一种利用智能混凝土防治隧道裂缝的施工方法
技术领域
本发明属于隧道病害整治技术领域，尤其涉及一种利用智能混凝土防治隧道裂缝的施工方法。
背景技术
隧道裂缝，即在隧道上裂开的缝隙，对隧道的使用功能和承载能力影响相对较大，尤其是拱墙上的贯穿性斜裂缝(或纵向裂缝)。
现有的隧道裂缝处理方法，一般是根据实际情况采用不同的修复手段。如隧道二次衬砌拱墙的某一段或某一局部混凝土上出现多条纵向、环向或斜向裂缝，互相交叉，将衬砌分成大大小小的块体，且主要裂缝宽度在5.0mm以上，很可能造成混凝土局部坍塌、掉块，则需要拆除重建法进行整治。
如二次衬砌混凝土拱、墙出现局部拉裂、压溃、掉块或主要裂缝宽度在1.0～5.0mm之间，可采用局部凿除补强法，根据围岩稳定或原初期支护破坏情况，可打锚杆、挂网、喷混凝土进行修复。
如隧道围岩为Ⅰ和Ⅱ级，其稳定性较好，对于宽度在0.5～1.0mm之间且密度较小的混凝土裂缝，主要采用锚固注浆法或嵌入钢拱架法进行修补加固。如隧道围岩为Ⅲ～Ⅵ级，其稳定性较差，锚固注浆作用不大，对于宽度在0.5～1.0mm、且密度较大、但无明显错动迹象的混凝土裂缝，主要采用套衬补强法。
如衬砌混凝土裂缝宽度在0.3～0.5mm之间，且无明显的剪切错动和渗漏水迹象，且裂缝范围较小、数量较少，可采用凿槽嵌补法修补；如衬砌混凝土裂缝宽度在0.3～0.5mm之间，范围较大或有明显错动迹象及渗漏水迹象，对结构的承载能力会产生一定的影响，可采用埋管直接注浆法修补加固。
如裂缝宽度在0.2(0.1)～0.3mm之间，且无明显的剪切滑移和渗漏水迹象，对结构的承载能力影响不大，且不影响结构安全和正常使用，可采用直接涂抹法进行处理，涂抹材料建议用水泥基渗透结晶型材料。严格按照施工流程，经过施工整治，隧道裂缝可得到有效治理。
以上为不同情况下不同大小的裂缝宽度所采取的不同修复方法，但是，在隧道使用过程中，隧道裂缝的出现可能并不能及时发现，进而导致隧道裂缝修复不及时到位。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用智能混凝土防治隧道裂缝的施工方法，以及时对隧道裂缝进行修复，防止隧道裂缝进一步扩大。
本发明采用以下技术方案：一种利用智能混凝土防治隧道裂缝的施工方法，应用于当前隧道施工阶段，包括以下步骤：
获取同类地质条件下相同走向的已建隧道中裂缝分布信息；其中，同类地质具体为围岩、土层与地下水分布均相同；
对裂缝分布信息进行筛选，得到裂缝密集区域；其中，裂缝密集区为裂缝宽度＞0.1mm，且横向或纵向1m范围内裂缝数量≥5的区域；
在当前隧道施工阶段进行分段施工，当施工裂缝密集区域对应的施工区域时，采用智能混凝土施作施工区域的二次衬砌；
当当前隧道的施工区域出现隧道裂缝时，二次衬砌的智能混凝土对隧道裂缝进行自动修复。
进一步地，得到裂缝密集区域之后还包括：
获取裂缝密集区域的里程桩号；
在当前隧道施工阶段进行分段施工时，根据里程桩号选择裂缝密集区域对应的施工区域。
进一步地，在当前隧道施工阶段进行分段施工时：
根据里程桩号对隧道进行分段。
进一步地，根据里程桩号对隧道进行分段之后：
以当前施工隧道的横截面将当前施工隧道分为左侧部分和右侧部分；
将左侧部分和右侧部分分别均分为3块，并在初期支护上施作分块标号；
选择裂缝密集区域对应的部分，根据分块标号，采用智能混凝土施作该部分的二次衬砌。
进一步地，采用智能混凝土施作施工区域的二次衬砌之后还包括：
对施工区域的二次衬砌进行养护。
本发明的有益效果是：本发明通过参考同类地质条件下相同走向的已建隧道的裂缝密集区域，将其作为当前隧道的施工参考信息，在当前隧道分段分块施工二次衬砌时，在与裂缝密集区域对应的位置采用智能混凝土施作，进而当该区域出现隧道裂缝时，智能混凝土对其进行及时自动修复，避免由于隧道裂缝修复不及时带来隧道质量问题，增加隧道安全性能。
附图说明
图1为本发明实施例一种利用智能混凝土防治隧道裂缝的施工方法的流程图；
图2为本发明实施例中隧道二次衬砌分块结构示意图；
3.初期支护；11.左一块；12.左二块；13.左三块；21.右一块；22.右二块；23.右三块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明实施例公开了一种利用智能混凝土防治隧道裂缝的施工方法，应用于当前隧道施工阶段，如图1所示，包括以下步骤：
获取同类地质条件下相同走向的已建隧道中裂缝分布信息；其中，同类地质具体为围岩、土层与地下水分布均相同；对裂缝分布信息进行筛选，得到裂缝密集区域；其中，裂缝密集区为裂缝宽度＞0.1mm，且横向或纵向1m范围内裂缝数量≥5的区域；在当前隧道施工阶段进行分段施工，当施工裂缝密集区域对应的施工区域时，采用智能混凝土施作施工区域的二次衬砌；当当前隧道的施工区域出现隧道裂缝时，二次衬砌的智能混凝土对隧道裂缝进行自动修复。
本发明通过参考同类地质条件下相同走向的已建隧道的裂缝密集区域，将其作为当前隧道的施工参考信息，在当前隧道分段分块施工二次衬砌时，在与裂缝密集区域对应的位置采用智能混凝土施作，进而当该区域出现隧道裂缝时，智能混凝土对其进行及时自动修复，避免由于隧道裂缝修复不及时带来隧道质量问题，增加隧道安全性能。
由于对于不同地质条件下，其土层、围岩与地下水分布等外部地层地质条件都不同，不具有可参照性，所以，在本实施例中同类地质条件下相同走向的已建隧道指的是，在同一围岩、土层与地下水分布的条件下并列或平行设置的多条隧道中，相对于后建的隧道，先建的隧道即为同类地质条件下相同走向的已建隧道。
在本发明的一个实施例中，得到裂缝密集区域之后还包括：
获取裂缝密集区域的里程桩号；在当前隧道施工阶段进行分段施工时，根据里程桩号选择裂缝密集区域对应的施工区域。
通过里程桩号，可以实现已建隧道与当前施工隧道之间的物理位置的对应，进而，可以对两个隧道的环境进行相互参考。在已建隧道中，如果该区域为裂缝密集区域，那么，当前隧道的该区域也极有可能是裂缝易出现的区域。
在当前隧道施工阶段进行分段施工时，需要对隧道采取分段施工，常规的分段施工，每段的划分没有太大的要求，在本发明实施例中，根据里程桩号对隧道进行分段。通过该手段，可以充分检测该段隧道的围岩条件，了解整段围岩的整体地质条件，进而制定更为适合的施工方案，尽可能的减少裂缝的产生，还可以根据分段的实际环境，调整之前制定的施工方案。
在本发明的一个实施例中，根据里程桩号对隧道进行分段之后：
以当前施工隧道的横截面(即掌子面)将当前施工隧道(即当前段或掌子面所在的分段)分为左侧部分和右侧部分；将左侧部分和右侧部分分别均分为3块，并在初期支护上施作分块标号；选择裂缝密集区域对应的部分，根据分块标号，采用智能混凝土施作该部分的二次衬砌。
由于智能混凝土的造价非常昂贵，全隧道使用智能混凝土是很难达到的，甚至对于每一分段使用智能混凝土对于施工单位来讲都是极为昂贵的。因此，为了节省施工成本，达到本发明实施例的效果，将每段隧道横断面二次衬砌进行分块，再将裂缝密集区域与分块进行对应，将对应分块的二次衬砌采用智能混凝土施作。
在本实施例中，如图2所示，将每段二次衬砌沿隧道轴线方向进行分块，通过该图可看到，将隧道二次衬砌分为了左一块11、左二块12、左三块13、右一块21、右二块22、右三块23，并在初期支护3上进行标记，方便二次衬砌的施作。在本实施例中，右三块23为隧道裂缝密集区域对应的分块，因此，在该块上采用智能混凝土施作二次衬砌，对于其他块均采用常规混凝土进行施作。当然，其他段的是做过程与该段是做过程相同。这样，既满足了对裂缝的修复问题，也尽可能的节省了智能混凝土的成本。
智能混凝土是模仿生物对创伤的感知和生物组织对创伤部位愈合的机能，在二次衬砌混凝土传统组分中复合特殊组分即所谓的第六组分，如仿生传感器、含胶粘剂的液芯纤维或空心胶囊等，使二次衬砌混凝土内部形成智能型仿生自诊断、自愈合网络系统。
在隧道运营期，当二次衬砌混凝土材料内部出现损伤时，仿生传感器可以及时诊断预警，当内部出现微裂纹时，部分液芯纤维破裂，胶粘剂流出深入裂缝，使二次衬砌混凝土裂缝重新愈合，恢复并提高二次衬砌混凝土材料的性能。可以从源头有效治理隧道裂缝，可实现对二次衬砌混凝土材料的能动诊断、实时监测和及时修复，以超前意识确保其安全性，延长隧道二次衬砌的使用寿命。
通常智能混凝土的养护是其发挥作用的基本保证，因此，采用智能混凝土施作施工区域的二次衬砌之后还包括：对施工区域的二次衬砌进行养护。更为具体的，对施工完的隧道二次衬砌混凝土喷洒湿水，养护28天。
本发明的方法，从源头对隧道裂缝进行整治，相对于先出现裂缝后采取各种治理措施的做法，其结果是大幅降低了工程成本，节省时间，实现了“多花小钱看大病”，不失为一种较好的解决方法。
