路桥科技 高速公路隧道二衬拱顶钢筋保护层厚度不足的整治 李映贵 （云南交投集团云岭建设有限公司，云南 昆明 650000） 摘要：高速公路隧道施工中，二衬拱顶钢筋保护层厚度未能达到施工标准，则会给公路系统的正常运营埋下安全隐患。无论施工人员缺乏对钢筋保护层垫块的认识，或保护层垫块数量不足，以及布设不合理，均会导致拱顶钢筋保护层厚度不足。本文介绍了一种新式的钢筋保护层厚度不足的处理方案，即芳纶纤维布的加固补强处理，以期为公路工程隧道施工人员提供必要的参考。 关键词：隧道拱顶；钢筋保护层；芳纶纤维布；加固 对于高速公路隧道施工，钢筋保护层厚度不足易导致主筋外露或生锈，影响隧道结构质量,为了保证高速公路安全、有序地运营，不留下隧道结构质量隐患,建议在保证不损坏原有结构力学性能的前提下做好补强工作。以往用环氧树脂砂浆的方式填充混凝土,材料较重,修补厚度薄,修补后,公路运营依然存在安全问题。以下对芳纶纤维布对隧道拱顶钢筋保护层厚度不足的加固处理问题进行探讨。 1 芳纶纤维布加固补强处理 1.1 加固原理 在高速公路隧道加固工程中,应用芳纶纤维布加固补强处理方法，在我国是一项前沿的加固技术，被广泛地应用于隧道混凝土衬砌的维修作业中。芳纶纤维复合材料加固主要将浸透过树脂的芳纶纤维布，粘贴于混凝土构件外表，与构件联合承受外力的一种加固技术。 1.2 复合材料的特性 芳纶纤维复合材料依据V式布状、棒状、板状分为：芳纶板、芳纶布、芳纶索、芳纶筋。芳纶布是指未经过树脂浸透的、连续芳纶纤维经向单向排列，纬向是聚酷纤维材料的一种机织物。特点主要表现如下：其一，高强高效。其二，耐久性、抗疲劳性、耐腐蚀性，在高速列车荷载或风力作用下，其使用期限依然可达到设计标准。其三，适用于隧道、桥梁、涵洞的修补加固，且维持结构形状，保证结构良好的外观。特别对于大规模的土木工程，例如：大型桥梁及桥面板、桥梁桥墩、大型筒体、隧道、壳体结构等，难以运用以往手段加固，可尝试应用这种技术。其四，施工简易、施工效率高，无湿作业，无需借助大型机具，无需固定设施，占用面积小。其五，易于保证施工质量。其六，对结构不添加额外的载荷，复合纤维材料薄，质量轻，加固修补施工后，几乎不会增加结构自重，维持原本构件尺寸，可结合修补结构设计的尺寸标准，适当粘贴多层，不会影响结构受力。 2 芳纶纤维布加固工艺试验 2.1 试验目的 对隧道拱顶应用芳纶纤维布和现有钢筋混凝土二衬的密贴性、黏合度、密实性、防水性予以验证。 2.2 试验方法、流程、设备及材料 2.2.1 试验设备及材料 （1）芳纶纤维布，型号：AFS-1200；可自缠成卷，每卷芳纶布长50m，宽30cm，抗拉强度≥2060 MPa。 （2）底涂：选择可增强混凝土和芳纶纤维布黏合性的环氧树脂系黏合剂。 （3）浸渍树脂：选择可让芳纶纤维彼此结合的、且能提升其强度的有机黏合剂。 （4）设备：滚动毛刷、墨线、滚轴。 2.2.2 试验方法及流程 （1）在拱墙上选一个2m×0.9m的区间，对拱部予以清理，保证清洁、干燥。 （2）绘制芳纶纤维布的裁剪图，剪出需要的形状。弹打墨线，依据芳纶纤维布的裁剪图片，在构件外表打出标准粘贴线。 （3）搅拌浸渍树脂，将浸渍树脂的固化剂、主剂以特定比例倒入容器，按同一方向搅拌。 （4）底料涂抹，拿滚动毛刷，将环氧树脂涂于混凝土表面。 （5）底层浸渍树脂的涂抹。 （6）按要求，粘贴芳纶纤维布，拿滚筒不断滚压，确保材料和混凝土的密实性，务要赶走层间气泡。 （7）外层浸渍树脂的涂抹。外层需再涂一次树脂。拿滚筒顺着芳纶布纤维的方向，涂抹树脂，不断滚压，芳纶布里层、外层均浸饱树脂，使树脂、纤维布、混凝土构件黏成一体。 2.3 试验验收 试验操作结束，开始现场验收。评定芳纶布纤维布和混凝土的黏结情况，通过目视：观看芳纶纤维布是否有较大的隆起，并拿小锤，敲击纤维布外表，检查是否存在空鼓，外层防护材料有没有涂满、涂匀、漏涂，防水性如何等。 根据试验施工状况，得出试验参数与结论。 3 高速公路隧道二衬拱顶芳纶纤维布加固施工技术 当隧道二衬拱顶钢筋混凝土保护层其厚度未达标时，依据以上的试验流程，以及试验确定的参数展开施工作业。其一，表面处理。磨平混凝土表面，补平破裂缺角。其二，底涂料的喷刷。确保均匀涂抹、厚度一致，做好防尘。其三，涂浸渍树脂。树脂涂布要均匀，无垂流；控制好脂硬化的时效。其四，芳纶纤维布的粘贴。按次序粘贴，沿着芳纶纤维布的粘贴方向，赶尽气泡，保证表面顺滑、平直。其五，外层浸渍树脂的涂刷。均匀涂刷树脂，使得补强芳纶纤维布与树脂深度渗透；如需要多层补强，则重复以上四、五、六步。其六，表面防护。即涂料表层的涂装。 4 施工技术要点 （1）清理混凝土表面后，其表面会附着尘埃。若将芳纶纤维布直接贴于环氧树脂上，则会降低黏结强度。因此，务必清除表面碎屑等杂质，用水冲洗，确保干燥。 （2）混凝土在涂底胶时，气温宜超过5℃。 （3）对芳纶纤维布进行粘贴时，底胶表面要干燥。粘贴气温应控制在5℃以上。 （4）树脂和芳纶纤维布要充分浸透，芳纶布与混凝土表面要紧密粘贴。 （5）芳纶布顺着纤维的受力方向进行搭接，搭接长度宜超过10cm，若需多层加固，则每层芳纶布间的搭接要错位。 （6）芳纶布加固中，应结合外界环境，做好收尾工作，强化表面涂装，保证加固层外观、防水等功能。 （7）施工中，统一采集施工废料，采用集中处理方式，做好施工人员卫生防护。 5 结语 总之，伴随高速公路行业的发展，我国对道桥工程施工要求不断提升，相比传统的加固方式，芳纶纤维布在隧道二衬拱顶钢筋保护层厚度方面的应用显示极大的优势，可弥补工程施工条件的缺陷，性价比较高，值得在桥梁隧道工程中推广。 参考文献： [1]孙卫锋.高速铁路隧道二衬拱顶钢筋保护层厚度不足的整治方法[J].山西科技,2012(06):92-94. [2]高至飞,侯长兵.地质雷达法检测高速铁路隧道常见质量缺陷及图像解释[J].铁道建筑,2014(011):94-97,118. [3]王光勇.衬砌保护层缺陷对隧道耐久性的影响及处置技术[J].国防交通工程与技术,2013(06):47-50. [4]邓毅.隧道二衬钢筋保护层厚度控制技术[J].智能城市,2018(010): 150-151. 《华东科技》 2020·3 235
