隧道二次衬砌脱空治理方案

隧道二次衬砌脱空治理二衬背后脱空治理的必要性隧道开挖完成后，围岩本身应力的释放是一个缓慢的过程，在围岩的收敛结束后、初支变形完全稳定之后才开始施做二衬，形成抗荷环来保证隧道的安全但是目前的隧道施工现状，由于进度要求，初期支护往往只是起到一个临时的封闭作用，仅仅是保证连续向前开挖施工过程安全的作用当围岩变形过大或初期支护变形不收敛，又难以及时补强时,需提前施做二衬来保证安全但二衬混凝土在浇筑过程中常常受到多种因素的影响，在初支与衬砌之间形成空隙，改变了两者之间本应较紧密接触的受力状态，对结构承载力产生影响，从而减弱了其支护强度由于二衬承载着较大的围岩松散压力，隧道衬砌背后是否存在脱空将直接影响隧道的安全性能若有脱空存在，则使围岩-初支体系施加于衬砌的荷载不连续，而出现变形增大或裂纹（裂健）破坏只是由于结构的设计承载能力余量和初支的过度承载，延迟和减缓了危害发生的时间和程度，鉴于此隧道二衬背后脱空防治就显得尤其重要隧道二衬背后脱空检测隧道属于地下隐蔽工程，一旦建成存在的问题将很难发现和处理，故在每施工完一段里程后，对隧道衬砌质量进行检测很有必，及时发现施工工艺缺陷，通过调整参数进行处理，最大限度的保证质量对于衬砌背后脱空，检查的方法有钻孔检直法和无损检测法钻孔检直法1采用混凝土取芯钻机进行钻孔检直，属于传统的检验方法，特点是效率低，偶然性大，代表性差,而且破坏了衬砌的整体性无损检测法2地质雷达法，特点是连续、高效、无损，具有分辨率高、场地条像直观、对件要求低等优点与传统方法相比,该方法可快速准确地找出隧道衬砌质量隐患，有效地解决传统方法对衬砌的破坏问题，具有显著的社会效益和经济效益，在施工过程中得到普遍应用地质雷达是利用高频电磁波在岩体传播中遇到地质界面产生反射的特性，探测异常地质体的一种方法隧道二次衬砌的常见结构为30〜45cm厚的素混凝土体，中心频率为1000MHz天线地质雷达GPR的可探测深度为50cm〜二次衬砌的脱空，在图像上表现为雷达波的多次高频反射，三振相明显，两组信号时程差较大隧道二衬背后脱空主要集中在拱顶和侧壁拱腰等部位从二衬背后脱空部位分析，总结得出大致有以下几个原因:开挖及初支的影响11光面爆破效果差是造成隧道二衬背后脱空的首要因素对于口、级围岩段，因初支一般不设钢架，喷已很难使表面平顺，使得防水板很难密II贴初支；对于IV、V级围岩段，光爆差则有时会造成钢架架立不平顺，造成起伏现象，使得防水板很难密贴初支2光面爆破效果较好，但由于初支施工时未对局部掉块部位进行挂网处理、喷射手技术水平较差或责任心不强等原因造成局部空洞或表面不平顺防水板施工的影响21防水板铺设松弛度不足，局部紧绷，在防水板与喷碎面之间形成空腔2防水板铺设松弛度过大，形成褶皱，造成二衬背后脱空3防水板与初支之间会产生一定的自由度，浇筑验时易造成防水板局部紧绷而背后脱空4防水板固定点数量不足，磴浇筑过程中易因验摩擦力而下坍，引起拱部防水板紧绷而脱空模板施工的影响31模板台车底部支撑不牢靠，如果台车在磅强度不足以承受自重前发生下沉、变形则可能导致二衬背后脱空2挡头板封堵不严实，漏浆，造成二衬背后脱空或不密实此情况多出现于拱顶处混凝土浇筑的影响41混凝土浇筑时仅利用个别窗口，混凝土流动距离过长，距灌注口远处易因混凝土供应数量不足、压力不足而造成脱空2混凝土浇筑过程中未振捣密实，浇筑完成后混凝土受自重下沉,造成拱部脱空3混凝土浇筑至拱部时，难以精确掌握混凝土量，拱部混凝土灌注量不足而致使拱部局部形成脱空4拱顶混凝土采用一次泵满的方式施工，捣固后混凝土下沉致使拱顶形成空腔5下坡施工时，浇注段与上循环之间会形成空气囊拱部而造成衬砌背后空洞6混凝土扩散度不足，封顶时局部泵送不到位，造成二衬脱空养护对二衬脱空的影响5混凝土自身收缩.徐变由于混凝土本身的特性，其在浇注后要发生收缩和徐变，致使衬砌与围岩或防水板间出现空隙，此种原因造成的空隙一般小于2cmo拆管过早,提前脱模的影响6追求施工进度，在混凝土未初凝前现场施工人员急于拆管，造成未稳的混凝土掉落形成漏斗，或提前脱模，使低强度混凝土过量承载,衬砌台车底座支撑不牢的影响导致衬砌开裂和下沉造成衬砌脱空在7现场施工过程中，台车多采用方木支垫行车轨道，由于衬砌台车附近较潮湿，方木容易糟烂，在混凝土浇筑过程中或浇筑后方木被压变形引起台车下沉，形成顶部衬砌空洞主观认识错误的影响8主观上对二次衬砌存在着片面认识，认为围岩压力是由锚喷验承受的，二次衬砌仅仅起到安全储备作用错误的施工指导思想导致了施工马虎,造成二次衬砌部分脱空二衬背后脱空的处理以地质雷达无损检测数据为依据，测量人员进行测量放线，确定准确的注浆范围，标注打设注浆管的位置对拱顶部位二衬背后脱空采用拱顶预留注浆孔进行注浆填，对拱腰及边墙处二衬背后脱空采用钻孔后注填拱顶1检查拱顶预留注浆管为避免衬砌脱空及方便处理，在浇注衬砌混凝土前，每隔5~8m在拱顶最高处紧贴防水板位置预埋通长纵向注浆管塞，否则堵塞，将堵塞的注浆管做好标识沿纵向注浆管方向在距堵用钢筋往返插入预留的钢管内，若插入顺利不受阻挡，证明注浆管未堵（塞的注浆孔50cm处钻孔，安装p20注浆管，磴孔口缝用胶密封，待胶凝结后方能注浆边墙2打设填注浆孔根据检测报告，采取限深措施，沿着脱空位置上、下边缘处）打设020注浆孔脱空位置较大的，注浆孔间距为2米，交错（布置埋设注浆管，长度为20cm外露）+衬砌厚度在钻孔过程中，如有操作人员操作不当导致防水板被打穿，可采用扩孔修补的方法进行处理，即在打穿部位人工扩孔，扩孔范围半径不大于10cm，将防水板修补后采用挂模浇筑微膨胀混凝土封堵注浆液拱腰部位采用水泥砂浆，拱顶脱空部位采用细石混凝土回填在脱空位置下边缘处孔内注浆注浆过程中，密切观察注浆流量、注浆压力及周围的衬砌情况当脱空位置上边缘处孔内流出浆液立即用木塞封闭检并保持缓慢注浆，注浆终压力持压5分钟后即可结束，然后用速凝水泥进行堵孔，保证浆液不会顺着注浆管外侧流出注浆应在二衬强度达到100%后方可进行注浆时衬砌表面如出现有渗漏水部位，可改用压注水泥-水坡璃或其他化学浆液进行注浆堵水注浆效果及检直4注浆液拱腰部位采用水泥砂浆，拱顶脱空部位采用细石混凝土脱空位填在置下边缘处孔内注浆注浆过程中，密切观察注浆流量、注浆压力及周围的衬砌情况当脱空位置上边缘处孔内流出浆液立即用木塞封闭检并保持缓慢注浆，注浆终压力持压5分钟后即可结束，然后用速凝水泥进行堵孔，保证浆液不会顺着注浆管外侧流出注浆应在二衬强度达到100%后方可进行注浆时衬砌表面如出现有渗漏水部位，可改用压注水泥-水坡璃或其他化学浆液进行注浆堵水通过对脱空成因分析和鉴于对脱空的处理，施工企业只要认真遵守设计文件和施工工艺，监管单位只要认真检查、督导，脱空完全是可以预防的，预防胜于整治1加强光面爆破控制欠挖部位应先加以凿除，提高围岩基面平整度；严格施工过程控制，对喷射混凝土表面凹凸显著部位应分层喷射找平，确保初支基面平整2加强防水板控制定点间距宜为拱部

0.5〜

0.8米，边墙

0.8〜1米，底部1〜

1.5米，呈梅花形排列，基面凹凸较大处应增加固定点铺设松紧应适度并留有余量，实铺长度与初期支护基面弧长的比值为108,以确保混凝土浇筑后与基面密贴预防太紧防水板崩裂，太松形成褶皱导致空洞的出现3加强模板拼接拱部堵头板安装时注意接缝密贴，可采用双面胶等措施，保证混凝土浇筑后不漏浆，不跑浆4严把原材料质量关把好原材料质量关，控制好混凝土的水灰比或采用适量的膨胀混凝土,减小混凝土干缩徐变浇筑过程中振捣密实，尽量排除在混凝土浇筑时被挤压到拱部的空气,仔细观察浇筑情况，确保拱部混凝土填筑饱满保证足够养护时间6混凝土浇筑完成后不要急于拆输送管、脱模，须待混凝土有一定自稳能力后再拆、脱模衬砌台车支撑稳，做好二衬台车台车附近的文明施工，防止支垫方木文明施工长期被水浸泡定期检查方木受压能力，防止混凝土浇筑后被压碎引起台车下7沉。