既有線隧道襯砌空洞處理方案

摘要：隧道襯砌空洞是隧道工程眾多病害中較常見的一種，但在既有線利用“天窗”點施工確較為困難，本人根據現場實際施工摸索，結合李家莊3號隧道施工為例進行總結，以便為其它同類隧道病害處理作參考。

關鍵詞：既有線隧道襯砌空洞處理

1 襯砌段病害情況

2012年6月25日工務段在巡檢線路時發現李家莊3號隧道在K1131+576處拱頂出現砼掉塊，2012年6月27日工務段對其進行鑿除，發現初期支護與巖體完整穩定，此處二襯不密實，二襯局部厚度不足，該處襯砌后存在空洞，空洞縱向長3.5米，環向4.5米，位于兩板襯砌接頭處。該處襯砌為27cmC25噴射砼+55cmC30砼。為保證行車安全，需對該處病害實施整治處理。

2 施工組織方案

2.1 編制依據

2.1.1 原施工設計文件、竣工文件。

2.1.2 鐵道部現行有關施工、驗收規范。

2.1.3 鐵道部、鐵路局營業線施工管理的有關規定。

2.2 施工影響范圍及施工期限

2.2.1 施工影響范圍：施工期間需上下行同時封鎖，每次封鎖120分鐘，供電段接觸網停電配合。停電范圍：上下行供電臂。

2.2.2 施工期限：2012年8月。

2.3 主要工程量（見下表）

李家莊3號隧道主要工程數量表

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2.4 施工簡述。李家莊3號隧道空洞處理采用C35噴射混凝土填充（模噴），為保證安全及填充效果，砼分四塊三次進行掛模噴射。模噴前，鑿除結構松散、開裂混凝土，并在襯砌和初支混凝土上打孔，把錨固筋植入到二襯混凝土和初支混凝土內，錨固筋的外端用12.6號槽鋼作為支撐，模板采用5cm厚落葉松木板。砼混凝土養護完畢后，空洞處理段隧道環向范圍內襯砌表面粘貼高強度碳纖維布（將四周砼表面清理干凈，粘貼范圍超出空洞1米）。

2.5 組織機構。根據本次病害點的規模及特點，設總體負責人1名、技術負責人2名、電工1名、修理工1名、開挖工4名、安裝工4名、電焊工3名、材料員1名、防護員5人、后勤1名。

2.6 施工方案、方法

2.6.1 總體工藝流程。施工準備→申請天窗點→放樣布點，鑿除混凝土，布設錨固點→鉆孔→植筋→安裝槽鋼、模板→噴射砼注漿→拆除注漿管及其它、粘貼高強度碳纖維布。

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2.6.2 作業臺架。由于隧道凈空較高，作業平臺采用接觸網作業車加建筑用腳手架。

2.6.3 錨筋施工

2.6.3.1 錨筋加工和制作。錨固鋼筋采用Φ22熱軋帶肋鋼筋，錨入二襯的長度為50cm，錨入初支有效長度20cm，另一端絲扣長度15cm。

2.6.3.2 鑿除松散開裂混凝土。對空洞處，由于部分砼已開裂，因此，采用電鎬鑿除，并確保松散、開裂部分全部鑿除，鑿除掉落的砼碴塊及時清理出隧道。

2.6.3.3 鉆孔。①采用沖擊鉆鉆孔，結合模板懸掛布置實施。②鉆孔采用直徑25mm鉆頭。③作業平臺采用接觸網作業車+建筑用腳手架。施工注意事項：a鉆孔方向為徑向鉆入，出現偏差時需及時進行調整；槽鋼在施工鎖腳前先用膨脹螺栓固定。b鉆孔過程中遇到鋼筋時可進行適當調整鉆孔位置。c鉆孔完成后用小型吹風機將孔內灰塵清除干凈。

2.6.3.4 錨筋安裝。錨筋安裝采用植筋膠，型號RE-500型注射式植筋膠（A級膠），植筋時先注射入膠體，再插入錨筋，然后用錘頭輕敲打入錨孔內，要求孔內植筋膠體的飽滿度不小于鉆孔體積的95%，鋼筋植入后3天內不得懸掛重物或有撞擊、敲打現象，以保證錨筋的抗拔強度。

2.6.3.5 錨筋施工參數。共布置鎖腳錨筋40根，單根長65cm，錨固深度50cm，導向錨筋10根，單根長90cm，錨固深度20cm。

2.6.3.6 錨筋平面布置

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2.6.4 模板設計

2.6.4.1 槽鋼及模板加工。槽鋼在模板生產廠家加工完成后，按設計半徑進行彎制，預先拼裝，并進行編號。為保證受力，槽鋼兩端長出40cm，用于安裝鎖腳錨筋，施工槽鋼時，先用膨脹螺栓固定，在拱頂施作兩根導向錨筋，便于固定槽鋼。

在空洞較高處的模板上預留1個注漿孔和1個排氣孔，注漿管管徑為5cm鋼管，外露部分長20cm，排氣孔設置在空洞的最高處，管徑為2cm金屬管，豎向布置，通氣孔鋼管頂距隧道初支面距離不得大于1.5cm。

2.6.4.2 木板安裝。錨筋安裝完成3天后進行槽鋼模板安裝，安裝模板時，拱頂的7塊模板暫不安裝，等1#塊砼模噴完成后，再行安裝，最后施工3#塊模噴砼。首先安裝環形槽鋼，在槽鋼安裝時，先不擰緊螺栓，待木板安裝后，再行擰固。

2.6.4.3 模板及槽鋼材質。木板寬度15cm，長度3.7m，厚度5cm；槽鋼采用12.6號，單根長2.6m，兩根一組；模板采用5cm厚落葉松，容許彎曲應力14.5Mpa，砼容重2400

kg/m3，容重0.582kg/m2，12.6號槽鋼12.318kg/m，每個槽鋼在兩端設置鎖腳錨筋。

2.6.5 模噴細石混凝土施工

2.6.5.1 采用強制式攪拌機拌合混凝土，每盤拌合0.1立方，人工加入噴射機。機具型號：DYB-20型濕噴機、UJZ-15型攪拌機。

2.6.5.2 模噴砼分四段三次施工，具體如下：

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首先施工1#塊（2塊）→2#塊→3#塊，最后注入M35號水泥砂漿填滿空洞。注漿與模噴混凝土間隔時間約為24小時。砼模噴過程中應對接觸網進行保護，在每條接觸網線上套塑料管，避免砼污染接觸網。

2.6.6 注漿施工

2.6.6.1 配合比設計。經試驗，M35水泥砂漿配合比如下：P.O42.5R普通硅酸鹽水泥：1200kg；中細河砂（干凈無雜質）：1200kg；自來水：482kg；減水劑（減水率不小于12，泌水率不大于90）：33.6kg。要求M35水泥砂漿有良好的和易性，保證灌注后填充密實。

2.6.6.2 注漿壓力設計。注漿壓力根據設計要求，并充分考慮輸送垂直高度、輸送管道摩阻損耗、輸送管終端壓力等因素，注漿壓力不宜超過0.1MPa，注漿達到設計終壓后進行效果檢查后即可終止注漿。機具要求：注漿機：DYB-70/80雙液壓注漿機。

2.6.6.3 注漿施工注意事項。①注漿過程中應監控量測混凝土襯砌變形，如發現開裂立即停止注漿。②注漿壓力宜采用漸進逐步增加，并注意控制注漿的速度。③注漿過程中應對接觸網進行保護，在每條接觸網線上套塑料管，避免砂漿污染接觸網，每日完成后撤除。注漿時，在道床上鋪設塑料布，避免污染道碴。

2.6.7 填充效果檢查。現場通過埋設的檢查孔進行觀測，在水泥砂漿灌注過程中由檢查孔口溢出，即為空洞注漿體填充完成。

2.6.8 粘貼高強度碳纖維布。混凝土養護完畢后，空洞處理段隧道環向范圍內襯砌表面粘貼高強度碳纖維布，碳纖維布環縱向超出空洞處理范圍1m，確保粘貼質量和耐久性。

2.6.9 天窗利用安排。根據每個天窗時間計劃2.0個小時，扣除施工準備和現場清理作業時間，每次有效施工時間約90分鐘，計劃處理時間為15個天窗點。

利用天窗點作業措施：①發電機、注漿機、濕噴機、空壓機、小型工具、砂石料及作業人員在天窗點前提前備于隧道出口，做好施工前的各項準備工作，材料、發電機等要放在不影響行車的安全地點。②車站行車室設置防護人員1人，作業組兩側各設行車防護人員1人，每個作業小組設置現場作業監護人1人。

3 施工安全保證措施

3.1 凡上道的路工、勞務工必須經人身安全培訓和電氣化安全培訓。

3.2 所有上道作業人員按規定穿著橙色反光馬夾，所有施工人員進入施工現場必須戴好安全帽，高空作業必須系好安全帶，配備齊全有效的防護用品，防止人身事故的發生。

3.3 施工時按照《鐵路工務安全規則》規定設置施工防護。施工完畢，施工負責人確認人員、機具、材料均已撤至安全地點，線路達到放行列車條件后，方可通知防護員撤除防護。

3.4 高空作業中所用的物料必須堆放平穩，不可置放在臨邊附近。

3.5 嚴格遵守電氣化鐵路區段安全規定，所有人員和所攜帶的物件與接觸網設備、牽引變電設備和電力機車的帶電部分，必須保持2米以上的距離；禁止通過任何物體與上述設備相接觸。

3.6 接觸網作業車進入封鎖區間的行車憑證為調度命令（包括車次、作業地點、返回車站時刻等），不得超時作業。

3.7 用電必須做到“一機一閘一漏”，且要經常檢查電線有無破損，接頭是否完好，閘箱要做好防水措施。機電設備的操作人員必須由經過專門訓練，懂機電設備原理、性能用途，會使用、會保養、會排除故障的專人操作和管理。

參考文獻：

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