隧道混凝土缺陷整治

摘要：随着国内交通的日益发展，隧道的修建也日益增多，隧道衬砌的缺陷是不可避免的 ，在隧道衬砌施工过程中混凝土经常会出现脱空、露筋、蜂窝、麻面、裂缝、错台、渗漏水等几种常见的缺陷，这些缺陷严重破坏了衬砌的外表美观，也影响了衬砌的整体质量，对隧道的长期稳定有很大的影响。本文结合祁连山隧道衬砌的整治问题阐述了隧道常见的几种缺陷的处理方法。

关健词：隧道 混凝土 衬砌缺陷 整治方法

中图分类号：U45 文献标识码： A

1 工程概况

祁连山隧道位于青海省门源回族自治县及甘肃山丹县，工点区域为祁连山中高山区，平均海拔为3500～4345m，洞身地表起伏较大。隧道进口位于硫磺沟，隧道出口位于小平羌沟，起止里程DK335+660～DK345+150，全长9490m。隧道为双线隧道，马蹄型结构形式，隧道净空13.4m×9.08m。隧道衬砌施工完成后进行了无损检测，检测显示衬砌质量缺陷，主要问题有衬砌背后脱空注浆、衬砌表面混凝土破损、衬砌渗漏水等。

2 缺陷整治方案

2.1 二衬背后脱空处理

隧道二次衬砌与初期支护之间拱顶或拱腰存在空洞导致二次衬砌与初期支护不能密贴，使二衬的受力状况偏离设计，所以必须把空洞填充密实。对二衬背后存在脱空的地段采用注浆的方法把空洞填充密实。

2.1.1 注浆孔

在处理过程中，利用隧道二衬混凝土在拱顶预留的注浆孔，对二衬拱顶与初期支护存在脱空的部位采用水泥浆（水灰比按1：1）进行注浆填筑，通过控制注浆压力及压浆数量达到脱空部位密实的效果。

2.1.2 对未预留注浆孔的衬砌采用钻孔处理

（1）首先确定脱空的位置，将检测报告上需处理段落的里程标识在右侧边墙上（高度在内轨顶处）。

（2）确定钻孔的孔眼位置，根据孔眼注浆参数，在衬砌表面用红色油漆作好点位标识并编号，为了保证注浆的密实度，须在每排注浆孔上方设一排气孔。

（3）钻孔，在标记钻孔处用风钻进行钻眼，根据检测衬砌实际长度进行钻孔，要边钻边进行测量，防止超钻破坏防水板。钻眼到达实际衬砌厚度处停止钻孔，埋设注浆管。

①孔直径：采用φ42钻头进行钻眼成孔；

②环向间距：1.5m/孔；纵向间距：1.5m/孔。

③排气孔设置：注浆孔上30cm～50cm；

④倾角：向下倾斜3°；

⑤钻杆长度：1m。

（4）堵水注浆，若不慎将防水板钻破，可采用水泥浆+水玻璃双液浆进行堵水注浆。

2.1.3 浆液

注浆材料及配合比：注浆浆液采用水泥浆，水泥采用p.o 42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆液水灰比为0.8：1～1：1。

2.1.4 注浆压力

注浆压力不宜大于0.3 MPa，以防止压力过大，对衬砌产生破坏。

2.1.5 注浆设备

使用已有的高压注浆泵（西安探矿 ZJB/BP-50）。

2.1.6 注浆施工

（1）注浆前先检查管路和机械状况，确认正常后做压浆实验，确定合理的注浆参数，指导施工。

（2）注浆过程中随时检查孔口、邻孔有无串浆现象，如发生串浆，应立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口，直至下排孔浆液注满为止，方可关闭注浆管头的球阀进行封堵。注浆过程中压力如突然升高，可能发生堵管，应停机检查。

（3）下排孔浆液注满时，采用中间孔继续注浆，其余两孔封堵好，在注浆时观察上面排气孔，直至浆液注满为止，可停止注浆，并及时封堵注浆口和排气孔。

（4）注浆过程应派专人负责，填写《注浆记录表》，记录注浆时间、浆液消耗量及注浆压力等数据，观察压力表值、注浆孔串浆、流浆程度。

2.1.7 注浆效果评定

（1）等浆液凝固后再对注浆区进行无损检测，检测充填情况。如注浆区浆液未饱满时须重新钻孔注浆。

（2）如钻孔注浆处渗水较大，应采用堵漏剂进行封堵钻眼处，防止钻眼处渗水。

2.1.8 注浆操作注意事项

注浆前应先对注浆管路用 1.5-2.0 倍注浆压力进行压水试验，检查管路系统耐压是否达标，有无漏水，机械设备是否正常。然后进行注浆现场试验，确定注浆参数。试验及压浆过程中，要有值班技术人员在场，并根据现场注浆实际情况，作出准确判断及时对浆液稠度 和凝固时间作出调整，并进行详细注浆记录。

2.2 衬砌表面混凝土破损处理

2.2.1 修补原则

混凝土缺损严重影响结构安全以及漏筋的部位必须进行修补，其余缺损部位以打磨为主。

2.2.2 修补工艺

（1）清理基底。将结构受损处松散混凝土和骨料颗粒凿除，并采用真空吸尘器清理缺损区域碎屑、灰尘等杂物。如有钢筋露出，对钢筋进行除锈、防锈处理。

（2）冲洗湿润。用高压水冲洗和湿润待修补混凝土暴露面。

（3）植筋。钢筋的数量和布置根据伤损情况确定，植筋直径为6～20mm，长度 400～500mm，保证伸入支承层的锚固深度不得小于250mm。钢筋间距控制在10～15cm。钢筋间需绝缘的要安装绝缘卡。

（4）支立模板，对四周混凝土表面进行润湿处理。模板定位与混凝土基准面保持平齐，模板必须支设严密、稳固，以防松动、漏浆。

（5）修补料搅拌。修补料是以支座填充料为主要原料配制成的干硬性胶凝材料。其中支座填充料是由北京安建宏业科技有限公司研发的，其主要技术指标见2-1表。

表2-1 CGM灌浆料技术指标

修补料的配比如下：

CGM灌浆料：粗骨料（米石）：水=1：0.97：0.14

先将CGM灌浆料与粗骨料及水放入搅拌桶，水温以5-40℃为宜。采用机械搅拌时间一般为2分钟；采用人工搅拌时，宜先加入2/3的用水量搅拌2分钟，其后加入剩余用水量继续搅拌至均匀。根据缺损结构体积可适量掺入粒径为1～2cm的粗石以增加修补料强度。

（6）浇筑。浇筑前当修补面内有明水时，应采用热风机等将水吹干。浇筑过程中要加强振捣，振捣采用钢筋棒、小型振捣棒或平板振动器。

（7）养护。在浇筑结束后30分钟，应立即覆盖塑料薄膜并加盖岩棉被进行养护，或在灌浆层终凝后立即洒水保湿养护。

（8）打磨。养护一周后，待修补料强度增加后，将修补边缘打磨平顺。

2.3 衬砌渗漏水治理。

2.3.1 洞口2km段二衬

打设深孔注浆，注浆材料采用丙银，不可使用聚氨酯，孔穿破防水层进入围岩不小于50cm，再在墙角通过凿岩机钻孔，穿过保温层打设泄水孔，钻孔孔径不小于40mm，将围岩可能的积水引排至侧沟，纵向连续渗水段孔数要求2个/2m，集中渗水点每处设3个孔，孔口通信信号电缆槽以下范围采用支座填充料进行封堵，孔口抹平、打磨平顺。施工详见2-1、2-2图：

图2-1

图2-2

2.3.2 洞口2km外二衬

采用凿槽引排法处理：找出渗漏点后，拱部注浆堵水，边墙开槽引排至水沟侧沟，下部在墙脚打设泄水孔引排。

（1）钻孔：采用小型空压机配合凿岩机钻引水孔，深入基岩不小于50cm。钻孔孔径40mm，引水孔个数依现场渗水情况而定，钻孔角度保证水能往外引流。

（2）注浆：注浆孔深不小于25cm，孔间距不大于10cm，并确保注浆堵水效果，注浆材料采用丙银或聚氨酯。

（3）凿槽：采用混凝土切割机对渗流水处切槽，用凿槽工具将混凝土凿出，根据水量确定排水管径，一般凿槽宽8cm、深15-20cm。

（4）清槽：用清水冲洗槽体，使槽中不得有杂物和混凝土松散体附着物。

（5）埋引水管：将Φ80mm的PVC硬质塑料管沿轴线从中间截开，将半个PVC塑料管（即1/2Φ80mmPVC管）用液化汽喷灯吹软，使其曲率接近隧道断面曲线，确保PVC引水管安设后和混凝土基面吻贴，有效防止封槽时堵漏材料进入排水管中造成堵塞，影响排水畅通。

（6）引排：通过排水管引流至侧沟。

（7）固定封闭：采用高强无收缩性灌浆料封闭槽体，必要时设置锚钉配合钢丝网片补强。

（8）养护：待混凝土固结后，用水养护三次，防止混凝土固结过程中出现裂缝，形成渗水通道。

（9）涂刷砂浆：确认渗漏水治理完成后，在治理面外侧采用打磨机打磨平顺。

2.3.3 侧沟渗漏水整治

由洞内往洞外即水流的上方往下方，分段拦水进行整治，水流量大时，上方采用沙袋堆码，水泵配合将上游流水全部抽至中心水沟检查井；侧沟内衬砌盲管的流水先用盲管接排至中心水沟检查井，待侧沟内清理干净、凿毛并干燥或吹干后，在侧沟底部施作一层防水砂浆，拟洞口2km范围段厚度5cm，其余段厚度为3cm。

在通信信号电缆槽外侧与找平层的夹角清理、凿毛后，采用防水砂浆施作2cm厚的棱角。见2-3图：

图2-3

3 结语

隧道混凝土衬砌是隧道的主要承载结构，且直接体现出隧道美观状况，是隧道防水工程的最后一道防线，隧道工程混凝土衬砌质量的好坏对隧道的长期稳定有很大的影响。在施工后期最主要的工作就是处理衬砌缺陷，本文重点对祁连山隧道衬砌缺陷的处理措施进行论述，希望对以后同工序的施工能起到借鉴作用。