隧道洞身W钢带加固施工工艺研究.doc

隧道洞身W钢带加固施工工艺研究 摘要：隧道经过长期使用，洞身主体结构强度会发生变化，出现强度减弱等病害，为保证使用安全，应及时对洞身进行加固，通过实际应用，W形钢带加固是一种非常好的处理工艺。 关键词：隧道 加固 工艺 中图分类号：U45文献标识码： A 隧道经过长期使用，洞身主体结构强度会发生变化，出现强度减弱等病害，为保证使用安全，应及时对洞身进行加固，通过实际应用，W形钢带加固是一种非常好的处理工艺。 W形钢带。一种新型支护材料，同平钢带相比W型钢带抗弯截面模量提高37倍，刚度提高70倍左右，抗拉强度提高12%15%。通过W型钢带把环向分散的多根锚钉连接起来, 并挂网喷射纤维混凝土，形成一个整体承载结构, 相当于在衬砌外缘形成护拱。使用该方法时应确定使用后该部位不会侵限。（W钢带示意图见图1） 加固处理措施划分：根据检测及验算结果，结合围岩类别、混凝土强度、初支类型及病害长度综合考虑，对措施的采用原则进行了划分。由于隧道为复合、连续受力结构，因此在措施的采用上不宜单单考虑某点的病害，应按整体受力结构进行考虑，通过加固措施提高结构安全系数。 1.1 W型钢带加固施工工艺流程（见图2所示） 1.2施工方法 施工准备 本工程加固处理采用山东嘉仕达BHW270-2.75型钢带,主要技术参数见表1所示。 表1BHW270-2.75技术参数 其它材料：PO42.5R水泥，河沙，20MnSid 20mm钢筋, 80mm×80mm×8mm垫垫, 聚丙烯微纤维，外加剂等。 主要施工设备:空压机、YT28 风钻4台、湿喷机1台、角磨机、电镐、施工平台等。 相关技术要求： 聚丙烯微纤维长度为19mm，外表为白色毛发状，手感柔软； 采用P042.5R普通硅酸盐水泥； 中粗砂，细度模数大于2.5，砂子颗粒级配应满足要求，砂子过细会使干缩增大，砂子过粗则会增加回弹。（细骨料级配限度如表2所示） 表2 细骨料级配限度 注：可根据施工现场具体情况作调整。 粗骨料最大粒径不超过4.75mm为佳； 配合比根据喷射混凝土强度及喷射工艺要求，通过试验确定。 拉槽 采用角磨机或木工手提电锯在W钢带安装位置两侧切缝，角磨机或木工手提电锯与混凝土切割锯片配套使用，切割后采用电镐沿隧道环向在两道切缝间拉槽，深度5cm，宽度40cm。 定位钻孔及安设锚钉 搭设平台进行作业。根据W钢带孔间距在槽内标定钻孔位置，YT28风钻钻孔，孔径为40mm，深度不超过25cm，不得钻破防水板，锚钉环向间距约为1m，钻孔后进行检查。锚钉采用20钢筋制成，长度根据钻孔长度确定，外露长度约为5cm。用药卷锚固锚钉，锚钉与隧道内壁切线方向垂直。 安装W钢带 将W型钢带按照隧道断面弯曲备用, 每根钢带长约16.3m。锚钉检查合格后,安装钢带, 钢带之间搭接10cm,采用焊接连接并用短锚钉及螺栓固定。锚钉外端与钢板(80mm×80mm×80mm) 焊接, 确保钢带锚固效果；（W钢带施工示意图见图3所示）。 图3 W钢带施工示意图 挂网及喷射微纤维混凝土 W钢带安装好后，用高压风吹除槽内灰尘及杂物，槽内用水湿润，先喷一层微纤维混凝土约5cm，后挂钢筋网，钢筋网采用¢4mm钢筋制成，网孔6cm×6cm，固定好后复喷微纤维混凝土5cm。 微纤维混凝土喷射施工工艺： 施工机具。由于微纤维对混凝土性能的改善是通过机械作用,而不是化学作用，所以微纤维喷射混凝土对施工机具无特殊要求，可直接使用现有的喷射混凝土机械； 为了保证锚喷混凝土施工质量,改善作业环境,采用湿喷技术。（流程图如图4所示） 图4喷射混凝土施工流程图 普通喷射混凝土的搅拌时间一般为23min，微纤维喷射混凝土的搅拌强度要比普通喷射混凝土略大，故搅拌时间应适当延长，搅拌时间为45min。适当延长搅拌时间不会影响微纤维的分布和强度，先干搅1min左右，再加水搅拌。喷射时，应垂直于衬砌面，在喷边墙时，宜将喷嘴略向下俯，使混凝土束喷射在较厚的混凝土顶端。这样混凝土束喷射在呈粘塑性状态的混凝土上，减少回弹量，喷射距离结合现场喷射试验确定。 （5）施工安全及质量保证措施 锚杆钻孔时应保持直线，与原结构面垂直，钻杆长度及直径要与锚杆相匹配； 要确保锚杆长度，不得刺破防水板； 喷射混凝土过程中一定要自下而上依次喷射，保证喷射混凝土表面平顺无裂纹，减小回弹； 施工现场的人员必须正确佩戴和使用防护用品，避免施工过程中发生意外。 以上是笔者在工作中的一点经验体会，有不足之处敬请各位专家、同行批评指正。 作者简介：孙维国 ，男， 工程师。