高速公路隧道粘钢加固概述
- 高速公路隧道粘钢加固是一种有效的结构补强方法。随着隧道使用年限增加、地质条件变化或受到自然灾害、车辆振动等影响，隧道衬砌结构可能出现裂缝、剥落、变形等问题，粘钢加固可以增强隧道结构的承载能力和稳定性，保障隧道的安全运营。
加固原因
- 结构损伤：
- 隧道衬砌在长期的车辆荷载振动和地下水渗透等作用下，可能出现混凝土开裂、剥落现象，导致衬砌结构的有效厚度减小，承载能力降低。
- 隧道穿越不良地质地段，如断层、破碎带等，可能因围岩压力过大，使衬砌产生变形、裂缝，影响隧道结构安全。
- 设计标准提升或原设计不足：早期建设的隧道可能由于当时的设计标准较低，随着交通流量增加和重载车辆增多，原衬砌结构无法满足现行荷载要求，需要进行加固。
粘钢加固施工流程
- 施工准备：
- 资料收集与分析：收集隧道的设计图纸、地质勘察报告、施工记录等资料，了解隧道结构形式、衬砌厚度、混凝土强度等级、围岩类别等信息，分析可能存在的问题和加固重点。
- 现场勘查：对隧道内部进行全面检查，详细记录衬砌的裂缝分布（长度、宽度、深度）、剥落面积、变形情况等。同时检查隧道内的排水系统、通风设施等是否正常，因为这些因素会影响加固效果。
- 材料准备：选择合适的钢板，一般采用 Q235 或 Q345 钢材，根据加固设计要求确定钢板的厚度（通常在 3 - 8mm）和尺寸。同时准备高性能的环氧类结构胶粘剂，其粘结强度、耐老化性能等指标要满足隧道环境要求。对材料进行质量检验，检查质量证明文件，并按规定抽样复验。
- 设备准备：准备施工所需的设备，如电焊机、角磨机、钻孔机、空气压缩机等，检查设备性能，确保其能正常工作。同时准备安全防护设备，如安全帽、安全带、防毒面具等，保障施工人员安全。
- 隧道衬砌表面处理：
- 清理：使用高压水枪或空气压缩机等设备，清除衬砌表面的灰尘、油污、剥落的混凝土碎屑等杂质，保证衬砌表面清洁。
- 打磨：用角磨机对衬砌表面进行打磨，使表面粗糙，增加与胶粘剂的粘结力。打磨深度一般控制在 2 - 3mm，打磨范围要超出粘钢区域一定距离（一般为 5 - 10cm）。
- 修复与找平：对于衬砌表面的较大裂缝或坑洼处，采用水泥砂浆进行修复和平整处理，确保衬砌表面平整度偏差不超过 5mm，以保证钢板与衬砌的良好贴合。
- 钢板加工与处理：
- 切割与钻孔：根据隧道衬砌的形状和加固设计要求，对钢板进行切割加工，确保钢板尺寸准确。在钢板上钻孔，用于安装膨胀螺栓或化学锚栓，孔的直径、间距和深度要符合设计要求。
- 除锈与除油：采用喷砂或酸洗等方法对钢板表面进行除锈处理，然后用丙酮等有机溶剂清洗钢板表面的油污，保证钢板表面清洁、干燥。
- 胶粘剂配制与涂刷：
- 胶粘剂配制：按照胶粘剂的使用说明书，准确称量 A、B 两组分，在清洁的容器中混合搅拌均匀。搅拌速度和时间要严格控制，一般搅拌速度为 200 - 300r/min，搅拌时间为 3 - 5min，确保胶粘剂的性能。
- 涂刷胶粘剂：在处理好的衬砌表面和钢板内表面均匀涂刷胶粘剂，涂刷厚度要符合设计要求，一般为 2 - 3mm。涂刷时要避免出现气泡、漏刷等现象，可采用刮板或毛刷进行涂刷。
- 钢板粘贴与固定：
- 粘贴钢板：将涂刷好胶粘剂的钢板迅速准确地粘贴到衬砌表面，使用特制的千斤顶或撬棍等工具调整钢板位置，保证钢板与衬砌紧密贴合。
- 固定钢板：采用膨胀螺栓或化学锚栓将钢板固定在衬砌上，螺栓的拧紧力矩要符合设计要求。对于较大面积的钢板，可在钢板周边和中部适当增加锚栓数量，以增强钢板的固定效果。
- 质量检查与验收：
- 外观检查：检查钢板与衬砌的粘贴是否平整，有无空鼓、翘曲等现象。若有空鼓，单个空鼓面积不超过 100cm²且总数不超过总粘贴面积的 5%时，可采用钻孔注胶的方法修复；若超过规定值，则需重新粘贴。
- 粘结强度检测：采用拉拔试验等方法检测钢板与衬砌之间的粘结强度，粘结强度应不低于设计值。拉拔试验的抽样数量和检测位置要符合相关规范要求。
施工安全与注意事项
- 安全措施：
- 隧道内施工要注意通风，防止胶粘剂挥发产生的有害气体积聚。施工人员要佩戴防毒面具、安全帽、安全带等防护用品，设置安全警示标志。
- 由于隧道内空间有限，施工设备和材料的摆放要合理，避免影响交通和施工安全。在高处粘贴钢板时，要搭建牢固的脚手架或操作平台。
- 注意事项：
- 胶粘剂的配制和使用要在规定的温度和湿度条件下进行，一般温度在 5 - 35℃，相对湿度不超过 70%。若环境条件不符合要求，可能影响胶粘剂的性能。
- 施工过程中要严格控制各个环节的质量，尤其是衬砌表面处理、胶粘剂涂刷和钢板粘贴固定等关键工序，任何一个环节出现问题都可能影响加固效果。