隧道二次衬砌背后脱空原因分析及处理措施.doc

1、1隧道二次衬砌背后脱空原因分析及处理措施摘要：随着工程施工技术标准的更新、提高，隧道衬砌的一些通病（譬如：二次衬砌渗漏水、表面出现裂缝、二次衬砌背后脱空以及错台、蜂窝麻面等）已渐渐得到一定的控制和杜绝，本文只就隧道二次衬砌背后脱空现象的原因分析以及处理措施做了简要的归纳整理。 关键词：隧道 二次衬砌 背后脱空 原因分析 处理措施 中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号： 1工程简介 羊角脑隧道位于郴宁高速公路第八合同段内，为分离式上下行双线隧道，左洞桩号为 ZK151+160ZK154+090，全长 2930m，郴州端为直线，宁远端为曲线，曲线半径为 2350m，纵断面上郴州端约 196

2、5m 范围内位于2.5%的上坡段内，其余位于 0.5%的下坡段内；右洞桩号为YK151+155YK154 +025，全长 2870m，郴州端为直线，宁远端为曲线，曲线半径为 2450m，纵断面郴州端约 1960m 范围内位于 2.5%的上坡段内，其余位于 0.5%的下坡段内。 2二次衬砌背后脱空情况说明 二次衬砌背后不密实，出现脱空，在隧道二次衬砌施工中较为普遍，他将严重威胁到隧道运营过程中的安全以及使用年限。 无损检测结果表明：二次衬砌背后同样也存在脱空现象，脱空部位2主要集中在拱顶部位，脱空部分位于二次衬砌与防水板之间；边墙和拱腰处也出现了几处脱空，脱空部分是在防水板和初期支护混凝土面之间

3、。空洞深度大小不一，最大达到 15cm。 3二次衬砌背后脱空的原因分析 3.1 拱顶部位出现脱空主要可能由以下几方面因素造成： 3.1.1 拱顶混凝土封顶施工时，由于混凝土灌注空间越来越小，空间内的空气很难排出，出现小的脱空，这种脱空是极其普遍的。 3.1.2 拱顶混凝土封顶施工时，由于混凝土输送泵设备的泵送力无法达到填满空间的力量，出现打不进去或者堵管等情况，造成主观误认为已经充填密实。 3.1.3 拱顶混凝土封顶施工时，防水板出现褶皱，也会出现小的空洞。3.1.4 拱顶混凝土封顶施工时，由于混凝土塌落度过小，混凝土流动性差，无法填满整个空间。 3.1.5 拱顶混凝土封顶施工时，由于混凝土塌

4、落度过大，混凝土极易填满，但是，由于混凝土的凝固收缩，也会出现脱空现象。 3.1.6 拱顶混凝土封顶施工时，由于防水板预留松紧度不够，导致防水板绷紧，也是出现拱顶脱空的原因之一，这种情况在本隧道中未出现。3.2 拱腰及边墙出现脱空主要可能由几下几方面因素造成，但主要是主观因素造成的。 3.2.1 由于光面爆破效果差，超欠挖较严重，个别部位出现大的坑洞，3导致在铺设防水板时，虽然预留松紧度适宜，但该坑洞处未加密固定点，混凝土施工过程中，该处防水板由于坑洞以下部分防水板受到混凝土挤压出现绷紧状态，造成防水板与初支面间脱离形成空洞。 3.2.2 防水板在施工过程中，由于预留松紧度不够，在混凝土施工前

5、坑洞部位防水板就已经绷紧，且混凝土施工前由于疏忽大意也未及时进行处理，也是防水板与初支面之间出现空洞的原因之一，该原因可以完全归结于施工、管理人员的工作态度不认真。 4二次衬砌背后脱空的处理措施 针对二次衬砌背后脱空现象，究其根源主要是由于光爆效果太差，喷射混凝土支护表面不平整以及防水板铺挂不规范、混凝土质量以及施工人员的责任意识差等几方面造成的。 4.1 事前控制预防 要避免出现二次衬砌背后脱空现象，就要在衬砌前以及衬砌过程中控制好以下几项施工内容： 4.1.1 优化钻爆设计，采用控制爆破和光面爆破技术 4.1.1.1 根据不同的围岩情况，调整爆破参数； 4.1.1.2 提高测量放样精度，确

6、保周边眼的定位误差在 3cm 以内； 4.1.1.3 周边眼钻孔精度的控制，周边眼钻孔误差在 2cm 以内；钻孔外插角控制在 2以内，控制每循环爆破进尺，确保眼底和孔口之间最大偏距不超过 10cm； 4.1.1.4 根据围岩岩性，选择确定光面爆破周边眼间距、抵抗线、不偶合装药结构、起爆顺序、堵塞长度等爆破参数，确定各主爆孔特别是4掏槽眼的爆破参数，确保光面爆破达到预期效果。 4.1.2 混凝土质量控制 隧道二次衬砌施工中，混凝土质量的好与坏直接影响到二次衬砌的外观与内在质量。这就要在以下几方面严格控制： 4.1.2.1 混凝土施工配合比要严格按照根据砂、碎石的含水量在混凝土设计配合比的基础上进

7、行调整。搅拌工艺严格按照混凝土施工技术规范进行操作，确保混凝土良好的和易性。 4.1.2.2 混凝土的塌落度控制：边墙以及拱腰部位塌落度宜控制在14-18cm，拱顶混凝土塌落度宜控制在 16-20cm。 4.1.2.3 拱部封顶时，必须从低处向高处灌注并填满捣实。下一循环灌注前应对上循环拱顶空隙进行补灌。 4.1.2.4 根据混凝土泵送的扬程，选用与其匹配的输送泵设备，达到良好的灌注效果。 5对于已经出现脱空事实的部位，要分部位采取不同的处理措施 5.1 拱顶脱空处理措施 隧道二次衬砌拱顶脱空一般出现在二次衬砌与防水板之间，比较普遍，也很容易处理，只需要进行单液注浆充填密实即可。 5.1.1

8、拱顶回填注浆应在衬砌混凝土达到设计强度的 70%后进行。 5.1.2 回填注浆宜选用水泥浆液、水泥砂浆或掺有石灰、黏土、粉煤灰的水泥浆液。 5.1.3 水泥类浆液宜选用强度不低于 42.5 级的普通硅酸盐水泥，浆液配合比必须经过现场试验后确定。 55.1.4 回填注浆孔的孔径不宜小于 40mm，间距宜为 25m。 5.1.5 回填注浆的施工应按照沿工程轴线由低到高，由下而上的顺序进行。 5.1.6 回填注浆压力应小于 0.5Mpa。 5.2 边墙以及拱腰部位脱空处理措施 隧道二次衬砌背后脱空很少出现在边墙、拱腰等部位，因为混凝土在灌注过程中自上而下，靠混凝土的自身重力、流动性以及人工振捣等，都

9、会填满，不应该出现脱空现象。但是无损检测结果表明：个别边墙和拱腰部位仍然出现了衬砌背后脱空现象。究其原因主要是由于脱空处超欠挖比较严重，铺设防水板前未进行基岩面修整，且超欠挖部位的防水板也没有按照规范加密铺挂点施工，导致该处防水板绷紧，混凝土无法充填密实，出现空洞现象。此种情况处理要破坏防水板才能充填密实，这又带来了新的隐患防水板破损。所以处理这种情况既要考虑背后充填密实，同时也要兼顾隧道衬砌渗漏水处理措施。衬砌背后因空隙引起的积水或漏水病害，应根据穴限大小、塌方部位、既有引排水设施现状等，结合拱背回填加固要求，一般采用以下两种方式进行处理： 5.2.1 对于超挖大的部位，采用灌注防水混凝土充

10、填密实（防水混凝土采用与二次衬砌砼标号的混凝土施工即可） ，并在此处埋设 20mm 的 PVC管（PVC 管穿过衬砌混凝土厚度的部分要在管壁上打眼，并用土工布等材料包裹严密。 ） ，并需要在二次衬砌混凝土表面凿槽埋设 PVC 半管连接将背后可能的渗漏水排至两侧水沟，来增加该处的防排水效果，避免该处出现渗漏水。 65.2.2 对于超挖小的部位，主要本着“封堵挤排”的原则进行处理，即采用水玻璃-水泥浆双液注浆，此种方法使用较为简单普遍适用，既可以回填密实，又可以将该处的围岩裂隙水挤流到防水板背后的排水盲管内通过隧道两侧排水沟排走。 5.2.2.1 回填注浆应在衬砌混凝土达到设计强度的 70%后进行

11、。 5.1.2.2 回填注浆宜选用水泥浆液与水玻璃的体积比为 1:11:0.5 的双液浆。 5.1.2.3 水泥类浆液宜选用强度不低于 42.5 级的普通硅酸盐水泥，浆液配合比必须经过现场试验后确定。 5.1.2.4 回填注浆孔的孔径不宜小于 40mm，间距宜为 0.81.2m，梅花形布置。 5.1.2.5 回填注浆的施工应按照由下而上的顺序进行。 5.1.2.6 回填注浆压力应小于 0.5Mpa。 5.1.2.7 切忌忘记打设排气孔，排气孔底端要斜向下尽可能的在空洞的上部。 6.结束语 随着工程施工技术标准的更新、提高，尤其是隧道工程使用年限的延长，隧道衬砌的一些通病（譬如：二次衬砌渗漏水、表面出现裂缝、二次衬砌背后脱空以及错台、蜂窝麻面等）虽已渐渐得到一定的控制和杜绝，但还需要进一步的研究探讨，来适应社会发展的需要。本文只就隧道二次衬砌背后脱空现象的原因分析以及处理措施做了简要的归纳整理，希望能够起到一点借鉴作用。 7参考文献： 【1】 公路隧道施工技术规范 （JTJ042-94） ； 【2】 公路隧道设计规范 （JTG D702004） ； 【3】郴宁高速公路第八合同段隧道施工图。