王雪紅

（中交一公局， 北京 100000）

1 工程概況

張呼鐵路東起河北省張家口市張家口南站，西迄于呼和浩特市呼和浩特東站，全長(zhǎng)286.773公里，設(shè)計(jì)時(shí)速250公里/小時(shí)，鐵路等級(jí)為客運(yùn)專線。全線屬中溫帶亞干旱蒙東區(qū)，夏季短促而溫?zé)?、晝熱夜涼，日溫差大，秋季較短，冬季漫長(zhǎng)，寒冷而干燥，全年霜凍期長(zhǎng)。年平均氣溫2.9～9.6℃，極端最高溫度33.2～40.3℃，極端最低溫度-25.4～-35.6℃。

標(biāo)段內(nèi)共9座隧道，全長(zhǎng)11344米，隧道采用CRTSI型雙塊式無砟軌道，由鋼軌、扣件、SK-2雙塊式軌枕、道床板組成；軌道結(jié)構(gòu)設(shè)置為：隧道內(nèi)道床板采用連續(xù)澆筑，洞口195m范圍內(nèi)道床板分段澆筑，每隔19.5m設(shè)置一伸縮縫，在隧道洞門與明洞分界處、明暗分界處、地層承載力顯著變化處設(shè)變形縫，變形縫處道床斷開設(shè)置伸縮縫，伸縮縫處設(shè)剪力筋；洞口 200米范圍內(nèi)在調(diào)平層中植筋，道床板寬度為280cm，厚度為26cm；道床板采用C40鋼筋砼。先進(jìn)行調(diào)平層施工，再進(jìn)行無砟軌道道床板施工。各隧道無砟軌道道床板混凝土施工時(shí)段為2016年5月至2016年8月，2016年10月底，現(xiàn)場(chǎng)巡查時(shí)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)隧道道床板混凝土表面存在裂紋。

2 裂縫調(diào)查及分布規(guī)律分析

2.1 裂縫調(diào)查

現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)裂縫后，立即成立專家組，主要對(duì)裂縫的出現(xiàn)位置、寬度、長(zhǎng)度、深度指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查及檢測(cè)，以其中兩個(gè)隧道為例，經(jīng)調(diào)查，隧道一（全長(zhǎng)560米）共發(fā)現(xiàn)14處裂縫，隧道二（全長(zhǎng)540米）共發(fā)現(xiàn)6處裂縫。

2.2 裂縫分布規(guī)律分析

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)裂縫分布具有如下規(guī)律：

1）、裂縫主要分布在洞口200m范圍以內(nèi)：兩個(gè)隧道分別為79%與83%；

2）、裂縫主要分布在道床板上或道床板與調(diào)平層相連：兩個(gè)隧道達(dá)到75%，分別為45%與30%；

3）、裂縫寬度主要分布在0.2～0.5mm區(qū)間：兩個(gè)隧道達(dá)到90%；

4）、裂縫深度主要分布在60～90mm（含60mm）區(qū)間：兩個(gè)隧道達(dá)到70%；

5）、全線各隧道裂縫普遍存在，分布規(guī)律一致.

3 隧道裂縫成因分析

3.1 排除裂縫成因?yàn)榈鼗两底冃?/h3>

地基沉降變形引起的裂縫是由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降，使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生附加應(yīng)力，超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力時(shí)出現(xiàn)的裂縫。

3.1.1 道床板混凝土施工前隧道沉降變形觀測(cè)表明隧道沉降已穩(wěn)定

經(jīng)沉降變形監(jiān)測(cè)，道床板混凝土施工前各隧道沉降已穩(wěn)定，均已通過線下工程沉降變形分析第三方評(píng)估，隧道一最大沉降實(shí)測(cè)累計(jì)沉降值為1.28mm，隧道二最大沉降實(shí)測(cè)累計(jì)沉降值為1.66mm，具備鋼軌鎖定的技術(shù)條件。

3.1.2 道床板混凝土施工前調(diào)平層未發(fā)現(xiàn)裂縫

無砟軌道施工前，進(jìn)行調(diào)平層（即第二次仰拱填充）砼施工時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)已將第一次仰拱填充頂面采用銑刨機(jī)或高壓風(fēng)水聯(lián)合沖洗干凈，未發(fā)現(xiàn)第一次仰拱填充（均已經(jīng)歷 1～2年的沉降期）頂面有裂縫現(xiàn)象，如果基礎(chǔ)有沉降變形產(chǎn)生裂縫，應(yīng)在第一次仰拱填充頂面即已出現(xiàn)。

3.1.3 已發(fā)現(xiàn)的裂縫無錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象

因地基沉降變形引起的裂縫最為顯著的特點(diǎn)是裂縫存在錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，已發(fā)現(xiàn)的裂縫均無錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。

3.1.4 經(jīng)監(jiān)測(cè)，已有裂縫兩側(cè)無沉降差異現(xiàn)象選取現(xiàn)場(chǎng)4處典型裂縫對(duì)兩側(cè)進(jìn)行沉降差異監(jiān)測(cè)，裂縫兩側(cè)無沉降差異現(xiàn)象。

經(jīng)分析，排除地基沉降變形原因。

3.2 環(huán)境溫度急劇變化引起的溫度裂縫（簡(jiǎn)稱溫度裂縫）

調(diào)平層與無砟軌道道床板具體施工時(shí)段為2016年5月20日至7月20日，施工完成時(shí)現(xiàn)場(chǎng)未發(fā)現(xiàn)有裂縫（個(gè)別八字裂縫除外），直至10月底11月初才逐漸發(fā)現(xiàn)有裂縫出現(xiàn)，隨著溫度下降裂縫數(shù)量進(jìn)一步變多。受天氣突然變冷、環(huán)境溫度急劇降低影響，混凝土表面因收縮變形而引起裂縫是本工程隧道無砟軌道道床板混凝土形成裂縫的最主要原因，這與本工程裂縫分布規(guī)律是吻合的，裂縫集中分布在洞口段、裂縫寬度小、深度淺，多分布在混凝土表層。

3.3 新舊混凝土不良黏結(jié)裂縫（簡(jiǎn)稱不良黏結(jié)裂縫）

在雙塊式軌枕的側(cè)面及角部，常出現(xiàn)由于新舊混凝土黏結(jié)不良而引起的裂縫。裂縫形成時(shí)間為澆筑后幾個(gè)星期內(nèi)，主要表現(xiàn)為軌枕角部的“八字”裂紋。這在隧道無砟軌道道床板施工初期時(shí)已有發(fā)現(xiàn)。

3 .4成因分析

綜上分析，排除裂縫是因地基沉降變形引起的，裂縫形成原因?yàn)椋?/p>

1）、由于新舊混凝土不良黏結(jié)引起的不良黏結(jié)裂縫；

2）、受天氣變冷，外部環(huán)境溫度急劇降低影響，混凝土因收縮變形而引起的溫度裂縫為主要原因。

4 裂縫處理方案

參考現(xiàn)行《高速鐵路無砟軌道線路維修規(guī)則》（試行），結(jié)合我局及其它線施工經(jīng)驗(yàn)，制定如下處理方案：

先對(duì)裂縫進(jìn)行一個(gè)冬季的監(jiān)測(cè)，再根據(jù)裂縫具體情況，采取相應(yīng)處理方法：

1）、對(duì)于寬度小于0.2mm的裂縫，采用表面封閉法，材料選用Ⅲ型聚合物水泥；

2）、對(duì)于寬度大于0.2mm的裂縫，采用低壓注漿法，材料選用低黏度環(huán)氧樹脂。

5 施工方法

5.1 修補(bǔ)材料

表面封閉法：涂層材料采用Ⅲ型聚合物水泥材料，底涂材料采用高聚合物乳液含量的聚合物水泥基材料；低壓注漿法：注漿采用低黏度環(huán)氧樹脂材料，封閉材料采用聚合物快硬水泥漿。

5.2 主要修補(bǔ)機(jī)具

鋼絲刷、真空吸塵器、熱風(fēng)機(jī)、計(jì)量工具、攪拌工具、盛料容器、涂刷工具、注漿器、注漿嘴、打磨器等。

5.3 修補(bǔ)工藝

5.3.1 表面封閉法

（1）用鋼絲刷將裂縫表面兩側(cè)刷毛，用真空吸塵器清除灰塵等雜物，用熱風(fēng)機(jī)將裂縫處明水吹干；（2）稱量并配置修補(bǔ)材料，用手持式攪拌機(jī)攪拌均勻；（3）沿裂縫表面涂刷一層底涂材料；（4）待底涂材料表干后，涂刷表面封閉用涂層材料，刷涂3遍以上，以涂層厚度達(dá)到300μm以上為宜。每遍涂刷都要等到上遍涂層材料表干后再涂，且兩次涂刷方向相互垂直；（5）在大風(fēng)干燥等條件下適當(dāng)采取薄膜覆蓋等方法養(yǎng)護(hù)，防止涂層材料失水過快導(dǎo)致涂層開裂；（6）施工適宜溫度5℃～30℃，雨雪天不得施工。

5.3.2 低壓注漿法

（1）用鋼絲刷清潔裂縫表面區(qū)域，用真空吸塵器清除周圍雜物；（2）采用封縫材料封閉裂縫，封閉過程中留出注漿孔和排氣孔；（3）通過注漿器向裂縫內(nèi)注入修補(bǔ)材料，直至注滿為止；（4）當(dāng)修補(bǔ)材料固化后，去除封縫材料，并將裂縫表面打磨平整；（5）在裂縫表面涂刷裂縫封閉材料，其修補(bǔ)材料及工藝與“表面封閉法”相同；（6）施工適宜溫度5℃～30℃，雨雪天不得施工。

6 結(jié)語

張呼鐵路作為內(nèi)蒙古境內(nèi)第一條高鐵，隧道無砟軌道道床板混凝土裂縫的出現(xiàn)，引起了參建各方高度重視，立即成立專家組，組織專業(yè)檢測(cè)隊(duì)伍對(duì)裂縫進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)裂縫分布規(guī)律，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工與工程所在地氣候情況，分析了裂縫形成原因，制定了合理的處理方案措施，經(jīng)內(nèi)外部專家評(píng)審后組織實(shí)施，現(xiàn)處理施工已完成，各階段驗(yàn)收已完成，并作為先開通段已順利開通，這對(duì)今后北方高鐵隧道無砟軌道道床板混凝土施工具有指導(dǎo)、借鑒意義。