根据广州地铁三号线某盾构隧道区间管片衬砌裂纹病害整治施工实例,对盾构隧道在运营过程中管片出现裂纹的原因进行了分析,提出了病害整治原则,并进行了管片裂纹处理和管片加固处理方案比选,确定了采用粘贴碳纤维布进行管片加固的方法。
1隧道概况及工程条件
开工于2002年6月30日的广州地铁三号线某盾构隧道区间全长4.77km,区间隧道于2006年6月6日全线贯通,12月31日全线通车运营。采用德国海瑞克Φ6.28土压平衡盾构机掘进,装配式管片衬砌。管片外径为6m,内径为5.4m,管片厚为0.3m,环宽为1.5m,采用5+1块错缝拼装形成管环衬砌。
1.1地面环境
该区间左线管片(1662环~1724环)受损隧道段的里程为ZDK27+294~ZDK27+387,隧道上方地面为9层建筑物,建筑物的基础为15m~20m深的锤击贯入桩,地面环境复杂。
1.2地质情况
管片受损隧道段隧道覆土约29m~30m,洞身范围为5H-2花岗岩硬塑状或稍密状残积土,风化剧烈,遇水易软化崩解,洞底围岩为6H花岗岩全风化带。通道上方分布有5H-1,4-1,3-2,2-2等砂质黏土,地层比较软弱。
2管片裂纹病害情况
隧道投入运营快1年后,在2007年11月2日发现了左线1662环~1724环隧道段环号为偶数的管环管片11点位的管片内表面出现了不同程度的纵向裂纹,该受损隧道段施工时间为2005年12月17日~12月28日。具体裂纹情况如表1所示。
3管片裂纹出现原因
1)列车长期振动造成隧道周边土体软化,侧向抗力降低,顶部弯矩增大。2)隧道埋深较大,达到29m~30m,且地质极为软弱,隧道覆土荷载造成了作用于隧道顶部的荷载较大。
4病害整治方案比选
4.1病害整治原则
1)需要继续长期监测以判断围岩是否已经收敛稳定,病害整治应不影响对隧道收敛的长期监测;
2)目前隧道已投入运营,病害整治措施应尽量减少对行车的不利影响;
3)隧道内设备、管线较多,病害整治措施应考虑设备、管线的影响;
4)病害整治方案应考虑对隧道监测的影响;
5)病害整治方案应能满足管片加固的要求,加固后管片裂纹不扩大、不增加。