李洪

（中鐵二十局集團第六工程有限公司 陜西西安 710016）

襯砌缺陷引起的隧道洞身空響是隧道工程中較為常見的缺陷之一，而襯砌在隧道中起到承受地層壓力的作用，如果缺陷長期得不到整治，則可能導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，壓力承受能力降低，從而可能導(dǎo)致洞身變形、塌落，影響隧道的正常運行。在對襯砌缺陷進行整治之前，需要先確定缺陷的范圍及程度，常用的方法是對存在空響的缺陷范圍內(nèi)混凝土，人工釬探破開，根據(jù)敲擊回聲檢測結(jié)果，常見的襯砌缺陷表現(xiàn)為三個方面：表層剝離空響；襯砌脫空；混凝土品質(zhì)合格厚度小于20cm。本文就這三種常見隧道襯砌缺陷的整治措施進行探討。

1 表層剝離空響處理

根據(jù)敲擊檢測結(jié)果，對存在空響的缺陷范圍內(nèi)混凝土，人工釬探或破開，判別引起空響的原因。若只是U型裂紋或放射狀壓裂縫引起，可至混凝土剝落，背后并無空洞，若缺陷范圍較小且不嚴重則打磨平順即可。若缺陷范圍較大，則采用釬釘網(wǎng)噴技術(shù)加固。具體操作如下：

（1）鑿除襯砌表層缺陷混凝土，對缺陷范圍以外不小于50cm范圍內(nèi)的混凝土內(nèi)表面進行鑿毛，鑿毛標(biāo)準(zhǔn)為凹凸差不小于1cm的粗糙面。

（2）在缺陷、鑿毛區(qū)域襯砌中徑向植入φ16全長粘結(jié)鋼筋，間距30cm，梅花形布置，植入深度為原設(shè)計深度的1/2，植筋采用A級錨固劑錨固。植筋應(yīng)避開裂縫位置。

（3）采用鋼絲刷清理缺陷、鑿毛區(qū)域，用高壓水沖洗干凈后，掛φ6鋼筋網(wǎng)，環(huán)縱向間距10cm，鋼筋網(wǎng)與植筋焊接牢固。

（4）噴8cm厚C25混凝土，噴射混凝土施做后不得入侵隧道設(shè)計限界。

（5）在噴混凝土初凝后，用軟鋼絲刷清理噴混凝土表面。

2 襯砌脫空回填灌注漿

根據(jù)敲擊檢測結(jié)果，對存在空響的缺陷范圍內(nèi)混凝土，人工釬探深度20cm以內(nèi)未發(fā)現(xiàn)空洞，停止釬探避免刺破防水板，可判斷襯砌混凝土背后存在脫空，襯砌品質(zhì)合格厚度大于20cm且合成厚度滿足襯砌基本厚度，則采用間歇式無收縮漿材回填灌注漿的方法整治。

2.1 施工工藝

襯砌脫空段注漿施工如圖1所示。

2.2 施工方法

（1）鉆孔

施工步驟首先根據(jù)檢測情況對缺陷部位進行定位，具體用紅水筆標(biāo)記處鉆孔部位，鉆孔采用小型水鉆打孔機（鉆頭直徑45mm），鉆孔深度根據(jù)脫空厚度及襯砌厚度確定，以不破壞防水板為控制標(biāo)準(zhǔn)。

（2）注漿管安裝

預(yù)埋管長度據(jù)脫空長度而定，每層單側(cè)一般鉆孔3個（不少于2個），中間作為注漿孔，兩側(cè)作為排氣孔。其中注漿管高于脫空部位底面約2～5cm，排氣孔預(yù)埋管頂部做防護帽，以免頂破防水板，距離防水板約2～5cm。

圖1 襯砌脫空注漿施工工藝流程圖

（3）漿液制備

根據(jù)試驗確定的配合比，現(xiàn)場首次拌漿采用稱重計量?，F(xiàn)場采用簡單易行的辦法控制水灰比以及外加劑。采用在拌漿桶沿桶壁焊接約10cm長φ6.5mm作為水位刻度線來控制用水量；水泥以袋裝水泥整袋為單位；外加劑根據(jù)試驗添加數(shù)據(jù)，現(xiàn)場采用定量的飲料瓶容量加入等手段來控制，以確保漿液制備簡單且符合試驗設(shè)計要求。

（4）注漿

第一次在起拱線上以原設(shè)計01為圓心向上20°處鉆孔灌漿；

第二次在在起拱線上以原設(shè)計01為圓心向上65～70°處鉆孔灌漿；

第三次在拱頂布設(shè)一組（2～3個）注漿孔，以高位孔作為泄?jié){、觀察孔，低位孔為注漿孔，第三次注漿采用雙球閥控制，待注漿飽滿后，先關(guān)閉上閥，再停機關(guān)閉下閥。拆除下閥，上閥待漿初凝后拆除。

注漿之前，連接注漿管路，并對管路進行試壓力，以此確定管路是否漏漿和空載壓力。

注漿時密切觀察注漿流量、注漿壓力。注漿壓力初壓0.1～0.3MPa，終壓0.6～0.7MPa，注漿過程可根據(jù)實際情況適當(dāng)調(diào)整注漿參數(shù)。如出現(xiàn)壓力迅速上升而漿液卻不易注入或注入量很小的情況，應(yīng)加大水灰比、降低漿液濃度，同時檢查注漿管有無堵塞，并加以疏通。相反當(dāng)發(fā)現(xiàn)漿液壓力較低或壓力上升緩慢而注漿量缺特別大時，應(yīng)停止注漿，檢查是否有漏漿或串漿的現(xiàn)象并及時加以堵塞，同時減少水灰比或在水泥漿中加適量速凝劑以縮短凝結(jié)時間。

注漿過程應(yīng)派專人負責(zé)，填寫《注漿記錄表》，記錄注漿時間、漿液消耗量及注漿壓力等數(shù)據(jù)，觀察壓力表值、注漿孔串漿、流漿程度，在整個過程中要留存影像資料備查。

3 開“天窗”補強加固空洞處理

根據(jù)敲擊檢測結(jié)果，對存在空響的缺陷范圍內(nèi)混凝土，人工釬探破開，若混凝土背后為空洞且混凝土品質(zhì)合格厚度小于20cm，則采用開“天窗”補強加固處理。對于在敲擊檢測中已破開空洞亦采用開“天窗”補強加固處理。

3.1 施工藝流程

脫空缺陷整治工藝流程為：搭設(shè)作業(yè)平臺→機料準(zhǔn)備→破除薄壁混凝土形成拱部天窗→重構(gòu)局部防排水系統(tǒng)→預(yù)設(shè)注漿管和觀察孔網(wǎng)絡(luò)→植雙城整治鋼筋→分層網(wǎng)噴混凝土→回填灌注漿→打設(shè)鋼筋釬釘→網(wǎng)噴封閉天窗。

3.2 具體施工方法

（1）開天窗

2014年起，我國經(jīng)濟發(fā)展逐漸進入新常態(tài)，呈現(xiàn)速度變化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、動力轉(zhuǎn)化三大特點。如何在連年豐產(chǎn)增收后不斷鞏固農(nóng)業(yè)農(nóng)村持續(xù)向好的局面，主動應(yīng)對、著力破解新老問題交織的困境，培育出新的發(fā)展動能？唯有依靠深化改革。2015年中央“一號文件”要求加大改革創(chuàng)新力度，加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)。2016年中央“一號文件”明確要用發(fā)展新理念破解“三農(nóng)”難題，助力實現(xiàn)小康社會，并提出推進農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。2017年中央“一號文件”進一步強調(diào)要以農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革培育“三農(nóng)”發(fā)展新動能。

鑿除切割二襯厚度不足范圍內(nèi)二次襯砌，并對周邊松散層進行鑿除，邊緣應(yīng)修整平齊，圓順，不得留有尖腳角，鑿除混凝土?xí)r，缺口應(yīng)內(nèi)寬外窄，形成倒梯形，鑿除至切口處襯砌厚度滿足要求。切口表面應(yīng)粗糙，但結(jié)構(gòu)應(yīng)致密，不得留有松散、氣泡、裂隙等結(jié)構(gòu)，采用鋼絲刷清理，涌水沖洗，并保持壁面潔凈。襯砌破除邊界標(biāo)準(zhǔn)：“天窗”形狀為規(guī)則形狀，其邊緣厚度大于20cm，“天窗”周圍1m范圍內(nèi)混凝土品質(zhì)基本合格，“天窗”深度滿足襯砌厚度基本要求。

（2）重構(gòu)局部排水系統(tǒng)

若防水板未遭到破壞，a.防水板松弛且托起后與初支密貼時，采用小直徑PVC管利用外層鋼筋將防水板頂起至與初支密貼；b.防水板緊繃且托起后無法與初支密貼，其內(nèi)支護厚度未達到襯砌基本厚度時，可延隧道軸線割破防水板，在防水板外側(cè)補板，并焊接，使防水板松弛，并按（1）方法處理。

若防水板遭到破壞，恢復(fù)原有排水盲管（若需要），將防水板表面清洗干凈。重新鋪設(shè)緩沖層，采用射釘或?qū)崴苄詨|圈和緩沖層固定在基面上，其固定點間距宜為0.5m，然后鋪設(shè)新防水板。要求新補防水板與原防水板搭接寬度不小于15cm，熱熔雙焊縫，單條焊縫寬度不小于15mm，新防水布應(yīng)壓在原防水板上方。

（3）預(yù)設(shè)注漿管

注漿和觀測孔不得使用金屬材質(zhì)，宜使用橡膠和塑膠管材，便于適應(yīng)不規(guī)則的布設(shè)；應(yīng)富有余地的按需求開泄?jié){和透氣孔并用非封閉口保護，以便可輕易使其通常，注漿管直徑不小于30mm。

（4）植筋

素混凝土襯砌開“天窗”后需要植筋，內(nèi)層筋位置為窗緣混凝土的內(nèi)輪廓線外7～10cm；環(huán)向植筋直徑不小于16mm，縱向間距為15～20cm，植入深度不小于20cm；縱向植筋直徑不小于10mm，縱向間距為20～30cm，植入深度不小于20cm。外層植筋型號、間距與內(nèi)層一致，可直接插入脫空部位，但需設(shè)防止戳破防水板的措施，內(nèi)外層鋼筋間加設(shè)定位筋，特別的，若果窗口一側(cè)邊緣為施工縫，則不得實施跨襯砌環(huán)縱向鋼筋，將靠近施工縫邊緣的環(huán)向筋采用雙鋼筋。

鋼筋混凝土襯砌開“天窗”后根據(jù)需要植筋，如需植筋，鋼筋植筋、間距不小于原設(shè)計。

（5）分層網(wǎng)噴混凝土

噴混凝土采用潮噴，以填料前霧化加水或雙水環(huán)方式實現(xiàn)。噴射時，噴頭與灌噴腔體下表面宜為10～15°，噴射壓力以不引起過大的骨料回彈為宜。噴射混凝土中應(yīng)加入減水劑，減水劑按配比加入水中，溶液擱置3小時以上廢棄。

（6）回填灌注漿

以一側(cè)孔為注漿孔，另一側(cè)為排氣孔和泄?jié){通道；當(dāng)泄?jié){孔連續(xù)溢漿時，停止注漿。

（7）打設(shè)鋼筋釬釘

“天窗”外0.5～0.6m內(nèi)區(qū)域打設(shè)直徑不小于φ16的鋼筋釬釘，間距30cm，梅花形布置，植入深度為原襯砌設(shè)計后的2/3，植筋采用A級錨固膠錨固。

（8）網(wǎng)噴覆蓋天窗

對錨固區(qū)域及其外不小于20cm范圍襯砌表面進行鑿毛，鑿毛點按梅花形布置，鑿毛間距10cm，深度不小于1cm。用鋼絲網(wǎng)清理缺陷、鑿毛區(qū)域，用高壓水清理后，掛φ6@10×10cm鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)與植筋焊接。噴10±2cm厚C25混凝土，在噴混凝土初凝后，用軟鋼絲刷清理混凝土表面；刷絲長度不小于10cm，直徑1～3mm。若天窗周邊存在襯砌混凝土品質(zhì)基本合格，釬釘網(wǎng)噴范圍應(yīng)為混凝土品質(zhì)基本合格區(qū)域并外延0.5m。

4 總結(jié)

高鐵是在地面上實現(xiàn)“縮短”空間距離的主要交通方式，其特殊性就要求高鐵全程必須是可靠的，高鐵隧道也是尤為重要的一環(huán)。而隧道的施工由于其所處的地理位置、環(huán)境、地質(zhì)、時效性等等因素，隧道的襯砌方式都會存在差異。因此，在發(fā)現(xiàn)隧道襯砌有缺陷后，還必須根據(jù)實際情況，來具體的制定整治方案，從而恢復(fù)及增強襯砌結(jié)構(gòu)，達到安全運行的目的。