隧道二次衬砌背后脱空防治全套.docx

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1、隧道二次衬砌背后脱空防治全套脱空治理必要性围岩、初支和衬砌之间依次较紧密接触是地下结构区别于地面结 构的主要特征。对于新奥法施工、复合式衬砌的隧道，初支与围 岩共同变形、共同承载，在n、III坚固地层中，二次衬砌约承受 30%围岩松散荷载，主要作为安全储备。但在IV、V软弱围岩中， 二次衬砌不再是一种单纯的安全储备，而是受力结构的一个主要 组成部分，它承受着50%70%围岩松散荷载及较大的后期围岩 变形压力。由于二衬承载着较大的围岩松散压力，隧道衬砌背后是否存在脱 空将直接影响隧道的安全性能。若有脱空存在，则使围岩-初支 体系施加于衬砌的荷载不连续，而出现变形增大或裂纹（裂缝） 破坏。只是由于

2、结构的设计承载能力余量和初支的过度承载，延 迟和减缓了危害发生的时间和程度，鉴于此隧道二衬背后脱空防 治就显得尤其重要。脱空检测 隧道属于地下隐蔽工程，一旦建成存在的问题将很难发现和处理, 故在每施工完一段里程后，对隧道衬砌质量进行检测很有必，及 时发现施工工艺缺陷，通过调整参数进行处理，最大限度的保证 质量。对于衬砌背后脱空，检查的方法有钻孔检查法和无损检测 法。钻孔检查法：采用混凝土取芯钻机进行钻孔检查，属于传统的检 验方法,特点是效率低,偶然性大,代表性差,而且破坏了衬砌的整 体性。无损检测法：地质雷达法。特点是连续、高效、无损，具有分辨 率高、图像直观、对场地条件要求低等优点。与传统方

3、法相比, 该方法可快速准确地找出隧道衬砌质量隐患,有效地解决传统方 法对衬砌的破坏问题,具有显著的社会效益和经济效益，在施工 过程中得到普遍应用。地质雷达(GroUnd Penetrating Radar)是利用高频电磁波在岩体 传播中遇到地质界面产生反射的特性，探测异常地质体的一种方 法。隧道二次衬砌的常见结构为3045cm厚的素混凝土体,中心 频率为IOOOMHz天线地质雷达GPR的可探测深度为050cm0二 次衬砌的脱空,在图像上表现为雷达波的多次高频反射，三振相 明显，两组信号时程差较大。脱空成因分析隧道二衬背后脱空主要集中在拱顶和侧壁拱腰等部位。从二衬背 后脱空部位分析，总结得出大致

4、有以下几个原因：(1)光面爆破效果不好，造成隧道局部存在较深的凹坑，初支 喷砂平整度达不到规范要求，防水板挂设后形成一个空腔，因防 水板松弛度所限，在混凝土浇筑后形成空洞。(2)端头模板封堵不密实，浇筑完成后在等强度过程中从接缝 里漏浆、跑浆，使拱部混凝土下落，形成空洞。(3)施工时对原材料质量控制不严，砂粒过细，施工配合比水 灰比偏大、混合料坍落度过大，浇筑后混凝土收缩徐变，形成空 洞。或隧道处于较陡纵坡上(20%。)，浇筑后混凝土收缩徐变, 在上坡端出现脱空。(4)混凝土在浇筑过程中振捣不密实，内部存在气孔、空洞等,上部混凝土浇筑完成后在自重作用下下沉，在拱部造成空洞。（5）衬砌台车底座支

5、撑不牢固。在现场施工过程中，台车多采 用方木支垫行车轨道，由于衬砌台车附近较潮湿，方木容易糟烂，, 在混凝土浇筑过程中或浇筑后方木被压变形引起台车下沉，形成 顶部衬砌空洞。脱空的处理以地质雷达无损检测数据为依据，测量人员进行测量放线，确定 准确的注浆范围，标注打设注浆管的位置。对拱顶部位二衬背后 脱空采用拱顶预留注浆孔进行注浆回填，对拱腰及边墙处二衬背 后脱空采用钻孔后注浆回填。拱顶检查拱顶预留注浆管：为避免衬砌脱空及方便处理，在浇注衬砌 混凝土前，每隔58m在拱顶最高处紧贴防水板位置预埋通长纵 向注浆管。用钢筋往返插入预留的钢管内，若插入顺利不受阻挡, 证明注浆管未堵塞，否则堵塞，将堵塞的注

6、浆管做好标识。沿纵 向注浆管方向在距堵塞的注浆孔50Cm处钻孔,安装 20注浆管, 碎孔口缝用胶密封，待胶凝结后方能注浆。边墙打设回填注浆孔：根据检测报告，采取限深措施，沿着脱空位置 上、下边缘处打设20注浆孔。脱空位置较大的，注浆孔间距 为2米，交错布置。埋设注浆管，长度为20Cm （外露）+衬砌厚 度。在钻孔过程中，如有操作人员操作不当导致防水板被打穿，可采 用扩孔修补的方法进行处理，即在打穿部位人工扩孔，扩孔范围 半径不大于10cm,将防水板修补后采用挂模浇筑微膨胀混凝土 封堵。注浆施工 注浆液拱腰部位采用水泥砂浆，拱顶脱空部位采用细石混凝土回 填。在脱空位置下边缘处孔内注浆。注浆过程中

7、，密切观察注浆 流量、注浆压力及周围的衬砌情况。当脱空位置上边缘处孔内流 出浆液立即用木塞封闭检并保持缓慢注浆，注浆终压力持压5分 钟后即可结束，然后用速凝水泥进行堵孔，保证浆液不会顺着注 浆管外侧流出。注浆应在二衬强度达到100%后方可进行。注浆时衬砌表面如出 现有渗漏水部位，可改用压注水泥-水玻璃或其他化学浆液进行 注浆堵水。注浆效果及复查注浆完成后，必须对注浆效果进行检查，以确保回填注浆的质量, 对于不符合要求的地段必须进行补孔注浆。检查的方法有理论分 析法和无损检测法。分析法主要是对钻孔记录进行的统计分析，检查每孔是否达到注 浆结束标准。无损检测法：用地质雷达在注浆位置进行检测，检查背

8、后有无空洞。脱空防治措施通过对脱空成因分析和鉴于对脱空的处理，施工企业只要认真遵 守设计文件和施工工艺，监管单位只要认真检查、督导，脱空完 全是可以预防的，预防胜于整治。(1)加强光面爆破控制，欠挖部位应先加以凿除，提高围岩基 面平整度；严格施工过程控制，对喷射混凝土表面凹凸显著部位 应分层喷射找平，确保初支基面平整。(2)加强防水板(含土工布)固定控制和铺设质量控制，固定 点间距宜为拱部050.8米，边墙0.81米，底部1L5米，呈梅 花形排列，基面凹凸较大处应增加固定点。铺设松紧应适度并留 有余量，实铺长度与初期支护基面弧长的比值为108以确保混 凝土浇筑后与基面密贴。预防太紧防水板崩裂，太松形成褶皱导 致空洞的出现。(3)拱部堵头板安装时注意接缝密贴，可采用双面胶等措施, 保证混凝土浇筑后不漏浆，不跑浆。(4)把好原材料质量关，控制好混凝土的水灰比或采用适量的 膨胀混凝土，减小混凝土干缩徐变。(5)浇筑过程中振捣密实，尽量排除在混凝土浇筑时被挤压到 拱部的空气，仔细观察浇筑情况，确保拱部混凝土填筑饱满。(6)要端正对隧道二次衬砌存在的片面认识，重视二次衬砌的 作用，严格按隧道施工技术规范施工。加强各工序作业人员的质 量意识教育，掌握每一道工序的质量标准；加强技术管理人员的 责任心教育，把好每一道工序质量。