張云龍

x摘要：我國高速鐵路高速發(fā)展，驗收標準、規(guī)范也在不斷完善提高，以及運營后高鐵安全可靠度的嚴格要求，高速鐵路施工缺陷整治已成為隧道驗交前的重中之重，尤其是在我國西南地區(qū)，隧道施工地質復雜，處理形式多變的情況下，隧道襯砌施工過程中先進設備機具無法投入施工、人員素質參差不齊，部分隱蔽過程檢查、施工工藝工法等無法避免會產(chǎn)生部分施工質量缺陷，后期檢測機構采用先進設備進行質量缺陷檢測、評判，發(fā)現(xiàn)隧道襯砌、初支背后出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。本文以成都至貴陽云貴段某隧道工程為工程實例，通過對隧道缺陷混凝土脫空處理的研究與實際施工操作，總結出了一套較為可靠和成熟的整治處理措施，對今后即將投入運營的鐵路隧道工程提供混凝土脫空防治及整治有一定借鑒作用。

Abstract： With the rapid development of China's high-speed railway， the acceptance standards and norms are constantly improving， as well as the strict requirements of high-speed railway safety and reliability after operation. High-speed railway construction defect remediation has become the top priority before tunnel inspection， especially in the southwestern region of China. The tunnel construction geology is complicated and the treatment forms are varied， so the advanced equipment and tools in the tunnel lining construction process cannot be put into construction， and the quality of the personnel is uneven. Some hidden process inspections and construction techniques cannot avoid the partial construction quality defects. The late detection mechanism used advanced equipment to detect and judge the quality defects， and found that the tunnel lining and the initial branch appeared to be empty. This paper takes a tunnel project from Chengdu to Guiyang Yungui section as an engineering example， through the research and actual construction operation of the tunnel defect concrete empty treatment， sums up a set of relatively reliable and mature remediation measures to provide reference for the prevention and treatment of concrete empty of the railway to be put into operation in the future.

關鍵詞：高速鐵路;混凝土脫空;整治技術

Key words： high-speed railway;concrete empty;remediation technology

中圖分類號：U459.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）16-0099-03

1? 高速鐵路隧道缺陷整治的基本原則

①隧道和混凝土脫空整治方案和施工要符合確保質量，經(jīng)濟合理，技術先進，安全可靠的要求。②隧道缺陷整治方案和施工遵循“防、排、堵、截相結合，綜合治理”的原則。③隧道混凝土脫空整治方案和施工要采用經(jīng)過鑒定并試驗和實踐質量可靠的新材料、新技術、新工藝，也應符合國家現(xiàn)行的有關規(guī)范標準規(guī)定。④隧道混凝土脫空整治方案和施工必須符合環(huán)境保護的要求，并采取行之有效的相應保護措施。⑤隧道混凝土脫空整治方案要根據(jù)動車對隧道震動擾動的使用條件，尤其方案要注重抗震動擾動的使用條件，加固要在“剛”上和粘合上做好處理。

2? 高速鐵路隧道混凝土脫空整治措施及方案

2.1 初支與基巖間脫空

2.1.1 存在原因? 光面爆破效果差，超欠挖較嚴重，或開挖面平整度差，在初支施工前，未對開挖面進行清理，超挖區(qū)域未進行掛設鋼筋網(wǎng)噴射砼補平工序，直接進行初支施工，而產(chǎn)生的空洞，另外也有工人人為遮擋形成的空洞及未發(fā)現(xiàn)巖溶空洞。

2.1.2 整治措施? 脫空整治主要采用鉆孔注漿填充空洞的方式，發(fā)揮初支和圍巖整體結構能力。

2.1.3 治理方案? 首先在監(jiān)理見證下對脫空范圍進行物探和鉆孔驗證，確定準確位置及范圍。脫空部位采取注漿處理方式。注漿材料采用微膨脹水泥砂漿，配合比根據(jù)現(xiàn)場工藝試驗確定。鉆孔直徑Φ42，注漿管采用Φ32鋼管，鉆孔間距1.5*1.5m，注漿完成后采用可靠封堵措施。如圖1所示。

①脫空點位打孔或取芯核實。

現(xiàn)場核實首先以打孔或者實際取芯情況為依據(jù)，取芯核查數(shù)據(jù)為主要依據(jù)，確定需注漿處理的范圍和數(shù)量。鉆孔驗證沿缺陷中心線向四周打孔，打孔間距隨周邊加密布置，同時使用尺量襯砌厚度、脫空厚度，準確驗證脫空區(qū)，確認注漿范圍。（圖2）

確認脫空范圍后沿著脫空位置打設Φ42注漿孔，交錯梅花型布置。鉆孔后，埋設注漿管，注漿管的長度為10cm（外露）+襯砌厚度+脫空深度+侵巖不小于1.0m。同時采用植筋膠錨固注漿管，保證漿液不會順著注漿管外側流出。

②注漿。

1）施工前應先進行注漿實驗，并根據(jù)實驗結果調整注漿參數(shù)，確認漿液配合比，使用前作效果試驗，凝結時間和終凝時間宜根據(jù)注漿數(shù)量大小來確認。

2）注漿使用機具的試驗：機具設備就位后，采用合理的注漿壓力（一般為1.5～2倍）對系統(tǒng)進行吸水試驗檢查，并保證風、水、電都正常;核查管道系統(tǒng)耐壓情況，漏水現(xiàn)象是否存在;并且檢查管道連接各接口處;過程中，安排專業(yè)技術人員在現(xiàn)場值班，并依照現(xiàn)場壓降實際情況，做出準確判斷后，及時準確對漿液配比和凝固時間做出調整。

3）注漿壓力：一般無鋼筋混凝土襯砌注漿壓力控制在不大于0.5MPa，有鋼筋混凝土二襯注漿壓力控制不大于1.0MPa，注漿時將注漿芯管安裝在預埋的注漿管上，注漿速度一般控制在每分鐘30L至60L之間。為有效防止漏漿，對相鄰注漿預留孔設置使用孔口塞，應從隧道縱坡下坡方向向上坡方向施做，垂直線路方向應先施工兩側孔再施工拱部孔。

4）注漿壓力達到理論要求壓力時，不要離開泄壓，要等待壓力持續(xù)穩(wěn)定5min以上，基本沒有吸漿現(xiàn)象時，孔口管出現(xiàn)冒漿時;即可認為已經(jīng)注滿。

③孔口封堵。

注漿完成后，先鑿出10cm*10cm*8cm（長*寬*深）倒梯形（孔底尺寸13cm*13cm），用清水沖洗干凈，然后后采用加膨脹劑的環(huán)氧水泥砂漿封堵。為了保證封堵砂漿不掉落，在倒梯形孔注漿口安裝并焊接HPB300Φ4鋼筋加固。如圖3所示。

④注漿效果評定。

完成注漿后，需要對注漿效果進行檢查評定，以保證注入水泥漿的質量。采用地質雷達檢測后，如果還有空洞脫空現(xiàn)象，同樣方法確定范圍后再次進行補孔注漿，直至脫空處混凝土密實為止。

2.2 襯砌與初支間脫空

2.2.1 缺陷原因

①二次襯砌混凝土沖頂施工時，由于混凝土輸送泵設備的泵送能力不能達到足夠壓力，不能填滿臺車模板背后空間，導致混凝土不能正常輸送或者堵塞管道等情況，施工人員認為混凝土已澆筑完畢;

②二次襯砌混凝土沖頂施工時，防水板沒有按照規(guī)范施工，局部不平整出現(xiàn)褶皺，或者存在破洞間隙;

③二次襯砌混凝土沖頂施工時，砼塌落度過小，砼和易性、流動性差，局部出現(xiàn)暫時凝固，造成堵塞，無法填滿整個空間;

④二次襯砌混凝土沖頂施工時，砼塌落度過大，砼極易快速填滿，經(jīng)過一定時間，如果沒有搗固密實，混凝土的凝固收縮，出現(xiàn)局部空洞現(xiàn)象;

⑤二次襯砌混凝土沖頂施工時，防水板及土工布掛設預留量過小，導致隧道拱部及邊墻防水板繃緊，出現(xiàn)拱部及邊墻空洞現(xiàn)象;

⑥防水板在施工過程中，由于預留松緊度不夠，在混凝土施工前坑洞部位防水板就已經(jīng)繃緊，且混凝土施工前由于疏忽大意也未及時進行處理，防水板與初支面之間出現(xiàn)空洞，該原因可以完全歸結于施工、管理人員的工作態(tài)度不認真。

2.2.2 整治措施

襯砌與初支間脫空整治主要采用鉆孔注漿填充空洞的方式，發(fā)揮初支和襯砌整體結構能力，改善和維護襯砌環(huán)境。

2.2.3 治理方案

在監(jiān)理見證下對脫空范圍進行物探和鉆孔驗證，確定準確位置及范圍。脫空部位采取注漿處理方式。注漿材料采用微膨脹牙膏狀水泥凈漿，水泥漿配合比根據(jù)現(xiàn)場工藝試驗確定。拱頂注漿采用預留注漿孔進行注漿，其他部位均在脫空位置鉆孔，鉆孔直徑Φ42，注漿管采用Φ32鋼管，鉆孔間距1.0*1.0m，注漿完成后采用可靠封堵措施。如圖4所示。

①對脫空處鉆孔驗證。

現(xiàn)場核實首先以打孔或者實際取芯情況為依據(jù)，取芯核查數(shù)據(jù)為主要依據(jù)，確定需注漿處理的范圍和數(shù)量。鉆孔驗證沿缺陷中心線向四周打孔，打孔間距隨周邊加密布置，同時使用尺量襯砌厚度、脫空厚度，準確驗證脫空區(qū)，確認注漿范圍。沿著脫空位置打設Φ42注漿孔，交錯梅花型布置。鉆孔后，埋設注漿管，注漿管的長度為（10cm外露）+襯砌厚度。同時采用植筋膠錨固注漿管，保證漿液不會順著注漿管外側流出。（圖5）

②注漿。

1）施工前應先進行注漿實驗，并根據(jù)實驗結果調整注漿參數(shù)，確認漿液配合比，使用前作效果試驗，凝結時間和終凝時間宜根據(jù)注漿量確認。

2）注漿使用機具的的試驗：機具設備就位后，采用合理的注漿壓力（一般為1.5～2倍）對系統(tǒng)進行吸水試驗檢查，并保證風、水、電都正常;核查管道系統(tǒng)耐壓情況，漏水現(xiàn)象是否存在;并且檢查管道連接各接口處;過程中，安排專業(yè)技術人員在現(xiàn)場值班，并依照現(xiàn)場壓降實際情況，做出準確判斷后，及時準確對漿液配比和凝固時間做出調整。

3）注漿壓力：一般無鋼筋混凝土襯砌注漿壓力控制在不大于0.5MPa，有鋼筋混凝土二襯注漿壓力控制不大于1.0MPa，注漿時將注漿芯管安裝在預埋的注漿管上，注漿速度一般控制在每分鐘30L至60L之間。為有效防止漏漿，對相鄰注漿預留孔設置使用孔口塞，應從隧道縱坡下坡方向向上坡方向施做，垂直線路方向應先施工兩側孔再施工拱部孔。

4）注漿壓力達到理論要求壓力時，不要離開泄壓，要等待壓力持續(xù)穩(wěn)定5min以上，基本沒有吸漿現(xiàn)象時，孔口管出現(xiàn)冒漿時;即可認為已經(jīng)注滿。

③注漿口封堵。

注漿完成后，先鑿出10cm*10cm*8cm（長*寬*深）倒梯形（孔底尺寸13cm*13cm），用清水沖洗干凈，然后后采用加膨脹劑的環(huán)氧水泥砂漿封堵。為了保證封堵砂漿不掉落，在倒梯形孔注漿口安裝并焊接HPB300Φ4鋼筋加固。如圖6所示。

④注漿效果檢查。

完成注漿后，需要對注漿效果進行檢查評定，以保證注入水泥漿的質量。采用地質雷達檢測后，如果還有空洞脫空現(xiàn)象，同樣方法確定范圍后再次進行補孔注漿，直至脫空處混凝土密實為止。

3? 結語

高速鐵路隧道脫空整治技術是通過一定技術手段及措施處理后，以達到發(fā)揮襯砌、初支及圍巖整體結構能力，改善和維護襯砌運營后的工作環(huán)境的目的。但是整治后二襯的結構安全度、耐久度、使用功能等方面相對于原設計將存在一定的差異，其整體穩(wěn)定性、結構性能等都比原設計有不同程度的劣化，即使整治補強也不可能完全恢復至原施工圖設計要求的狀態(tài)。因此整治后對二襯的工作狀態(tài)還需要進行長期的監(jiān)測并進行必要的維護、維修。

參考文獻：

[1]國家現(xiàn)行隧道施工規(guī)范及驗收標準.

[2]成貴隧道質量缺陷整治指導性參考圖.

[3]江星宏，閆明超，曾鵬，楊新安.高鐵隧道復合襯砌脫空統(tǒng)計分析與防治[J].華東交通大學學報，2015（06）.