浅析隧道二次衬砌质量缺陷及整治措施

浅析隧道二次衬砌质量缺陷及整治措施

摘要：在当前的铁路隧道的施工中主要采用的是新奥法，在这个方法中，对于隧道的支护结构，这是一种复合式的衬砌结构，主要的构成部分有初期支护，二次衬砌以及专用防水层。对于隧道的二次衬砌来说，主要的质量缺陷常见的表现形式为：空洞、渗漏水，空响、开裂等。当出现空洞或者空响时，将会使得二次衬砌的厚度变小，相应的结构承载能力变差，假如不能及时予以处理解决，势必就会在未来会产生掉块，甚至造成塌方的极度危险情况出现，对铁路的安全运行造成极大的威胁。因此，在进行铁路的施工时，就必须考虑消除隧道的二次衬砌缺陷问题，尤其是要分析空洞或者空响等严重隐患产生的原因，并及时采用正确的方法进行整治，予以纠正。

关键词：隧道二次衬砌；质量缺陷；整治措施

1工程概括

新建九景衢铁路为双线电气化铁路，设计时速200km/h，其中方汴村二号隧道长度为1800m，进口高程为69.99m，出口高程为69.94m。隧道最大埋深105m。通过丘陵区，进口较陡，出口较缓，地势为中部高，南、北低，地形起伏较大，山坡自然坡度20°～40°，局部地形陡峭。隧道除明洞采用整体式衬砌外均采用复合式衬砌结构，二次衬砌混凝土抗渗等级不小于P10，地下水发育且侵蚀严重地段抗渗等级不小于P12。拱墙初期支护与二次衬砌之间敷设防水板加土工布，防水板厚度≥1.5mm，幅宽2～4m；土工布重量≥350g/㎡。拱墙环向施工缝处设置“中埋式橡胶止水带+外贴式止水带”，仰拱环向施工缝处设置中埋式橡胶止水带。纵向施工缝处设置“中埋式橡胶止水带+遇水膨胀橡胶止水条”。变形缝处设置中埋式钢边橡胶止水带，拱墙部位同时设外贴式橡胶止水带。拱墙初期支护与防水板之间环向设置60㎝宽塑料排水板，每8m一环；在隧道两侧边墙外侧防水

板底端设置纵向HDPE107/93双壁打孔波纹管，每10m一段，环向排水板将水引入纵向排水管，由纵向排水管排入隧道侧沟。该隧道于2014年7月动工，2015年12月20日贯通。

2隧道二次衬砌开裂产生的主要原因

（1）当仰拱的虚渣还没有进行彻底的清理时，就开始进行浇筑抑供，这就会造成结构的承载能力不够，位置处的沉降出现不均匀情况，最终产生了裂纹；（2）由于爆破形成的裂缝，会使得地下水都汇集到隧道中来，使得隧道的衬砌外承压力不断加大，衬砌上就会增加多余的静水压力，而动水压力也会不断冲刷着裂缝以及相应的结构面，不断破坏着岩体，进而对衬砌造成严重影响；裂缝中流动的水流，也会在一定程度上将里面的填充物带走，对岩体的稳定性产生破坏，更是加快了岩体的崩裂速度，岩体承载力也因此迅速下降，最终造成岩体的崩塌，衬砌开始出现裂缝；（3）隧道二次衬砌浇筑后，拆模过早，混凝土强度不足，不能承受自重引起变形导致二次衬砌开裂；（4）对于隧道来说，因为较大程度变形的出现，逐渐会产生累积效应，并一直持续很长的时间，只有当初期的支护相对平稳以后，才能再去施做二次衬砌，否则的话，就会很难控制好围岩的形变，进而引发岩体的坍塌，因此要在条件允许的前提下，提前一定时间开始二次衬砌的施工，这样就会使得一部分的载荷开始承接在二次衬砌上，减少了背后围岩的载荷，对控制围岩变形，有利于保证施工安全和施工工期，但存在衬砌开裂的风险，可能使二次衬砌承载过大，在围岩变形突变的情况下形成裂缝。

3隧道质量缺陷整治的措施

3.1隧道渗漏水整治措施

（1）当隧道的拱部渗透水面积比较大时：可以对衬砌使用壁后注浆，或者使用边墙结合环向施工，在相应的缝凿槽中埋放管用以引排这些水；（2）当在环向施工缝中出现了渗漏水时：宜采用“以堵为主”的原则来针对接触网吊柱上方进行处理，采用“以排为主”的原则来针对接触网吊柱下方进行处理。具体来说，就是当接触网吊柱上方出现了渗漏水的时候，那就利用灌浆堵水的办法进行处理；当接触网吊柱下方出现了渗漏水，那就利用凿槽埋管引排的办法进行处理；（3）当隧道中的衬砌表面出现了湿渍现象时：宜采用将防水层设置在衬砌的表面，然后将渗透结晶型的防水涂料再在上面进行涂抹；（4）当出现的漏水点是单个时：可以在上面凿一个楔形洞，然后将快速凝固型的无极防水材料作为堵漏剂进行堵漏处理，并在其表面刮图一层渗透结晶型防水涂料。当出现有承压水的时候，就可以相应采用引排水的方式来处理掉。滴水点、淌水点及裂缝应在注浆前处理；（5）当在沟槽或仰拱中出现了渗漏水现象时：这时就要坚持使用“疏排结合、以排为主”的原则，首先要疏通的排水管应当是具备环向、横向、纵向三个方向的，这样就能保证衬砌背后的地下水能够很快被引入到侧沟中，而侧沟中的水又可以顺利被引入到中心水沟中。对于已经处理完渗透水的抑供位置，还要使用切割机将其切割成为一个梯形的排水槽，梯形为内宽外窄，并在里面埋入一定数量的管引排，往其中填充一定微膨胀的混凝土。

3.2衬砌背后脱空或不密实整治措施

（1）衬砌实测有效厚度≥20cm：采用回填注浆处理，注浆采用纯水泥浆，注浆钢管采用φ42mm马牙扣形注浆管，注浆孔间距1.5m（纵）×1.5m（环），梅花型布置，管长根据缺陷深度确定。对于注浆的压力值有这样的规定：初压应在0.1mpa到0.2mpa之间，终压应在0.4mpa到0.5mpa之间。对于注浆材料的选择上，优先考虑使用水泥砂浆，其水灰比分布范围应在0.6∶1到1∶1之间，灰砂比应在1∶1到1∶2.5之间，最后还要使用纯水泥浆来实施二次压注，并密封严实。当完成注浆以后，还要对注浆区域，并以此为中心延伸至外围的50cm的范围区域，对此区域的表面进行清洁工作，且要使用高压

水来进行清洁，确保没有油污和粉尘等的污染，之后再将防水涂料涂在该区域中，这是一种渗透结晶型的涂料，厚度约为1.5mm。注浆后衬砌无损检测厚度应满足设计要求；（2）当实际的衬砌测量厚度值低于20cm时：宜采取凿除，植筋，嵌补混凝土等具体的措施，其中在进行嵌补混凝土时，就必须高于一个标号的方式进行设计，略微有点膨胀。

3.3二次衬砌裂缝整治措施

（1）当裂缝是一种独立的单条裂缝时，且边墙裂缝隙的宽度与钢筋砼二衬裂缝缝隙宽度均在0.3mm以上时，那就可以使用针孔注环氧树脂浆液的方式来进行整治；（2）对于使用贴嘴注环氧树脂方式具体的处理流程如下所述：第一步，将裂缝隙两侧约3cm区域的衬砌表面清洗洁净，把那些松动的砼块也要除去，并顺着裂缝，大概每隔20到30cm的距离就粘贴上相应的胶带作为标记；第二步，刮两道J－1型的速干封缝胶，待其凝固以后，将上面的胶带撕掉，安装间在灌浆嘴处；第三步，灌注环氧树脂，等到树脂完全凝固后，就要把灌浆嘴清除掉，同时把它的表面封缝胶也彻底除掉；第四步，顺着裂缝的方向，在它的两边各20cm的区域内分两次涂上渗透结晶型防水涂料，但用量应大于或者等于1.5kg/m2，并保证涂抹的厚度在2.0mm以上。

4结论

隧道工程一旦进入暗洞施工，基本不受外界条件如天气和征拆的影响，是较为稳定的产值增长点，但因隧道内部通风、照明、噪音、振动等作业条件差，且每天不间断的重复几个固定的工序，难免使施工人员产生懈怠。因此，要做好隧道二次衬砌的质量控制，减少或杜绝质量缺陷的发生，既需要有经验的管理者和施工人员，又需要严把材料关、检查关、交底关等，做好“事前、事中、事后”控制，落实岗位职责制度，提高参建人员的质量意识，强化质量管理体系，才能防患于未然，确保隧道二衬施工质量、安全、进度符

合总体目标。

参考文献

[1]郑赞毅.浅析隧道二次衬砌施工技术及常见问题解决方法[J].江西建材，2016，20：135-136.

[2]周军红.铁路隧道二次衬砌裂缝预防及控制措施[J].建筑技术开发，2016，12：38-39.