钢带进行加固。首先将衬砌表面凿毛，用高压水或压缩空气将凿毛面吹洗干净并涂上界面剂，以利于聚合物水泥砂浆和原有衬砌结合；W280型钢带采用φ22砂浆锚杆固定，锚杆长30cm，环向间距1m，锚杆孔内采用水泥砂浆填塞密实，锚杆末端设置垫板和螺母；W280钢带加固完成后，涂抹4cm厚聚合物水泥砂浆覆盖；紧急停车带钢带加固段落如遇到洞室，钢带在洞室处应断开，留出洞室位置。
2.3二衬背后空洞处治措施
隧道衬砌砼拱顶存在空洞，采用钻孔注浆进行填补强。在衬砌拱顶空洞处采用钻机钻孔，孔径φ50mm，钻孔间距不超过1m，钻孔深度为该处混凝土厚度；采用φ42mm*4mm厚钢管进行注浆，钢管长度为该处衬砌砼厚度，水泥浆水灰比1：1，注浆压力0.1~0.2MPa。钻孔时应避免破坏防水板。
2.4施工防排水处治措施
用φ100mm双壁打孔PE管穿过原设计纵向排水管位置，并深入围岩40cm；安设在混凝土凿孔位置，纵坡为3%，用土工布进行包裹，防止围岩沉渣进入，纵向排距为6m，对于涌水较大处，酌情加密Φ100mm双壁打孔PE管及Φ100mmPE横向排水管；另一端并伸入中心沟，纵坡为8%。
2.5隧道衬砌加固处治措施
对冻土地区、隧道衬砌砼裂纹严重、施工完成后二衬承受地应力较大地段，隧道设置套衬能有效的保证安全质量。套衬施工流程：背拱加固→挖除电缆槽、边沟、路面→施做仰拱、中心水沟→衬砌裂缝加固→拆除临时钢拱架→施做套衬→恢复电缆槽、边沟、路面及线缆等。
3小结
隧道穿越地质条件差的围岩，加之施工质量控制不到位，导致运营期间的病害威胁行车安全需要处理措施，本文通过对路面处治、裂缝处治、二衬背后空洞处治、防排水处治、二衬加固等方面进行可操作性的探析，实践证明效果良好，可作为隧道同类病害整治或施工过程中重点环节质量控制的参考资料。
参考文献：
[1]中交第一公路工程局有限公司.公路隧道施工技术规范JTGF60-2009，2009-09-01.
[2]重庆交通科研设计院.公路隧道设计规范JTGD70-2004，2004-11-01.
[3]冶金部.钢管桩施工技术规程.YBJ233-1991，1991-11-01.