錨固噴漿加固法在南瓦隧道中的應用

張麗萍

（甘肅省白銀公路管理局白銀公路管理段，甘肅 白銀730900）

0 前言

隧道在營運期間常見的典型病害有：襯砌滲水、開裂、剝落，局部松散等。傳統的處理方法有注漿堵水、裂縫處理、空洞壓漿等工藝。本文主要介紹了利用錨固噴漿法進行加固的一種新工法，該工法是一項新的應用外粘高性能復合材料加固結構的技術。該工法實質是體外配筋，采用植筋錨固方式布沿拱圈布設在拱頂和側墻，用高強碳纖維棒作為受力配筋，提高原構件的配筋量與拱圈的整體性，從而相應的提高結構構件的剛度和承載力；以聚合物砂漿作為粘結劑和碳纖維棒的保護層，不僅具有良好的粘結性能，而且抗腐蝕、耐高溫。錨固噴漿加固法還可用于控制混凝土構件的裂縫寬度的發展及已有裂縫的封閉。結合南瓦隧道的實際應用，達到預期目標。

圖2 纖維棒加固詳圖

1 南瓦隧道概況

南瓦隧道位于貴州省國道G320線臺江至凱里段，為二級公路上的單洞室汽車雙向行駛隧道。隧道設計標準按《公路工程技術標準》山嶺重丘區二級公路隧道標準進行設計，于2000年建成通車。隧道全長100m，最大埋深37.52m。建筑限界設計值寬度為8.5m，凈高5.0m。

圖3 纖維棒錨固詳圖

2 病害整治方案

根據現場調查資料，結合隧址區地形、地貌、地質情況、相應隧道的竣工資料及相關規范，在重點分析隧道襯砌裂縫及漏水病害原因的基礎上，參考國內外相關病害整治的成功經驗，提出以下病害整治方案：

拱頂基本連續破壞，故隧道內拱頂全幅使用碳纖維棒進行加固。在加固前處理完點漏、面漏、裂縫漏水以及施工縫漏水后，按照碳纖維棒加固的施工工藝和順序進行施工，具體施工方法見下節。

3 工法施工工藝

圖1 復合纖維棒材加固施工工藝流程

4 施工中的質量控制

4.1 原構件混凝土表面處理及備料

采用復合纖維棒進行加固時，應根據原構件混凝土表面情況，采取相應措施進行處理：

①混凝土表面如出現剝落、蜂窩、空洞、腐蝕等劣化現象的部 位應予剔除，對較大面積的劣質層，在剔除后，采用功能性聚合物砂漿進行修復，對已經生銹的鋼筋進行除銹；

②混凝土表面裂縫根據裂縫的性質及構件所處環境，按照規范《混凝土結構加固設計規范》（GB 50367-2006）中有關裂縫修補技術進行相應的處理；

③用電錘鉆按圖紙進行碳纖維棒的錨固孔鉆孔施工；

④用高壓噴水器以150bar的壓力高壓洗滌混凝土表面后干燥，干燥程度以手指觸感干燥為標準。

4.2 涂抹表面強化劑

混凝土表面強化劑用于增強原結構混凝土表面的密實性，提高與聚合物砂漿的粘結性。

4.3 噴涂功能性聚合物砂漿

①在混凝土表面涂抹表面強化及抑制生銹劑后，根據原結構的具體情況，對原構件表面進行修復，以便復合纖維棒的固定與粘合，保證復合纖維棒能與原構件協調變形，共同受力；

②采用噴涂機進行噴涂。在噴涂澆筑情況下，主機與噴涂機距離應保持在50 cm左右，為清除孔隙，提高粘結力，首先涂抹5 mm厚的聚合物砂漿進行打底，然后再進行噴涂；

③涂抹功能性聚合物砂漿后 （同時要求制作同條件的試塊），蓋上養護布以濕潤養護；若條件不允許，可使用液體噴涂機及刷子、滾筒在表面涂抹液體成膜養護劑以濕潤養護；

④聚合物砂漿在10°C以下應留有充足的養護時間，5°C 以下，35°C 以上應停止施工。

4.4 安裝錨具及復合纖維棒

①纖維棒材與構件表面應黏貼緊密，不留空隙；

②用于固定碳纖維棒的螺栓及螺母只起到固定復合纖維棒的作用，不作為受力構件；

③螺栓、螺母及固定錨具采用不銹鋼或不會生銹的材料，按1000 mm間距固定安裝，以防止纖維棒下垂，若發現纖維棒與構件表面有空隙，應適當減小錨具間距；

④根據計算確定的間距，采用固定錨具，將纖維棒固定在構件表面；

⑤把碳纖維棒的采用植筋膠錨固在拱圈上預留的錨固孔內，錨固施工應符合 《混凝土結構后錨固技術規程》（JGJ145-2004）之鋼筋錨固的規定。

5 加固效果驗證

經過加固后，從有效地治理了原有襯砌滲水、開裂、剝落，局部松散等病害，外觀修舊如新，采用植筋錨固方式布沿拱圈布設在拱頂和側墻，用高強碳纖維棒作為受力配筋，提高原構件的配筋量與拱圈的整體性，從而相應的提高結構構件的剛度和承載力達到加固目的。

6 結論

本文通過對錨固噴漿加固法加固板隧道的工程實踐，得到以下結論：

6.1 整體強度高、早期強度增長快,大大提升結構承載能力

6.2 碳纖維棒的自重輕、設計厚度薄，對整體的結構重量影響小

6.3 采用錨固和噴射方式施工，施工簡便,無需支模板

6.4 施工方法簡單，工期短，不需要大型設備，不受空間限制

6.5 施工成型后干縮率低，抗開裂性能良好

6.6 粘結力強，與原結構形成一體

6.7 與混凝土性能一致，抗凍融性、耐久性、耐化學腐蝕性良好

6.8 材料環保,無毒害

［1］張小平.碳纖維加固技術[J].山西建筑，2009(8)：18-19.

［2］GB50367-2006混凝土結構加固設計規范[S].中華人民共和國國家標準,2006.

［3］JGJ145-2004混凝土結構后錨固技術規程[S].

［4］JTG D70-2004公路隧道設計規范[S].

［5］林毓敏，張浩軍，阮國偉.梁板加固中聚合物噴射砂漿工藝的應用[J].公路交通科技：應用技術版,2013(2)：13-15.