浅谈隧道二衬离缝\脱空原因分析及整治

摘要：结合工程实例阐述对隧道二衬存在离缝、脱空原因分析及处理措施，供类似工程提供参考。

关键词：公路隧道 二次衬砌 整治处理

一、概述

某公路隧道全隧长376m，经地质雷达检测报告资料统计，共检测51点，合格点数43点，二次衬砌差值最小值-0.007m,最大差值-0.040m，合格率为84.3%，右洞YK12+494～496、YK12+507～+510拱顶、右洞YK12+424～+428右拱腰、左洞ZK12+558～+560拱顶存在离缝，不能满验要求，需进行专项整治及处理。

二、存在问题原因分析

结合现场勘察及检测报告成果，并根据理论及经验分析，认为造成这些问题的原因主要有如下几个方面。

1、该隧道处于围岩较破碎、溶洞发育地带，在开挖施工时局部超挖，二次衬砌混凝土浇筑时拱部未注满，形成脱空。

2）混凝土收缩引起离缝现象。

3）二衬混凝土浇筑时防水板挂设未与初支不密贴，造成二衬与初支间的离缝、脱空。

4）因二衬混凝土施工时，受力将防水板拉离初支造成的。

三、处理方案及实施

（一）处理方案：离缝、脱空采用对脱空位置进行衬砌钻孔注浆处理。

1、衬砌钻孔布置参数：①钻孔直径：采用3cm钻头进行钻眼成孔；②横向间距：1.6m/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；

2、注浆参数：⑴注浆材料及配合比：注浆浆液采用水泥浆，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆液水灰比为0.8～1；⑵注浆压力：0.2～0.6MPa;⑶浆液扩散半径：不小于0.8m;⑷单孔注浆量：Q=π×r2×L+π×R2×L×α×β；式中：r为钻孔半径，L为钻孔长度，考虑与设计接近，取0.52m；R为浆液扩散半径，取0.8m；α为浆液有效充填率，取0.9；β为浆液损耗系数，取1.15。经计算，单孔注浆量Q=1.09 m3。

（二）离缝、脱空处理方案实施：

1、钻孔施工前准备工作：距离缝、脱空处理位置搭设台车，配备风枪、注浆机、搅拌机、发电机等设备，在作业前设备到位即可施工。

2、钻孔施工

首先确定脱空的位置，根据检测报告在二衬厚度不足超过5cm及以上脱空部位范围划出明显标志，明确位置。确定钻孔的孔眼位置，根据孔眼注浆参数作好标记，在标记钻孔处用风枪进行钻眼，根据检测衬砌实际厚度进行钻孔，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，检测衬砌背后是否脱空和防水板是否破损。如钻孔深度达到实测厚度仍未钻透时，应边钻边测量且要做好记录。

3、注浆施工

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。

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，方可采用快硬水泥砂浆或锚固剂封堵。注浆过程中压力如突然升高，可能发生堵管，应停机检查。

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。

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。

注浆时自整治范围中心自下往上进行，拱顶脱空部位自中心往四周进行。

待浆液凝固后在对注浆区进行取芯，观察注浆充填情况。如注浆区浆液未饱满时须重新钻孔注浆。

4、施工注意事项及措施

钻孔前，精确测定钻孔的平面位置、实际施工厚度等，严格控制钻机偏移及卡钻。做好钻孔记录，做到边钻边量测，及时掌握钻孔深度，杜绝防水板钻破；衬砌钻孔处一定要采用高标号防渗水砼进行封堵密实，注浆中做好记录。

施工人员作业前进行安全教育和考核，合格后方可进行上岗作业，施工人员到达工作面后，应首先检查工作面是否处于安全状态；注浆时注浆人员必须佩戴防护眼镜，戴安全帽、防护手套、穿工作服；电工穿绝缘鞋和戴绝缘手套；高空作业时必须佩戴安全带，防滑鞋，挂妥挂钩，并有安全防护拦和安全网等防护设施，对施工机具和材料要有保护措施，避免掉落，严禁向下方丢弃废物；施工现场用电严格按照三相五线制布设电线，做到二级保护，三级控制，一机一闸。施工机械、机具和电气设备，在安装前按照安全技术标准进行检测，经检测合格后方可安装，经验收确认状况良好后才可运行。严格机械作业规程，持证上岗，严禁无证人员操作。

四、处理效果检查

鉴于注浆效果在整改处治中至关重要，必须重视注浆效果的检查。某一段落注浆完毕后，均进行了注浆效果检查和评定，当不符合要求时，须补孔注浆。

具体检查办法为：

（1）对注浆过程中的各种记录资料综合分析，注浆压力和注浆量是否合理。

（2）每段按纵距10m(局部范围不足10 m，按每一处理部位留设)在拱顶布设检查孔，检查孔应钻取岩芯，观察浆液充填情况。

（3）施工过程进行处治地段的监控量测工作，做好原始记录并及时反馈分析，以便研制下一步的处理措施及预警。

（4）邀请有经验的单位对存在离缝、脱空问题段进行地质雷达探测，检查拱背空洞是否充填密实。

（5）邀请业主、设计、监理相关隧道结构专家对整治结果进行评定。

（6）过程中做好相关记录、影像资料的收集，全过程真实跟踪。

五、结语

隧道二次衬砌存在离缝、脱空直接影响到工程质量，应当引起高度重视，加强过程监控，文中对其形成原因进行分析并提出整治处理措施，为类似工程的预防和处理提供参考。

作者简介：莫珍强，南宁八桂建设监理有限责任公司，工程师研究方向:工程施工监理。