褚紅偉

中鐵十七局集團(tuán)第三工程有限公司 河北石家莊 050227

1 隧道二襯脫空治理必要性

圍巖、初支和襯砌之間依次較緊密接觸是地下結(jié)構(gòu)區(qū)別于地面結(jié)構(gòu)的主要特征。對于新奧法施工、復(fù)合式襯砌的隧道，初支與圍巖共同變形、共同承載，在Ⅱ、Ⅲ堅(jiān)固地層中，二次襯砌約承受30%圍巖松散荷載，主要作為安全儲(chǔ)備。但在Ⅳ、Ⅴ軟弱圍巖中，二次襯砌不再是一種單純的安全儲(chǔ)備，而是受力結(jié)構(gòu)的一個(gè)主要組成部分，它承受著50%～70%圍巖松散荷載及較大的后期圍巖變形壓力。目前的隧道施工現(xiàn)狀，由于進(jìn)度要求，初期支護(hù)只是起到一個(gè)臨時(shí)的封閉作用，僅僅是保證連續(xù)向前開挖施工過程的安全[1]。當(dāng)提前做二襯來保證安全。二襯混凝土在澆筑過程中常常受到多種因素的影響，在初支與襯砌之間形成空隙，改變了兩者之間本應(yīng)較緊密接觸的受力狀態(tài)，對結(jié)構(gòu)承載力產(chǎn)生影響，從而減弱了其支護(hù)強(qiáng)度。由于二襯承載著較大的圍巖松散壓力，若有脫空存在，則使圍巖-初支體系施加于襯砌的荷載不連續(xù)，而出現(xiàn)變形增大或裂紋（裂縫）破壞，只是由于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)承載能力余量和初支的過度承載，延遲和減緩了危害發(fā)生的時(shí)間和程度，因此隧道二襯脫空防治就顯得尤其重要。

2 二次襯砌脫空產(chǎn)生的直接原因

2.1 工藝設(shè)備改進(jìn)緩慢

目前國內(nèi)還未研發(fā)出較為先進(jìn)的綜合性襯砌臺(tái)車，施工現(xiàn)場采用的大部分襯砌臺(tái)車不同程度存在較難實(shí)現(xiàn)分窗分層澆筑、難以監(jiān)控拱頂混凝土是否泵滿、無法振搗拱頂混凝土、端模承載力低等問題，且施工過程人為因素較多，難以保證各施工工序得到有效控制，最終形成施工冷縫、人字坡、骨料堆積及強(qiáng)度不足、滲漏水、襯砌脫空、裂紋等質(zhì)量缺陷。

2.2 混凝土澆筑過程控制不到位

在混凝土早期強(qiáng)度還不能夠承受其自重前，襯砌臺(tái)車因剛度不夠、支撐不牢固發(fā)生下沉變形，或者由于過早進(jìn)行脫模、端頭模板密封不嚴(yán)實(shí)導(dǎo)致漏漿等原因致使二次襯砌脫空。澆筑混凝土?xí)r，由于隧道拱頂空間越來越小、空氣難以排出，泵送混凝土無法正常進(jìn)入，但作業(yè)人員卻認(rèn)為已經(jīng)完成澆筑，導(dǎo)致二次襯砌脫空。此外，混凝土和易性不好發(fā)生離析、澆筑時(shí)振搗不到位等均可導(dǎo)致拱頂二次襯砌不同程度脫空。

2.3 拱頂回填注漿質(zhì)量差

目前大部分施工項(xiàng)目拱頂回填注漿采取的是隧道二次襯砌全部成型后在預(yù)埋注漿管位置進(jìn)行純水泥漿注漿。存在的問題：一是如果注漿管埋設(shè)不當(dāng)或在混凝土澆筑過程中發(fā)生位移，則注漿前需重新鉆設(shè)注漿孔，增加了作業(yè)內(nèi)容，同時(shí)存在鉆穿防水板的風(fēng)險(xiǎn)；二是二次襯砌全部成型后再進(jìn)行拱頂回填注漿，此時(shí)原二次襯砌混凝土已達(dá)到一定強(qiáng)度，注入的水泥漿與原二次襯砌混凝土收縮徐變不一致導(dǎo)致混凝土整體性差

3 二次襯砌脫空的處理措施

3.1 優(yōu)先選用先進(jìn)工藝設(shè)備

隨著中國人口老齡化時(shí)代的到來和施工工人薪酬水平的逐步提高，施工企業(yè)如繼續(xù)采用較低的機(jī)械化水平模式進(jìn)行施工作業(yè)，一是難以降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)，二是難以有效提高施工質(zhì)量，三是難以降低施工企業(yè)綜合成本。因此施工企業(yè)勢必要提高施工機(jī)械化水平，優(yōu)先選用先進(jìn)工藝設(shè)備。目前可采用的數(shù)控防水板臺(tái)車，不需要事先剪裁防水板，而是直接將整卷防水板安裝在臺(tái)車的爬行小車上，操作人員只需站在工作吊籃內(nèi)便可完成對防水板的安裝和焊接，增強(qiáng)了施工安全性。同時(shí)減少了整平以及校準(zhǔn)防水板的工序，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了防水板安裝質(zhì)量。同時(shí)該臺(tái)車還可加裝二次襯砌鋼筋安裝功能[2]。

3.2 加強(qiáng)二次襯砌混凝土質(zhì)量控制

（1）合理控制混凝土水灰比。運(yùn)送至現(xiàn)場的混凝土坍落度以控制在18～20cm為宜，確?；炷辆哂辛己玫暮鸵仔浴＃?）落實(shí)好分層逐窗入模澆筑工藝。二次襯砌混凝土采用逐窗入模澆筑技術(shù)，由下向上，對稱分層，逐層逐窗從混凝土灌注窗灌入，澆筑時(shí)混凝土面左右兩側(cè)高差不得超過0．5m，前后不得超過0．6m，混凝土自由傾落高度不得超過2m。對拱腰以下部位，采取插入式振搗器為主、附著式振搗器為輔的振搗方式；對拱頂和鋼筋混凝土區(qū)段，采取附著式振搗器為主、插入式振搗器為輔的振搗方式，避免出現(xiàn)漏振或振搗不到位引起混凝土不密實(shí)、強(qiáng)度不足、“人”字坡或冷縫等質(zhì)量問題。（3）澆筑拱頂混凝土?xí)r，首先從靠近上循環(huán)二次襯砌端的灌注口壓入，當(dāng)與上循環(huán)間的拱頂灌滿后，混凝土逐步向端模方向擠推，既保證與上循環(huán)拱頂混凝土的密切連接，也方便作業(yè)人員通過端模處觀察拱頂澆筑情況。

3.3 加強(qiáng)拱頂回填注漿質(zhì)量控制

選用回填注漿法進(jìn)行隧道二次襯砌脫空整治的判斷依據(jù)：在二次襯砌脫空位置采用敲擊錘進(jìn)行敲擊檢查，在最薄弱位置選取三個(gè)點(diǎn)位（三角形布置）鉆穿二次襯砌，用盒尺測量二次襯砌砼品質(zhì)合格厚度。根據(jù)相關(guān)鐵路局要求，二次襯砌砼品質(zhì)合格厚度大于20 cm，且襯砌合成厚度滿足設(shè)計(jì)要求的可采用間歇式無收縮漿材（水灰比0．38以下）回填灌注工藝進(jìn)行注漿處理?；靥钭{法與開窗二次澆筑法相比具有施工簡便、工期短、原二次襯砌受力結(jié)構(gòu)基本不受影響、施工安全性高等優(yōu)勢。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，個(gè)別部位注漿后仍存在小型襯砌脫空，再次注漿較困難。此時(shí)可采用鉆孔壓入環(huán)氧樹脂材料達(dá)到治理脫空的目的，但需要注意的是由于環(huán)氧樹脂成本較高不適用于存在較大脫空部位的處理[3]。

4 結(jié)語

總之，二襯脫空嚴(yán)重影響了隧道的二襯混凝土受力性能，造成了安全、質(zhì)量隱患。施工前做好各種準(zhǔn)備，施工中加強(qiáng)澆筑盯控，施工完成一定里程后（以300～500m為宜）采用無損檢測檢查二襯混凝土脫空情況，并根據(jù)檢測報(bào)告對空洞進(jìn)行注漿處理。事前、過程控制有力，責(zé)任落實(shí)到人，以起到減小或消除襯砌脫空的作用。