高铁隧道衬砌缺陷整治措施探讨

高铁隧道衬砌缺陷整治措施探讨

李德志

中铁隧道局集团建设有限公司广西南宁530000

摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国的高铁隧道建设在不断的加快，隧道工程是高速高铁隧道建设中的重要施工段，如果在隧道施工中出现衬砌结构质量问题，将会直接威胁到列车运行的安全性。所以要提高施工技术水平，确保隧道衬砌施工质量。该文首先对隧道隧道衬砌施工中常见的质量缺陷成因进行分析，然后阐述相应的预防及处理措施，为类似质量缺陷的处理提供参考与借鉴。

关键词：隧道；隧道；衬砌；质量缺陷

引言

在高铁隧道隧道工程建设中，受围岩条件复杂、施工控制不严和混凝土材料收缩徐变等因素的影响，部分隧道衬砌脱空缺陷严重。已有许多学者对衬砌脱空的影响进行了相关研究，杨小玉等对高铁隧道隧道衬砌混凝土背后脱空产生的原因进行了综合分析并提出相应的预防及处治措施;基于FLAC软件建立分析模型，探究在不同脱空位置、不同脱空程度情况下衬砌安全性的影响规律，并结合工程实际制定了整治方案。但是对于导致隧道二次衬砌脱空众多因素之间结构关系的研究仍有不足。以成贵客专工程某隧道为例，建立隧道衬砌脱空故障树，以展现导致衬砌脱空各因素之间的结构关系以及结构重要度。

1隧道隧道衬砌施工常见质量缺陷成因分析

1.1衬砌结构与围岩结合不密实

隧道衬砌结构应该与围岩结构紧贴，形成一个整体，保证衬砌结构与围岩结合密实。然而，在实际施工过程中，由于施工管理不当，很多施工单位在衬砌背后添加石块杂物，拱顶孔洞等造成围岩与初期支护不密实。另外，在二次衬砌施工过程中，由于混凝土泵送压力不足等原因，拱顶不饱满，造成二次衬砌与初期支护之间出现很大空洞。

1.2二衬背后脱空及成因

二衬背后脱空的主要原因是人为因素，主要有以下几个方面。第一，在灌注混凝土的过程中，随着灌注空间的缩小，空气也越难排出，在拱顶就会出现脱空缺陷。第二，在进行拱顶混凝土封底施工时，受到混凝土输送泵动力或者二衬台车的抗压能力限制，混凝土填充没有达到规定的密实度，拱顶砼打不满进而导致拱顶脱空。第三，防水板挂设不规范导致二衬背后脱空。第四，没有按照规定对混凝土饱满度进行检测。导致二衬背后脱空的原因很多，多数原因为施工时没有按照规定工序以及施工工艺操作，导致混凝土密实度不达标，从而在拱顶出现空洞。

1.3衬砌结构欠厚处理

（1）以物探和钻孔结果为依据确定欠厚的具体范围，同时还要在处理中对具体范围予以核对和校验。（2）处理前，先对相邻段落存在的缺陷进行处理，并设置可靠的临时支护设施，按照0.5m/榀的频率设置钢架。（3）利用自行制作的台车作为作业平台，使作业人员能在平台上用砂轮机进行切缝，缝深按衬砌结构总厚的2/3严格控制，二衬用风镐破除。在破除二衬的过程中，应跳槽进行且不可爆破，拆除时，纵向长度应控制在1m以内，不可在较大的段落实施连续拆除，对防水板和土工布进行拆除时，搭接长度应达到40cm以上。（4）将二衬拆除完毕后，对新、旧混凝土之间的结合部位进行冲洗，根据设计要求对二衬钢筋进行恢复，同时做好钢筋的除锈，使新旧部分良好相连。（5）经自检确认合格后，由监理工程进行检查验收；经检查验收确认合格后进行无纺布及防水板的铺设，同时做好与原有防水板之间的搭接。在新旧混凝土之间的接缝处应采用止水胶封堵，以提高整体的防水性能。（6）完成以上步骤后用钢模台车进行二衬混凝土的灌注，灌注时使用具有微膨胀性能的混凝土，具体的强度等级以设计要求为依据确定。完成对二衬的浇筑后，对衬砌结构厚度进行检查，待其强度达到要求后，填补衬砌背后的孔洞，使二衬和初支能够紧密相贴。

2隧道隧道衬砌施工常见质量缺陷的处理措施

2.1整体切割凿除

当隧道衬砌结构出现较大裂缝，且裂缝附近有较大面积的脱空时，可采用整体切割凿除的方法，避免裂缝范围扩大威胁到隧道结构的耐久性和安全性。应该重点控制凿除缺陷砼、新旧砼的防水以及钢筋砼工序3个环节。在整体切割凿除施工中，首先要确定需要切割凿除的范围，结合相应参数划定范围后再施工。在切割凿除缺陷砼时应该凿除到设计的厚度，并将边缘修整平齐，在凿除厚度没有达到二衬厚度的部位，要凿除初期支护部分。使用钢丝刷清理切口表面，然后用水冲洗保持壁面洁净。在切割凿除的过程中，要做好防水板的保护工作，避免破坏防水板。在新旧混凝土相接处，使用遇水膨胀橡胶止水条和波纹管做好防排水措施。在必要的情况下，可增加格栅钢架，以提高结构稳定性。为了提高新旧砼面的紧密度，在关模前向既有二衬混凝土表面刮涂防水涂料。通过模板处预留的灌料孔灌入混凝土，确保混凝土得到充分振捣。在混凝土养护完成拆模后，对封口模板的孔洞部分进行压力注浆，注浆完成对新旧砼表面进行打磨处理，然后刮涂防水涂料。划块整体切割凿除可将裂缝以及周围缺陷部分全部凿除，重新浇筑混凝土，以提高整体结构质量。

2.2衬砌结构局部裂缝处理

1）二衬清表用钢丝刷对二衬结构表面进行清理，然后用空压机吹扫干净，再进行适当的打磨平整，去掉所有浮浆，到露出内部新鲜结构面为止。2）钻孔和注浆管的埋设在裂缝走向上凿出一个V字形孔，孔顶与裂缝正对，间距控制在30～50cm范围内，将其冲洗干净后设置塑料管，在周围孔隙使用环氧砂浆加固，外露长度为8～10cm。3）封缝对每一个需要进行注浆处理的裂缝都要均匀涂刷一层环氧树脂。4）压水试验在封缝完成且砂浆锚固以后开始压水试验，通过试验检查封缝是否满足要求，并确定适宜的压浆参数。试验时使用的水为有色水，压力不能低于0.4MPa，试验前测定进水量与水压，将其作为注浆施工的参考依据。5）注浆注浆按照从两端向中间的顺序进行，对于注浆压力，以裂缝的大小和衬砌质量为依据确定，通常控制在0.2～0.6MPa范围内；待实际注浆量和设计注浆量基本一致且压力保持稳定时，停止注浆，在注浆的过程中要观察压力及其发生的变化，如果压力突然增高，应暂停注浆。6）封孔在注浆完成后，用铁丝对外露的注浆管进行绑扎，待浆液达到终凝后，将外露的部分割除，采用环氧砂浆把孔口抹平，凝固后在裂缝上涂抹一层环氧树脂。

2.3加强施工管理

加强对现场管理人员的教育培训工作，提高其质量意识和责任心。通过开展培训，使每一位管理人员牢固掌握隧道开挖、初期支护、防水板安装以及混凝土施工过程中的各项工艺要求和关键环节监控要点，提高管理人员的技术水平。加强施工技术交底工作。现场技术管理人员要对施工班组进行详细交底，确保各项工艺要求传达到每一位作业人员手中。加强施工准备工作，对原材料储备、混凝土的供应、人员设备到位等各环节进行认真检查核实，确保混凝土浇筑施工的连续性。加强施工过程中的组织管理。施工管理人员和监理旁站人员必须严格盯控隧道施工，及时纠正和处理施工作业中的不规范行为。加强无损检测。在衬砌施工200m后即安排雷达检测，检测时以拱顶、仰拱为重点，可根据现场情况适当增加测线，以便及时发现问题并采取措施。加强施工质量验收检查工作，严格遵循上道工序验收不合格不得进行下道工序施工的原则。

结语

在隧道隧道施工中，由于受到自然条件以及人为操作等各种因素的影响，会出现各种质量缺陷。如果出现比较严重的结构质量缺陷，将会威胁到整个隧道的稳定性和安全性。所以通过对质量缺陷的成因以及处理措施进行分析，可在以后的施工中做好相应的预防措施，有效避免类似现象的发生，同时为施工处理技术提供借鉴经验，全面保证隧道隧道衬砌施工质量。

参考文献：

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