隧道二次襯砌厚度不足及脫空原因分析與整治措施

林朋飛，張智超，李振東

（中建二局基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資有限公司，北京101100）

1 工程概述

東北地區(qū)某新建客運(yùn)專線項(xiàng)目，全線范圍內(nèi)有十幾座中短隧道。通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)法及打擊聲法對(duì)隧道二次襯砌進(jìn)行檢測(cè)，隧道不同程度地出現(xiàn)了襯砌厚度不足和背部空鼓現(xiàn)象。為解決該類問(wèn)題，保證車輛運(yùn)行安全，業(yè)主和項(xiàng)目部在認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上制訂了合理可靠的整治措施，較好地解決了這一問(wèn)題。

2 襯砌厚度不足及脫空的原因

通過(guò)分析，襯砌厚度不足及脫空的原因包括：

1）施工管理過(guò)程中，施工單位存在偷工減料，未按照驗(yàn)收程序進(jìn)行工序驗(yàn)收；

2）測(cè)量定位放線出現(xiàn)差錯(cuò)，使襯砌模板臺(tái)車不能準(zhǔn)確就位；

3）圍巖變形較大段落，隧道開(kāi)挖時(shí)未預(yù)留支撐沉落量，支撐可能沉落；

4）二次襯砌施工未根據(jù)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果，在圍巖和初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定后進(jìn)行施工；

5）二次襯砌背后防水板未固定牢固，在襯砌混凝土澆筑過(guò)程中，使防水板脫落，進(jìn)入襯砌內(nèi)部；

6）二次襯砌混凝土澆筑振搗過(guò)程中，襯砌背后石塊滑落侵入襯砌內(nèi)。

3 整治措施

通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)法及打擊聲法，確定隧道二次襯砌厚度不足及背后空鼓處理范圍，對(duì)不滿足要求的襯砌混凝土進(jìn)行鑿除，鑿除深度至設(shè)計(jì)襯砌厚度。對(duì)鑿除部位植筋及掛鋼筋網(wǎng)片，鋪設(shè)防水板，采用聚合物膠結(jié)混凝土進(jìn)行灌注，鑿除區(qū)域下部埋設(shè)的透水盲管，對(duì)存在的巖體水進(jìn)行引流至隧道排水溝內(nèi)。

4 施工方法

4.1 施工流程

測(cè)量放線→病害混凝土鑿除→埋設(shè)透水盲管→防水板鋪設(shè)→植筋、掛網(wǎng)→安裝模板→灌注聚合物膠結(jié)混凝土→拆除模板。

4.2 測(cè)量放線

通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)法及打擊聲法確定二次襯砌病害范圍，對(duì)病害范圍用記號(hào)筆進(jìn)行標(biāo)記并彈線，鑿除寬度比病害位置每側(cè)寬出20cm，用以防水板的焊接。

4.3 病害混凝土鑿除

采用風(fēng)鎬對(duì)已標(biāo)記出的混凝土病害范圍進(jìn)行鑿除（見(jiàn)圖1），鑿除深度不小于設(shè)計(jì)襯砌厚度，之后用鋼釬采用小錘敲擊，剔除松動(dòng)的混凝土塊，并用高壓風(fēng)槍將混凝土殘?jiān)迪锤蓛簟?/p>

圖1 病害混凝土鑿除示意圖

4.4 埋設(shè)透水盲管

位于邊墻位置的病害混凝土，防水板后面下部埋設(shè)φ50mm 透水盲管，并引至襯砌混凝土表面，盲管采用透水土工布包裹，便于襯砌背面山體水及雨水排出，減小水壓力，水流引至隧道兩側(cè)排水溝。位于拱腰及拱頂位置二襯處理位置不埋設(shè)透水盲管，水流由隧道環(huán)向、縱橫向排水渠道排出。邊墻位置透水盲管埋設(shè)如圖2 所示。

圖2 鋼筋及透水盲管布置示意圖

4.5 防水板鋪設(shè)

鑿除區(qū)域新鋪設(shè)的1.5mm 厚EVA 防水板與鑿出的防水板需進(jìn)行有效連接。

防水板采用雙縫熱熔自動(dòng)焊接機(jī)焊接。焊接完后的卷材表面留有空氣道，用以檢測(cè)焊接質(zhì)量。

單條焊縫的有效焊縫寬度不小于15mm。焊接前應(yīng)先除盡防水板表面的灰塵再進(jìn)行焊接。防水板搭接寬度必須大于15cm。防水板焊接如圖3 所示。

圖3 防水板焊接示意圖

垂直穿過(guò)防水板的HRB400 φ20mm 植入巖層鋼筋需加設(shè)φ60mm 防腐鋼墊片及φ60mm 橡膠墊圈，并使其與鋪設(shè)的防水板密貼。植入鋼筋與防水板連接如圖4 所示。

圖4 植入鋼筋與防水板連接示意圖

4.6 植筋及掛網(wǎng)

垂直混凝土面植入鋼筋采用HRB400 φ20mm 鋼筋，間距20cm，鋼筋植入巖體不小于50cm；豎向鋼筋采用HRB400 φ14mm 鋼筋，間距20cm，植入混凝土層不小于10cm，并與植入鋼筋綁扎牢固；水平鋼筋采用HRB400 φ8mm 鋼筋，間距15cm，并與豎向鋼筋綁扎牢固。每個(gè)植入點(diǎn)上下打孔穿入，中間用綁扎方式處理。鋼筋布置如圖2 所示。

鋼筋采用涂刷3 層環(huán)氧樹(shù)脂的方法防銹防腐。植筋采用A 級(jí)錨固膠進(jìn)行錨固，質(zhì)量符合GB 50367—2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]的規(guī)定。

4.7 灌注聚合物膠結(jié)混凝土

采用聚合物膠結(jié)混凝土對(duì)隧道襯砌進(jìn)行灌注，將乳液、集料及助劑現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拌和，其凝結(jié)速度快，強(qiáng)度高，收縮小。

模板采用15mm 膠合板，（模板大小根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鑿除面積而定）采用φ16mm 長(zhǎng)40cm 膨脹螺栓固定，植入20cm，間距30cm。灌注過(guò)程用橡膠錘敲擊模板，保證其密實(shí)性。鑿除面積較大時(shí)，模板厚度及固定方式需通過(guò)安全穩(wěn)定驗(yàn)算，保證其穩(wěn)固性。

5 結(jié)語(yǔ)

二次襯砌處理結(jié)束后，對(duì)處理部位進(jìn)行了標(biāo)記，通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)監(jiān)測(cè)，隧道襯砌厚度滿足設(shè)計(jì)要求，通過(guò)1 年的現(xiàn)場(chǎng)觀察，處理部位亦無(wú)滲水情況出現(xiàn)，保證了隧道結(jié)構(gòu)質(zhì)量及列車的運(yùn)營(yíng)安全。

本案例中對(duì)隧道二次襯砌厚度不足及空鼓進(jìn)行整治的施工方法操作可行，整治后質(zhì)量有保證，對(duì)同類工程有借鑒意義。同時(shí)，也提醒相關(guān)從業(yè)者，在以后的隧道施工中要加強(qiáng)過(guò)程質(zhì)量管控，避免投入運(yùn)營(yíng)后費(fèi)時(shí)費(fèi)力的缺陷整治工作。