［摘要］以北方某城市地鐵區(qū)間隧道治理工程為例，介紹了因隧道內(nèi)管片變形、沉降而進(jìn)行鋼環(huán)加固施工的方法以及總體施工管理。其中，包括隧道管片碎裂處理、裂縫處理、環(huán)縱縫處理、道床脫空處理、鋼環(huán)安裝、鋼環(huán)與管片間隙壓注環(huán)氧樹脂及鋼環(huán)表面防腐等施工工藝，實(shí)踐表明起到了顯著的效果。
［關(guān)鍵詞］鋼環(huán)安裝；微擾動(dòng)注漿；環(huán)縱縫處理；道床脫空處理；噴涂防腐材料；壓注環(huán)氧樹脂
一、工程概況
北方某城市地鐵區(qū)間隧道加固工程施工時(shí)間是2014年9月，采用盾構(gòu)法施工，地表除耕地、道路外，還有河流、水塘和村莊。隧道洞頂埋深為8.14米～10.4米，盾構(gòu)管片以錯(cuò)縫形式拼接，隧道內(nèi)徑5.5米，外徑6.2米，管片環(huán)寬1.2米。由于周邊開發(fā)項(xiàng)目建筑施工人員未經(jīng)批準(zhǔn)在區(qū)間隧道保護(hù)區(qū)內(nèi)進(jìn)行基坑施工作業(yè)，并將基坑棄土直接置于區(qū)間隧道上方，使一定范圍內(nèi)隧道區(qū)間管片出現(xiàn)裂縫、滲水、錯(cuò)臺(tái)、接縫張開及道床脫空等問(wèn)題，已威脅到地鐵的安全運(yùn)營(yíng)。
二、前期準(zhǔn)備
由于該地鐵區(qū)間隧道白天需正常運(yùn)營(yíng)，只能在夜間地鐵停運(yùn)后的3小時(shí)～4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行施工，總工期較長(zhǎng)，綜合考慮各方面因素后，地鐵公司決定施工期間將地鐵停運(yùn)封閉15天，每天24小時(shí)施工；地鐵停運(yùn)需提前通告周邊居民停運(yùn)時(shí)間及恢復(fù)運(yùn)營(yíng)時(shí)間，并安排好替代公交車路線，以減少對(duì)周邊居民生活的影響。因此，對(duì)各個(gè)單位均為極大的考驗(yàn)，需合理安排施工人員、施工時(shí)間以及與各方配合的人員，務(wù)必確保在15天之內(nèi)將主要拼裝工作全部完成，并且恢復(fù)運(yùn)營(yíng)。施工前先將部分道床切割鑿除，并將隧道內(nèi)的電纜、電箱進(jìn)行歸攏、移位，為安裝鋼環(huán)做好準(zhǔn)備。
三、主要施工技術(shù)措施
（一）管片滲漏、碎裂處理
對(duì)施工范圍內(nèi)的漏水點(diǎn)進(jìn)行堵漏施工，主要采用低壓灌注環(huán)氧樹脂的方式對(duì)管片裂縫進(jìn)行注漿封閉，在連續(xù)多環(huán)管片出現(xiàn)滲水或管片接縫內(nèi)有漏砂現(xiàn)象滲漏水比較嚴(yán)重的區(qū)段，通過(guò)管片的預(yù)留注漿孔進(jìn)行壁后灌注聚氨酯漿液作業(yè)，最后對(duì)環(huán)縱縫進(jìn)行封堵。第一，采用角向砂輪機(jī)對(duì)要進(jìn)行封縫的界面進(jìn)行打磨，打磨寬度為接縫兩邊各約4厘米，總寬度8厘米～10厘米，打磨后清理掉表面浮塵。第二，采用彈性環(huán)氧樹脂對(duì)需要灌漿的接縫表面批刮寬4厘米的密封帶進(jìn)行封縫，并預(yù)留注漿管。第三，灌漿。采用電動(dòng)泵由下至上，由低到高進(jìn)行注漿，直至上一注漿孔出漿，對(duì)下部注漿孔進(jìn)行封閉，再以上部出漿孔作為注漿孔繼續(xù)灌漿，依次直至頂部的出氣口出漿，使?jié){液充填整個(gè)管片接縫。封頂塊處的兩條縱縫，灌注剛性環(huán)氧漿液，其余縱縫和環(huán)縫處均灌注彈性環(huán)氧漿液。第四，清理。注漿結(jié)束后，去除膠帶和注漿嘴，進(jìn)行封閉。清理現(xiàn)場(chǎng)廢棄物。嚴(yán)格把控好管片碎裂滲漏處理，若鋼環(huán)安裝后仍存在滲漏點(diǎn)將很難進(jìn)行堵漏施工。
（二）道床脫空處理
第一，在道床脫空處采用高滲透親水性環(huán)氧系灌漿材料，對(duì)道床與管片之間的空隙進(jìn)行填充。第二，在道床上兩軌道間共布注漿孔3排，軌道外側(cè)各1排孔，分1、2序注漿，孔直徑32毫米，沿軌道方向孔距600毫米，孔深至管片面即可。第三，鉆孔操作人員必須嚴(yán)格控制鉆孔深度，以鉆至管片面確定孔深，加強(qiáng)施工人員鉆孔安全培訓(xùn)，鉆孔時(shí)在孔邊做好記錄標(biāo)志和鉆頭深度標(biāo)記，保證鉆孔深度不會(huì)影響隧道結(jié)構(gòu)安全。第四，采用早強(qiáng)水泥封孔埋管，管口高度不得高于軌道，保證行車安全。第五，待早強(qiáng)水泥凝固后，按孔序進(jìn)行EAA化學(xué)注漿，先灌1序孔、后灌2序孔，順方向進(jìn)行施灌，注漿結(jié)束壓力為0.4兆帕，達(dá)到結(jié)束壓力時(shí)穩(wěn)壓5分鐘結(jié)束注漿。第六，對(duì)所有注漿孔進(jìn)行二次以上或多次重復(fù)注漿，以使?jié){液最大限度進(jìn)行充填固結(jié)，保證軌道平整度以及道床灌注密實(shí)度，有效地通過(guò)EAA環(huán)氧注漿加固道床底部下的夾層泥狀物和道床與管片結(jié)構(gòu)基面粘結(jié)。同時(shí)，與專業(yè)監(jiān)測(cè)隊(duì)伍密切配合，保證軌道幾何形位要求。第七，道床注漿施工過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)水溝預(yù)埋管出現(xiàn)冒漿，應(yīng)及時(shí)將管口封閉，確保漿液繼續(xù)沿道床方向充填，保證施工質(zhì)量。第八，待凝固七天后，拆除注漿管，管口高度不得高于軌道，保證行車安全。
（三）鋼環(huán)安裝
使用帶機(jī)械手的平板車進(jìn)行鋼環(huán)安裝，由于強(qiáng)電電纜不可以移動(dòng)，所以選擇將這一側(cè)的鋼牛腿分為兩塊進(jìn)行安裝，以避開強(qiáng)電電纜，安裝順序?yàn)閺南轮辽弦来伟惭b。同時(shí)，為縮短工期將施工工序優(yōu)化，將所有鋼牛腿安裝完成后再安裝側(cè)板，安裝一定數(shù)量的側(cè)板之后開始與頂板交替安裝，以方便電焊施工，還可以進(jìn)行安裝完成的整環(huán)鋼環(huán)與管片間隙填充環(huán)氧樹脂作業(yè)。根據(jù)道床切割尺寸現(xiàn)場(chǎng)放樣后進(jìn)行牛腿加工；利用專用平板車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，用單軌梁平轉(zhuǎn)將牛腿吊裝到位；安裝完成牛腿后，再進(jìn)行側(cè)板的放樣加工，采用植入混凝土10厘米的M16不銹鋼膨脹螺栓錨固在管片上，其余采用M16不銹鋼化學(xué)錨栓固定，植入混凝土16厘米，要求避開管片主筋、管片接縫、管線。螺栓孔在環(huán)形鋼板安裝前需在管片上進(jìn)行放樣、布點(diǎn)工作。同時(shí)，根據(jù)螺栓對(duì)應(yīng)位置在環(huán)板上預(yù)留孔位，鋼環(huán)安裝前應(yīng)對(duì)管片受損部位采用與管片混凝土等強(qiáng)度環(huán)氧樹脂進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。環(huán)形鋼板與環(huán)形鋼板采用點(diǎn)焊定位，最后拼裝接口的焊接采用坡口焊及氣體保護(hù)焊，焊縫等級(jí)為二級(jí)（考慮為現(xiàn)場(chǎng)安裝，熔深達(dá)到80%～85%）；并安排專業(yè)檢測(cè)人員進(jìn)行焊縫探傷實(shí)驗(yàn)，鋼板在管片原注漿孔位置留孔直徑110毫米，以便特殊注漿需要。該地鐵區(qū)間隧道加固工程所有側(cè)板及頂板施工均在停運(yùn)期間完成，白天進(jìn)行鋼環(huán)安裝施工，夜間進(jìn)行鋼板間焊接作業(yè)及鋼板上植入化學(xué)錨栓作業(yè)。鋼環(huán)安裝為整個(gè)加固施工的主體工程，難度風(fēng)險(xiǎn)較大，且第二天地鐵仍然要繼續(xù)運(yùn)營(yíng)，不允許出現(xiàn)事故，需要地鐵管理人員及施工人員之間的默契配合。同時(shí)，要精確計(jì)劃好施工時(shí)間、內(nèi)容，并預(yù)留好應(yīng)急時(shí)間。
（四）鋼環(huán)與管片間隙壓注環(huán)氧樹脂
鋼環(huán)焊接成環(huán)完成后立即對(duì)鋼板與管片之間進(jìn)行環(huán)氧樹脂壓注填充工作。考慮該施工區(qū)域收斂變形較大，鋼環(huán)與管片間隙也會(huì)較大，平均間隙按照不大于2.5厘米控制，因此環(huán)氧樹脂需求量也會(huì)相應(yīng)增大，施工前應(yīng)做好充分準(zhǔn)備。鋼板兩側(cè)與管片接縫處采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行封堵，鋼板兩側(cè)封堵預(yù)留注漿孔和出氣孔。利用移動(dòng)平板搭設(shè)活動(dòng)作業(yè)平臺(tái)，采用小型電動(dòng)注漿泵壓注環(huán)氧樹脂，壓注順序自下而上，直至上部預(yù)留孔溢出樹脂停止，并反復(fù)進(jìn)行壓注。選擇該材料主要考慮以下幾點(diǎn)因素：材料對(duì)混凝土面有較強(qiáng)的粘結(jié)力；材料固化后強(qiáng)度高；材料有一定拉伸性能，能減輕可能存在的后續(xù)殘余應(yīng)力變化；材料粘度低，更有利于漿液滲透和擴(kuò)散。鋼環(huán)表面涂刷聚脲防腐涂層鋼板表面采用噴涂型聚脲彈性體涂層做防腐蝕處理。涂刷前必須確保鋼板表面的干燥。涂層厚度均勻，分兩層進(jìn)行噴涂，總厚度不少于1.2毫米。
四、總結(jié)
運(yùn)營(yíng)隧道需要進(jìn)行鋼環(huán)加固施工時(shí)，可根據(jù)需施工區(qū)間隧道的客流量來(lái)綜合考慮是否停運(yùn)一段時(shí)間進(jìn)行24小時(shí)施工，以加快施工速度。前文中所舉案例的區(qū)間隧道共49處需安裝鋼環(huán)，如不停運(yùn)則需要一年時(shí)間才能完成施工，而停運(yùn)15天后6個(gè)月即可完成施工，工期可縮短一半，恰好需要施工的區(qū)間位于地鐵線路的倒數(shù)第二站，所以業(yè)主選擇了停運(yùn)施工；由于隧道內(nèi)各類管線、電箱等設(shè)備繁多，夜間鋼環(huán)加固施工后第二天需要正常運(yùn)營(yíng)，因此需要做好各類事故的預(yù)防工作，同時(shí)需要大量有經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行施工；停運(yùn)15天工期是非常緊張的，在停運(yùn)之前編排了以小時(shí)為單位的工作計(jì)劃，并嚴(yán)格按照計(jì)劃執(zhí)行工作量，保質(zhì)保量地完成了任務(wù)，達(dá)到了預(yù)期效果。該區(qū)間隧道未進(jìn)行鋼環(huán)加固施工之前隧道內(nèi)滲漏水嚴(yán)重，施工結(jié)束之后請(qǐng)上海的專家來(lái)到現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收評(píng)審，得到肯定：可以把已經(jīng)發(fā)生損壞的隧道修復(fù)得和新隧道一樣很不簡(jiǎn)單。
