浅谈隧道二衬背后脱空原因分析及其防治措施.docx

浅谈隧道二衬拱顶脱空的成因及其防治措施中铁四局第二工程公司李文杰摘要：文章分析了隧道拱顶脱空的产生原因并从防水板挂设、混凝土浇筑、台车支垫等方面采取防治措施以期杜绝二衬背后脱空。关键词：隧道、二衬脱空、防治措施1前言二衬混凝土在浇筑过程中常常受到人为因素、技术因素、混凝土干缩、徐变等因素的影响在衬砌拱顶与围岩之间形成空隙。这种空隙会改变衬砌的受力结构减弱其支护强度。根据新奥法理论初期支护承载围岩70%左右的松散压力二衬尽是用作安全储备和满足净空需求等。当围岩的收敛结束后进行二衬形成抗荷环只要混凝土的强度达到要求那么就能保证隧道的安全。但是目前国内的隧道施工现状初期支护往往只是起到一个临时的封闭作用确切的说是一个施工过程中的措施。当初支收敛无法稳定时一般紧跟施做二衬补救这也是实际工程中遵循的一个施工原则。所以二衬的作用就不仅仅是安全储备相反承载着较大的围岩松散压力。在这种情况下隧道背后是否存在脱空将直接影响隧道的安全性能。因为若有脱空存在衬砌将无法在围岩和初支变形的第一时间起到主动限制变形的作用只能在变形达到一定程度后被动支承这样会给隧道安全造成巨大隐患。鉴于此隧道二衬背后脱空防治就显得尤其重要。本文以此为出发点根据实际隧道施工情况对隧道拱顶脱空的成因进行分析、总结并研究防治措施以起到减小或消除拱顶脱空的作用。2隧道拱顶脱空的成因分析⑴初支面不平顺局部存在较深的凹坑防水板挂设后形成一个空腔因防水板松弛度所限在混凝土浇筑后形成空洞。⑵防水板挂设张弛度不适。防水板如果挂设太松在混凝土浇筑过程中会因受挤压形成褶皱在褶皱之间留下空隙；防水板如果挂设太紧会造成防水板与初支面之间留下空隙或因混凝土压力太大撑坏防水板。⑶混凝土在浇筑过程中振捣不密实内部存在气孔、空洞等上部混凝土浇筑完成后在自重作用下下沉在拱部造成空洞。⑷拱部混凝土浇筑时由于泵送压力或浇筑方式等问题致使拱顶位置浇筑不到位留下空洞。⑸端头模板拼接不密实浇筑完成后在等强过程中从接缝里漏浆、跑浆使拱部混凝土下落形成空洞。⑹拆管过早混凝土掉落形成漏斗。在混凝土浇筑后现场施工人员急于拆下混凝土输送管在拆管时未形成自稳能力的混凝土随输送管掉落下来形成漏斗造成衬砌脱空。⑺衬砌台车底座支撑不牢固在混凝土浇筑过程中或浇筑后变形下沉。在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后方木被压碎引起台车下沉。另外混凝土浇筑时模板应采用刚性支撑绝不可用液压杆支撑模板。使用液压杆支撑时由于压力过大可能会使杆件受压收缩使模板内收或下沉造成拱部空洞。⑻拱架背后喷砼不密实留有空洞混凝土浇筑后在等强过程中初喷混凝土受挤压破裂混凝土进入空洞内造成拱部混凝土下落。3防治措施3.1防水板挂设规范⑴防水板挂设前应先对初期支护喷射混凝土进行检测欠挖部位应先加以凿除对喷射混凝土表面凹凸显著部位应分层喷射找平。外露的锚杆头及钢筋网头应齐根切除并用水泥砂浆抹平使混凝土表面平顺。⑵防水板挂设完成后用手托起防水板看其是否能与初支面密贴且没有太多余量一般防水板长度为初支面长度的1.2～1.5倍。防水板挂设时焊接点数量和间距要满足设计要求保证拱部防水板挂设稳固防止防水板因挂设不稳在混凝土浇筑过程中掉落后压入两侧混凝土造成拱部空洞。3.2加强混凝土浇筑的过程控制⑴在浇筑拱部时适当调整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。⑵在拱部混凝土浇筑时将泵送管深入模板外接近拱顶的部位使拱部混凝土由上向下浇筑。混凝土泵送管可选在台车标高较高的一端入模。混凝土浇筑到拱部时设置观察孔安排技术员或质检员值班观察浇筑情况确保拱部混凝土填筑饱满。⑶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。⑷混凝土浇筑时安排专人现场值班。值班人员要恪尽职守。混凝土浇筑完成后要求施工人员不要急于拆下输送管须待混凝土有一定自稳能力后再拆在拆下同时迅速关闭窗口以免混凝土掉落。3.3衬砌台车支垫稳固并定期检修⑴做好二衬台车台车附近的文明施工防止支垫方木长期被水浸泡。现场管理人员要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沉。衬砌台车在使用过程中要定期检查、维护防止台车屈服变形。3.4二衬施工前要先检查初支背后是否存在空洞或喷砼不密实的情况若发现有空洞等情况存在应安排注浆充实。4脱空的处理4.1二衬混凝土施工前应在拱顶最高处紧贴防水板布置通长纵向注浆管每隔5～8m留设竖向注浆口。纵向注浆管可采用φ50聚乙烯管管身应做注浆切口。4.2二衬混凝土施工完成一定里程后（以200m～500m为宜）可采用地质雷达等无损检测设备检查混凝土背后脱空情况并