涵洞病害原因分析及加固处理？
一、项目概况
广东西部沿海高速公路台山段全长86.28公里，是平原丘陵地区的高速公路。涵洞346座，其中盖板涵170座，圆管涵167座，拱涵8座，箱涵1座。2002年4月建成通车，全程采用全封闭立交，设计为双向四车道立交。由于西部沿海地区高速公路台山段大部分位于软基路段，在长期车辆荷载和路基沉降的双重作用下，部分涵洞出现不同程度的开裂、露筋等病害。为了保证高速公路结构的安全和道路交通的安全运行，有必要对病害涵洞进行加固。本文简要分析了西部沿海地区高速公路台山段15圆管涵不良的原因及处理措施。
二、主要疾病及原因分析
1，涵洞裂缝
涵管顶部有一条或多条纵向裂缝，贯穿整个管节，属于弯曲裂缝，说明抗弯能力不够。这主要是涵洞本身的质量或应力造成的，这种裂缝一般是随着作用在涵洞上的荷载的变化而动态变化的；有些裂缝较小且不连续，主要是混凝土收缩徐变引起的，属于静态裂缝。
2、接缝脱落、错位和砂粒渗透
接缝脱空和错位主要是由地基不均匀沉降引起的；部分接缝被掏空并渗入砂粒，这是由于沥青麻条老化脱落，水流冲刷接缝，路基填土渗入造成的。
4、管壁暴露
管壁露筋主要是由于混凝土保护层厚度过薄或应力过大，导致管壁开裂，钢筋锈蚀。
三、治疗措施
1，混凝土裂缝
当裂缝宽度小于0.15mm时，应用改性环氧树脂胶进行密封处理；当裂缝宽度大于等于0.15mm时，采用压力灌浆法灌注改性环氧树脂胶进行修补；已涂环氧树脂但未完全封闭的裂缝，凿除并用改性环氧树脂修补。当裂缝区域钢筋锈蚀时，先对钢筋进行除锈，然后对裂缝进行修补。
2.结构裂缝加固
对于宽度大于0.2毫米的结构裂缝，除修补裂缝外，还应对管涵进行加固，以
提高涵洞的承载力。对于结构应力裂缝，采用粘钢加固，裂缝严重的采用预埋钢衬。
3.管接头之间的填缝剂脱落
混凝土管涵的接缝或施工缝脱落，或已用水泥砂浆修补，但修补质量较差时，应将原填缝料凿除，清理干净，并用浸过沥青的干麻布填塞。对于路基渗水、流沙等现象，应先对涵背土进行注浆加固，再进行封堵。
4.管壁混凝土的空洞、蜂窝、凹坑、表面风化、剥落和损坏。
先把松动的部分去掉，再用小石混凝土和改性环氧砂浆修补。新浇筑的混凝土应密实，与原结构结合牢固，表面光滑。新混凝土必须进行养护。当混凝土剥露或混凝土保护层厚度不足时，应先凿除松散的保护层，并清除钢筋锈蚀，然后修补保护层。如果破损面积不大，可以用改性环氧砂浆修补；如果破损面积过大，钢筋锈蚀严重，可以用钢套管加固。
5.错缝接合
由于地基不均匀沉降，管节连接处用沥青麻丝填充，管节局部破损处用高强混凝土修补。如果管接头严重错位，建议纠偏。
6、其他维护措施
对于涵顶路面的裂缝，采用乳化沥青封闭裂缝，水泥砂浆修补端墙和翼墙裂缝。
四、施工工艺及技术要求
裂缝修补
1.修补裂缝前，进行全面调查，现场核实裂缝数量、长度、宽度，对裂缝进行编号，做好记录，绘制裂缝分布图。
2、根据裂缝的不同性质、不同形状和产状选择合适的修补方法和修补顺序。
3、裂缝缝表面处理，应使工作面平整、干燥、无油污，处理范围沿裂缝方向宽度为30 ~ 50 mm..
4.当采用表面封闭法处理裂缝时，应在适当的压力下用改性环氧砂浆对接缝表面进行处理和刮平。
5、压力灌浆修补裂缝根据浆液的流动性，灌浆压力一般为0.1~0.4MPa。
6、裂缝灌浆必须自下而上进行。
7.压力注浆法施工工艺流程:灌缝表面处理-粘贴注浆嘴和出浆嘴-封缝-封缝检查-注浆-封端-检查。
(2)管接头表面缺陷的处理
1.修补混凝土表面缺陷前，应对缺陷进行全面调查，根据损伤程度选择合适的修补材料和方法。
2.对于蜂窝、空洞、大面积破损等表面缺陷，可采用比原结构高一个等级的混凝土进行修补；改性环氧砂浆可用于修补表面风化、剥落、钢筋外露和小面积破损缺陷。
3、混凝土修补前，应对表面的蜂窝、孔洞、凿毛，并保持旧混凝土表面的湿润和清洁。
4.在应用改性环氧砂浆进行修补之前，应在粗糙的混凝土表面涂抹一层改性环氧基液体，以充分渗透旧混凝土表面。
5.改性环氧砂浆的施工温度应为20oC±5oC，高温或寒冷季节应采取有效措施控制施工温度。
6.锈蚀钢筋在表面缺陷处理前应除锈，缺陷处理后应在修补范围及周围涂渗透性防锈剂。
(三)钢衬管涵加固
钢衬由6mm厚的钢板制成，衬的长度根据混凝土的开裂范围和施工方法定制，例如
需要延伸时，采用平焊对接连接。钢套管与原混凝土管涵之间的缝隙用环氧树脂填充。为了保证护筒能在孔内顺利移动，便于安装，并保证护筒居中，每个筒下焊接一块1 ~ 2 cm的半圆形钢板。安装钢衬钢衬前，应对原涵洞内表面进行打磨，清除杂质、赃物和开裂的混凝土，然后用高压水枪清洗干净。钢套管表面也要进行处理，主要包括钢板表面含盐量的检测和可溶性盐的去除，表面油污的检查和清除，油漆、胶带等表面附着物和杂物的清除。
钢护筒安装:挖掘机吊装，卷扬机牵引。上游设置挖掘机提升钢护筒。
涵洞下游安装一台5t卷扬机，钢护筒一端用钢丝绳牵引，钢丝绳栓接处用φ25mm钢筋焊成十字，加固管口，防止钢护筒变形。材料要求:按ISO 3549-2002标准试验，环氧富锌底漆中金属漆在干膜中的重量比不低于80%；环氧云铁中间体(MIO)要求体积固含量不低于80%；丙烯酸聚氨酯面漆要求体积固含量不低于57%。
施工要求:钢套管表面的喷砂处理应符合Sa2.5的标准。钢套管结构表面使用车间底漆。
无机硅酸锌车间底漆，面漆施工温度不高于40℃。钢套管内表面的涂层系统和工地焊接连接区域的涂层系统见表5和表6。工地焊接接头区域表面涂漆前，应使用电动工具打磨至St3级，施工应符合相关标准和规范的要求。防腐涂装应在大气条件良好时进行，气温低于涂料干燥固化温度的极限或有雾、结霜、下雨时不能进行涂装。
(4)管接头用钢板加固。
1.加固施工前，必须对原管涵的混凝土强度进行现场检测，要求实际混凝土强度等级不低于C20。
2.钢板应由工厂自动制成圆弧，切割边缘表面应光滑，无毛刺、咬边和翘曲。
3、钢板结合面外壳用喷砂或平砂轮打磨至金属光泽，打磨线条应垂直于钢板受力方向，钢板结合面应具有一定的粗糙度。
4.钢板的外露表面必须除锈以显示金属光泽并保持干燥，并涂上防腐漆。防腐材料对钢板和粘合剂无害。
5、钢板粘贴必须在干燥的环境中进行，如果接头粘结面潮湿，必须干燥。
6.管道接头结合面和钢板结合面的处理是最关键的工序。若结合面局部损坏，应先凿除，再用原混凝土强度等级较高的卵石混凝土修补。对于非常旧和脏的粘结面，先用蘸有高效清洁剂的硬毛刷刷掉表面油污和污垢，然后用水冲洗，再打磨粘结面，去除2~3mm厚的表层，直至新的混凝土表面完全露出，用压缩空气吹净灰尘。
7、粘贴钢板施工时，应分框架和封闭涵洞通行，减少活载对钢筋质量的影响。
8.钢板表面涂层系统是指钢套管表面涂层系统。
由于圆管涵维修加固工程规模小、分散，在高速公路正常运营条件下，既要保证施工质量和安全，又要节约成本。所以除了在施工技术上提出更高的要求，还要合理组织施工，包括交通维护、环境保护等措施。
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