如何對隧道進(jìn)行加固
信息摘要：在隧道結(jié)構(gòu)工程的加固中，常用的方法有注漿法、預(yù)埋拱(軌)和鋼帶加固法、設(shè)置拱加固法、襯砌拱置換法等。
中國幅員遼闊，地質(zhì)條件復(fù)雜。公路隧道經(jīng)過的山體中有大量硫酸鹽等腐蝕性礦物。隨著運營時間的增加，混凝土受地下水侵蝕，產(chǎn)生松散結(jié)晶、強(qiáng)度降低、剝落等病害，導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)承載力逐漸下降，嚴(yán)重影響隧道的使用功能和運營安全，須進(jìn)行加固改造。
在隧道結(jié)構(gòu)工程的加固中，常用的方法有注漿法、預(yù)埋拱(軌)和鋼帶加固法、設(shè)置拱加固法、襯砌拱置換法等。
一、灌漿方法
對于不影響結(jié)構(gòu)安全的小裂縫，考慮到裂縫擴(kuò)展和美觀影響，需要進(jìn)行封堵。根據(jù)以往經(jīng)驗，當(dāng)裂縫寬度為0.2 ~ 1 mm時，應(yīng)在裂縫表面用高強(qiáng)密封砂漿進(jìn)行密封，防止裂縫內(nèi)鋼筋氧化，同時可以起到縫合作用，防止裂縫進(jìn)一步發(fā)展。當(dāng)裂縫寬度大于1 mm時，除封閉裂縫表面外，還應(yīng)采用注射等方法在裂縫內(nèi)填充環(huán)氧樹脂和高強(qiáng)度膠粘劑。
高強(qiáng)砂漿密封，具有較高的剛度和強(qiáng)度，具有連接裂縫面、阻止裂縫擴(kuò)展的作用，因此能有效密封各種裂縫；裂縫填充物主要用于阻止裂縫上下表面的移動和摩擦，從而防止裂縫發(fā)生剪切和壓剪破壞。
裂縫中的填充物僅對壓剪斷裂和剪切斷裂有效，對拉伸斷裂或拉剪斷裂無效。裂縫中的填充物可以充分填充，壓力不宜過大，因為壓力過大不利于裂縫結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
二、預(yù)埋拱(軌)和鋼筋加固方法
當(dāng)隧道襯砌裂縫嚴(yán)重且結(jié)構(gòu)仍有較強(qiáng)承載能力時，可采用嵌拱(軌)、鋼帶、掛網(wǎng)加噴(鋼纖維)混凝土的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固。
埋入式拱(軌)法和鋼帶加固法在襯砌結(jié)構(gòu)中沿周向支撐(或挖埋)鋼帶、鋼拱或鋼軌，使襯砌結(jié)構(gòu)得到有效支撐。預(yù)埋拱(軌)筋可根據(jù)實際需要直接施加在襯砌外，也可通過鑿槽安裝在原襯砌內(nèi)。具體施工方法可根據(jù)緊急程度、加固目的、建筑凈空因素綜合選擇。
三、套拱加固法
當(dāng)隧道凈空允許且襯砌結(jié)構(gòu)有一定承載力時，在既有襯砌外修建新拱結(jié)構(gòu)，新拱結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)融為一體，共同承擔(dān)圍巖壓力，在充分利用原結(jié)構(gòu)承載力的基礎(chǔ)上確保隧道安全。
根據(jù)拱套結(jié)構(gòu)施工范圍的不同，可分為整體拱套和局部拱套。需要注意的是，在套拱施工前，應(yīng)鑿除部分或部分混凝土結(jié)構(gòu)，以保證原結(jié)構(gòu)與新建結(jié)構(gòu)的有效連接。拱套可通過模制混凝土或噴射混凝土(鋼纖維和碳纖維)來建造。在噴射混凝土中加入鋼纖維和碳纖維，可以有效地增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的承載能力，減小拱套厚度。
四、襯砌拱更換法
當(dāng)隧道原有結(jié)構(gòu)已失去承載能力或結(jié)構(gòu)凈空不允許，采用鋼帶和預(yù)埋拱無法保證承載能力時，需要拆除并更換原有襯砌結(jié)構(gòu)。與襯砌拱類似，襯砌更換可分為整體更換和局部結(jié)構(gòu)更換。
除上述病害整治技術(shù)外，新材料、新技術(shù)、新工藝在我國公路隧道襯砌加固工程中也得到了嘗試和應(yīng)用，噴碳(鋼)纖維混凝土網(wǎng)片、粘貼碳纖維復(fù)合材料、粘貼鋼板等方法也在不同的公路隧道和地鐵病害整治工程中得到了應(yīng)用。
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