凌 杰

(廣西路橋工程集團(tuán)有限公司道橋分公司，廣西 南寧 530011)

0 引言

我國(guó)的交通運(yùn)輸系統(tǒng)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，其質(zhì)量的好壞對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人們出行安全都具有重要意義。隧道背后存在脫空現(xiàn)象，襯砌起不到最初的效果，無法對(duì)圍巖及初支起到保護(hù)作用，會(huì)造成隧道整體性能的不穩(wěn)定，造成安全事故。因此對(duì)其進(jìn)行空洞防治至關(guān)重要，本文結(jié)合具體的工程實(shí)例，對(duì)隧道二襯背后空洞產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，介紹相應(yīng)的防治措施，以期提高隧道工程施工質(zhì)量，消除安全隱患，創(chuàng)造安全穩(wěn)定的隧道運(yùn)行環(huán)境。

1 隧道二襯概述

隧道二次襯砌是對(duì)隧道初期支護(hù)及圍巖的重要保護(hù)措施，主要是通過混凝土襯砌施工與初期支護(hù)形成一個(gè)整體的復(fù)合式襯砌效果，初期支護(hù)完成以后，應(yīng)在其表面進(jìn)行混凝土澆筑，提升隧道內(nèi)襯砌支護(hù)效果，并對(duì)隧道的外觀、基礎(chǔ)設(shè)施等有很好的輔助作用。目前在我國(guó)隧道項(xiàng)目施工的過程中，初期支護(hù)往往只是作為一項(xiàng)施工輔助措施，主要起到封閉的作用，沒有發(fā)揮其應(yīng)有的支護(hù)作用。鑒于以上情況，進(jìn)行二次襯砌是非常有必要的，不僅可以起到保護(hù)作用，還可以對(duì)圍巖加以有效防護(hù)。

2 隧道二襯背后空洞成因分析

2.1 防水板問題

(1)在防水板初期支護(hù)的過程中往往會(huì)由于各種原因造成防水板表面平整度差、局部凹陷，導(dǎo)致距離防水板凹陷較近的部位出現(xiàn)空腔現(xiàn)象，進(jìn)而在混凝土澆筑完成之后產(chǎn)生空腔現(xiàn)象。(2)防水板的掛設(shè)不規(guī)范同樣會(huì)導(dǎo)致隧道頂拱脫空現(xiàn)象的產(chǎn)生。如防水板的掛設(shè)過于松弛，就會(huì)在進(jìn)行二襯混凝土的澆筑中受到擠壓造成褶皺的現(xiàn)象。如果防水板掛設(shè)過緊，初期的支護(hù)面又存在問題就會(huì)致使防水板受到很大的壓力，從而導(dǎo)致防水板的質(zhì)量出現(xiàn)問題。

2.2 混凝土問題

(1)由于各種因素的影響，混凝土施工沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)于振搗時(shí)間及密實(shí)程度都不能很好地把控，混凝土存在氣泡或者孔洞，在澆筑完成后混凝土出現(xiàn)下沉，造成拱頂出現(xiàn)空洞的現(xiàn)象。(2)在進(jìn)行拱部混凝土澆筑中，沒有掌握好混凝土泵送的壓力值或者混凝土澆筑方法不規(guī)范，澆筑質(zhì)量不合格，沒有達(dá)到拱部澆筑的要求，導(dǎo)致產(chǎn)生空洞現(xiàn)象。(3)模板安裝不夠緊密，沒有將混凝土的作用發(fā)揮到最大，澆筑過程中由于模板存在縫隙出現(xiàn)漏漿等現(xiàn)象，在混凝土部分流失的狀態(tài)下與拱頂形成空洞。(4)混凝土輸送管拆除過早。在混凝土澆筑完成以后，沒有達(dá)到穩(wěn)定的要求之前，要根據(jù)施工的具體操作步驟進(jìn)行輸送管的拆除，如果混凝土還沒有達(dá)到強(qiáng)度的要求，就會(huì)導(dǎo)致混凝土的塌落，造成脫空的問題出現(xiàn)。(5)在進(jìn)行二次襯砌的時(shí)候，在襯砌臺(tái)車底座沒有采取有效的防護(hù)措施，出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀況，在現(xiàn)場(chǎng)的施工過程中，臺(tái)車通常情況下會(huì)使用方木作為支墊，從而起到穩(wěn)定的作用。如果施工的環(huán)境比較潮濕，極易引起方木出現(xiàn)腐爛的現(xiàn)象，在進(jìn)行混凝土的澆筑過程中會(huì)產(chǎn)生很大的壓力，從而引起臺(tái)車的下沉和混凝土的變形。

3 隧道二襯背后空洞的防治措施

3.1 規(guī)范防水板掛設(shè)位置

防水板掛設(shè)是造成隧道二襯背后空洞的原因之一。防水板的掛設(shè)需要做好充分的前期準(zhǔn)備檢查工作。(1)應(yīng)對(duì)初期支護(hù)噴射的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，在滿足混凝土質(zhì)量條件的情況下方可進(jìn)行施工。(2)對(duì)于在施工過程中存在凹凸不平或者欠挖的現(xiàn)象，應(yīng)該做好噴射找平及鑿除處理，確保表面平整。對(duì)于表面外露的鋼筋或者錨桿等進(jìn)行切除處理，并且做好水泥砂漿抹平工作。(3)防水板掛設(shè)完成以后，要根據(jù)具體的施工標(biāo)準(zhǔn)對(duì)防水板進(jìn)行檢查，用手托起查看是否與初期支護(hù)表面貼合緊密，確保沒有過大的余量問題，使用的防水板的長(zhǎng)度要符合規(guī)定的要求。對(duì)于防水板的掛設(shè)需要使用焊接技術(shù)的，必須確保定點(diǎn)數(shù)量和間距都應(yīng)該滿足設(shè)計(jì)要求，確保拱部防水板掛設(shè)穩(wěn)定，避免在混凝土澆筑中發(fā)生掉落形成拱部空洞。(4)為保證防水板的掛設(shè)符合要求，就必須保證其掛設(shè)位置的準(zhǔn)確性，具體計(jì)算方法如式(1)所示：

Z=2rsin(β/2)=2rsin(180L/2r)

(1)

Z——掛設(shè)位置；

L——A、B間弧長(zhǎng)；

r——半徑。

3.2 加強(qiáng)混凝土澆筑的過程控制

混凝土澆筑是二次襯砌施工過程中的重要工序：(1)在拱部混凝土施工前，要確保混凝土配合比符合施工要求，可以適當(dāng)采用膨脹混凝土以提高澆筑質(zhì)量。(2)混凝土澆筑過程中應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的振搗工作，確保振搗無氣泡出現(xiàn)，最大限度地避免在拱部形成空氣夾層。(3)拱部混凝土澆筑過程中應(yīng)按施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行混凝土澆筑，保證泵管的長(zhǎng)度深入接近拱頂?shù)牟课?。拱部混凝土澆筑過程中應(yīng)該注意留置觀察孔，以方便技術(shù)人員或者質(zhì)檢人員隨時(shí)了解澆筑情況。拱部端頭板安裝時(shí)必須要確保其緊密程度，必要時(shí)可采取符合標(biāo)準(zhǔn)的粘接材料進(jìn)行粘接，從而避免漏漿現(xiàn)象的產(chǎn)生。(4)應(yīng)加強(qiáng)混凝土澆筑工作的過程監(jiān)督力度，在混凝土澆筑的過程中必須設(shè)專人進(jìn)行監(jiān)督管理，混凝土澆筑完成后在達(dá)到一定強(qiáng)度條件下，方可拆除輸送管，及時(shí)關(guān)閉窗口，降低混凝土掉落的可能性。

3.3 襯砌臺(tái)車支墊穩(wěn)固，并定期檢修

除上述措施外，襯砌臺(tái)車支墊穩(wěn)定性也起著至關(guān)重要的作用。(1)要做好臺(tái)車附近的文明施工，禁止無關(guān)人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，避免支墊方木受到積水等問題的長(zhǎng)期浸泡。(2)現(xiàn)場(chǎng)管理人員應(yīng)該及時(shí)對(duì)臺(tái)車穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，避免混凝土澆筑后對(duì)臺(tái)車造成壓力產(chǎn)生下降。襯砌臺(tái)車在使用中應(yīng)當(dāng)做好日常維護(hù)和檢查工作，保證施工作業(yè)的順利進(jìn)行。

4 脫空的處理

針對(duì)脫空現(xiàn)象的產(chǎn)生應(yīng)采取有效措施進(jìn)行處理，提高整體施工效果。二襯混凝土施工前，在拱頂部位與防水板緊貼位置應(yīng)做好縱向注漿管的布置工作，每隔5～8 m分別布置豎向注漿口。對(duì)于注漿管的材料選擇可以采用φ50 mm聚乙烯管，同時(shí)做好注漿切口處理?；炷潦┕ね瓿梢欢ǖ墓ぷ髁亢?，可以利用現(xiàn)代化的無損檢測(cè)設(shè)備對(duì)已經(jīng)施工完成的混凝土進(jìn)行背后空洞檢測(cè)，如果沒有問題可繼續(xù)施工；如果存在問題則需要進(jìn)行注漿處理。注漿過程中可以單純地采取水泥漿或者砂漿進(jìn)行填充，注漿水泥砂漿所采用的水泥漿應(yīng)盡量選擇早強(qiáng)水泥。嚴(yán)格按照檢測(cè)結(jié)果的要求進(jìn)行水灰比的配合，可在水泥中摻入速凝劑或者其它添加劑，提升水泥漿質(zhì)量及縮短其凝結(jié)時(shí)間。注漿應(yīng)在完全滿足二襯強(qiáng)度的條件下進(jìn)行，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定注漿壓力的選擇。

5 工程實(shí)例

5.1 工程概況

河池一號(hào)隧道處于黔中高原向廣西盆地過渡地帶，地貌以丘陵為主，局部為峰叢洼地，埋深最大為252 m，隧道區(qū)大部分地段基巖出露，小部分地段被第四系殘坡積物覆蓋。進(jìn)出口無斷裂、滑坡、崩塌等不良地質(zhì)，洞口邊坡工程地質(zhì)條件較好，邊坡基本穩(wěn)定。隧道進(jìn)口有偏壓現(xiàn)象，橫向坡度約11°～54°，右側(cè)洞壁偏薄。隧道出口處在雨季均為澇積水，施工中須注意防排水施工措施。主要穿越的圍巖級(jí)別為Ⅴ級(jí)、Ⅳ級(jí)、Ⅲ級(jí)圍巖，其中Ⅴ級(jí)圍巖310 m，占14%，Ⅳ級(jí)圍巖691 m，占32%，Ⅲ級(jí)圍巖1 195 m，占54%。河池一號(hào)隧道為分離式隧道，單洞長(zhǎng)2 196 m，左行線起止樁號(hào)為ZK58+905～ZK60+013，長(zhǎng)1 108 m，右行線起止樁號(hào)為K58+940～K60+028，長(zhǎng)1 088 m，其中ZK58+910～ZK58+927為半明半暗段施工。

5.2 二次襯砌施工準(zhǔn)備及施工方法

5.2.1 二次襯砌施工準(zhǔn)備

(1)施工所用原材質(zhì)量及其儲(chǔ)存運(yùn)輸方式應(yīng)符合規(guī)定；

(2)地下水引、排工作，基礎(chǔ)部位殘土及積水清理干凈；

(3)防水層或噴涂層表面粉塵應(yīng)清除并進(jìn)行灑水濕潤(rùn)；

(4)施工所用工器具必須經(jīng)過檢查，并進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。

5.2.2 二次襯砌施工方法

本工程隧道二次襯砌混凝土采用C25S8防水混凝土，除Ⅴ級(jí)圍巖淺埋段采用鋼筋混凝土外，其余Ⅳ、Ⅲ級(jí)圍巖地段為素混凝土。隧道二襯應(yīng)在圍巖及初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定后進(jìn)行施工。為保證仰拱在施工過程中不影響正常交通運(yùn)輸，二次襯砌的施工應(yīng)按照“先仰拱、后拱墻，先施做仰拱、仰拱回填，然后液壓整體模板臺(tái)車襯砌”的順序進(jìn)行施工。在本項(xiàng)目的Ⅴ級(jí)圍巖地段。二次襯砌與掌子面的工作距離應(yīng)控制在50～60 m，Ⅳ級(jí)圍巖區(qū)域應(yīng)在90～100 m，Ⅲ級(jí)圍巖區(qū)域≤150 m。在二次襯砌施工過程中應(yīng)采用全斷面液壓整體模板臺(tái)車進(jìn)行混凝土澆筑。澆筑所用混凝土應(yīng)采用集中拌合混凝土，罐車運(yùn)輸，混凝土輸送泵入模，插入式搗固器配合附著式搗固器搗固。緊急停車帶地段采用自制的可調(diào)式模板臺(tái)架、大塊模板襯砌。行車、行人通道襯砌采用模板臺(tái)架，組合鋼模板襯砌。

5.2.3 二次襯砌施工質(zhì)量保證措施及處理效果

(1)為保證鋼筋工程的施工質(zhì)量，在鋼筋綁扎的過程中應(yīng)采用移動(dòng)式多功能作業(yè)平臺(tái)進(jìn)行，減少對(duì)已綁扎鋼筋的踩踏。鋼筋加工應(yīng)在集中的加工棚進(jìn)行加工，鋼筋綁扎時(shí)對(duì)防水板進(jìn)行防護(hù)，以免其被劃破。

(2)模板臺(tái)車的配備應(yīng)根據(jù)施工段進(jìn)行設(shè)置，保證每個(gè)洞口各配備一臺(tái)，模板臺(tái)車一般長(zhǎng)度為10.5 m，為了配合模板臺(tái)車順利進(jìn)入工作位置，邊墻電纜槽底板以下部分人工立模先行澆注，并預(yù)埋臺(tái)車固定螺栓。

(3)為保證混凝土澆筑過程中的連續(xù)性及材料質(zhì)量，應(yīng)在洞口周圍最佳輸送距離位置進(jìn)行設(shè)置，混凝土罐車運(yùn)輸?shù)綕沧⒌攸c(diǎn)后輸送泵送入模板，分層澆注搗固密實(shí)，一次澆注長(zhǎng)度不得>10.0 m。混凝土強(qiáng)度達(dá)到5.0 MPa以上時(shí)方能拆模，脫模后混凝土表面采用灑水養(yǎng)護(hù)不得少于14 d。

(4)襯砌施工縫設(shè)橡膠止水帶，施工時(shí)止水帶的位置應(yīng)確保準(zhǔn)確，用特制夾具固定或采用專業(yè)粘接劑進(jìn)行粘接，以防混凝土澆注過程中對(duì)橡膠止水帶接縫位置造成破壞。

(5)通過對(duì)防水板、混凝土及鋼筋施工過程進(jìn)行控制首先能夠保證防水板表面的平整度及位置的正確性，使其最大程度地發(fā)揮防水作用；其次，通過對(duì)混凝土施工原材料質(zhì)量及施工質(zhì)量的控制能夠保證混凝土的施工質(zhì)量滿足工程施工要求；最后，加強(qiáng)對(duì)鋼筋的施工質(zhì)量控制可以保證襯砌范圍內(nèi)鋼筋受力符合規(guī)范要求，并可以使其最大程度地與混凝土緊密結(jié)合，增大其受壓及抗拉強(qiáng)度。

6 結(jié)語

綜上所述，隧道施工是一項(xiàng)極其復(fù)雜的過程，由于其受到的影響因素影響較多，極易產(chǎn)生質(zhì)量問題。二襯背后空洞就是比較常見的一種現(xiàn)象，襯砌背后空洞會(huì)導(dǎo)致隧道整體穩(wěn)定性降低，在達(dá)到某種特定條件時(shí)甚至?xí)l(fā)生混凝土掉落等問題，給車輛的通行和人們的生命安全造成威脅。所以在二襯混凝土施工完成后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，從而確保二襯質(zhì)量能夠滿足隧道整體質(zhì)量要求，為隧道安全運(yùn)行奠定良好基礎(chǔ)。