高速鐵路隧道襯砌欠厚整治技術

葉鵬勇

摘要：高速鐵路設計時速達到250～350 km，由于在運營過程中因動車通過隧道時速快，對隧道擾動特別大，從而對隧道施工自身質量要求特別高。而隧道施工中由于工序卡控、施工工藝等不可避免會存在一定欠厚缺陷，給后期運營帶來了極大的安全隱患。本文以成貴高速鐵路CGZQSG10標隧道工程為工程實例，通過對隧道欠厚缺陷原因分析、整治方法的探索與工程實踐，總結出了一套較為完善和成熟的經驗，對今后其他隧道工程提供襯砌欠厚防治及整治有一定借鑒作用。

Abstract： The design speed of high-speed railway reaches 250～350 km. Because the speed of motor train passing through the tunnel is fast in the operation process， the tunnel disturbance is particularly large， so the quality of the tunnel construction itself is particularly high. In the tunnel construction， due to process card control and construction process， there will inevitably be certain thickness defects， which will bring great security risks to the later operation. In this paper， the CGZQSG10 standard tunnel project of Chenggui high-speed railway is taken as an engineering example. Through the analysis of the causes of the thinner thickness defects of the tunnel， the exploration of the remediation method and the engineering practice， a set of relatively complete and mature experience is summarized， which has certain reference for the other similar tunnel projects.

關鍵詞：高速鐵路;襯砌欠厚;整治技術

Key words： high-speed railway;thinner lining thickness;remediation technology

中圖分類號：U459.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）16-0125-04

1? 缺陷原因

①澆筑拱頂混凝土時未灌滿導致拱頂二襯欠厚;②測量放樣錯誤，或測量儀器精度低，造成初支侵線未處理就澆筑混凝土;③開挖過程塌方，未安全起見避免再次擾動圍巖，對局部基巖未處理就安裝鋼架，噴射混凝土，后期襯砌施工時又未處理;④初支支護預留沉降量過小，圍巖變形過大。

2? 整治措施

隧道襯砌欠厚主要以拆換方式進行整治。驗證欠厚范圍，查明欠厚部位是否有鋼筋，根據對應指標進行拆換處理。

3? 治理方案

3.1 對欠厚處鉆孔驗證

首先在監理見證下對欠厚范圍進行地質雷達檢測和鉆孔驗證，確定準確位置及范圍。驗證以物探檢測數據為輔助依據，鉆孔驗證數據為主要依據，確定需拆換的范圍。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，準確驗證欠厚區，確認拆換范圍。根據《成貴鐵路拱墻襯砌厚度輕微缺陷量化指標》參數，在保證結構一定安全的前提下，盡量少降低結構的使用性能。襯砌欠厚處理基于初期支護及二次襯砌變形滿足規范要求的情況下施做，且二次襯砌監測穩定的情況下進行處理。

3.2 襯砌厚度輕微缺陷量化指標（表1）

3.3 素混凝土段襯砌欠厚處理

①對素混凝土段二襯拱部局部存在空洞，拱部欠厚缺陷等級為輕微以上的段落，對拱部144°范圍進行拆換處理。如圖1到圖4所示。②對素混凝土段二襯拱墻局部均存在空洞或邊墻存在空洞，欠厚缺陷等級為輕微以上，需對欠厚部位拆換。施工前按照驗證示意圖確定欠厚范圍。如圖5到圖8所示。

3.4 鋼筋混凝土段襯砌欠厚處理

①鋼筋混凝土段拱墻二襯局部存在空洞，拱部欠厚缺陷等級為輕微以上的段落或邊墻欠厚缺陷等級為輕微及以上的段落，欠厚缺陷環向長度不超過拱墻范圍的30%時，對局部欠厚范圍進行拆換處理。圖9到圖12所示。

②欠厚缺陷環向長度超過拱墻范圍30%時，對拱部144°范圍或拱墻進行拆換處理。

3.5 輕微以上缺陷拆換

3.5.1 拆除前

襯砌混凝土拆除前，先完成相鄰段落的缺陷整治，在拆換段前后2m范圍內采用I20a鋼架臨時支護，鋼架間距0.5m/榀，縱向采用HRB400Φ22鋼筋連接，拱架底部坐落在水溝電纜槽上。為了防止鋼架壓壞水溝邊緣及蓋板，拱架底部加設厚16mm、長0.5m、寬24cm的縱向鋼板，或在側溝內設置臨時鋼墊板，墊板高度與電纜槽平齊。

在拆除段兩側邊墻徑向設置一排Φ25砂漿錨桿，長4.0m，縱向間距1m。錨桿頭槽在錨桿的抗拔力達到設計強度后開鑿，槽深8cm，楔形狀，孔口12*12cm，孔底15*15cm。錨桿注漿后孔口采用膨脹水泥砂漿封堵，并與原襯砌打磨平整。

3.5.2 換拆時

拆除襯砌混凝土時，應加強拆換段及相鄰段落的洞內及地表變形觀測，若有異常情況應立即采取臨時鋼架加固等應急措施，確保施工安全。同時采用砂輪機切割3～5cm深縫，其他接茬處應鑿毛，清洗干凈后，安裝釬釘和錨桿。

鋼筋混凝土襯砌拆除后，應按原設計圖紙恢復襯砌鋼筋。

3.5.3 拆除后

拆除舊混凝土后，將新舊混凝土結合處鑿毛并用高壓水沖洗干凈，按照圖7設置釬釘。并在釬釘附近徑向設置一排Φ25砂漿錨桿，長4.0m，縱向間距1m，錨桿頭與二襯釬釘焊接。新舊混凝土接縫處設置止水膠，寬2cm。

3.5.4 新筑襯砌

缺陷襯砌混凝土拆除后，澆筑混凝土。澆筑混凝土前應重新鋪設無紡布及防水板，并與原防水材料可靠焊接，確保防水性能。新筑襯砌混凝土使用細石混凝土，并提高一個等級混凝土標號。

3.6 拆換處理施工要求

3.6.1 二襯混凝土拆除

根據缺陷拆除范圍選取二襯混凝土拆除方案：缺陷長度較短的段落采用風鎬人工鑿除，自拱頂往兩側拱墻逐步鑿除;缺陷長度較大的段落采用弱爆破方式拆除。為保證防水板后期恢復及防水質量，在臨近防水板范圍內的二襯混凝土采用人工持鐵釬進行鑿除。

為保證新舊混凝土搭接的穩定性，襯砌拆除范圍應較缺陷范圍放大10～20cm，拆換窗口外小內大呈棱臺型，如圖13到圖15所示。

3.6.2 土工布、防水板修復

測量放線對欠挖部分進行鑿除清理完成后，安排施工人員修復被破壞的初期支護部分，包括排水設置、土工布、防水設施進行恢復。

基底巖面清理：鋪設土工布及防水板前（包括其他防排水設施安裝）前對初期支護處理，滿足原設計要求，采用補噴及砂漿找平。避免出現外露的錨桿頭、鋼筋頭、尖銳圍巖等損壞防排水設施的現象。

土工布掛設：基底巖面處理完成后，利用熱熔墊圈和射釘將無紡布固定于基面上，墊圈間距拱部0.5～0.8m，邊墻間距1～1.5m，梅花型布設;土工布搭接大于5cm。

防水材料掛設：防水材料掛設嚴禁使用各種釘子，采用熱熔焊接的方式進行固定。

焊接質量檢查：防水板接縫熱熔焊機焊接搭接寬度大于15cm。焊接前需要進行一定數量的試驗以確定焊接溫度及時間。

安裝質量檢查：防水板鋪設平整無褶皺，雙焊縫焊接，相鄰兩幅重疊式搭接寬度≥15cm，焊接完畢后焊縫焊應滿足設計要求。

3.6.3 模板安裝加固

重新安裝后的防水板驗收合格后，對砼接茬位置進行鑿毛處理，方可進行下一道工序施工。首先沿環向在拆除范圍外二襯混凝土上鉆眼植筋，植筋環向間距20～30cm，有利于模板的安裝。自邊墻至拱頂順序安裝竹膠板，采用兩根48×3.5mm鋼管背貼模板，并用蝴蝶卡緊固鋼管使模板與襯砌表面密貼牢固。在拆除范圍上部開20×20cm窗口，作為泵送混凝土兼振搗孔。

3.6.4 混凝土澆筑

采用混凝土輸送車運送混凝土，混凝土輸送泵泵送混凝土入模，振搗棒搗固密實。新筑混襯砌采用C40細石混凝土，嚴格按配合比集中拌制并及時運送至現場。泵送混凝土前，先用水泥砂漿對管道進行潤滑。泵送開始時應慢速，待順利后采用正常速度泵送。泵送過程中混凝土供應應及時，保證連續澆筑，避免因供料不及時停頓造成堵管。澆筑混凝土時必須對稱分層澆筑，每次入模混凝土厚度應在60cm左右，并及時用振動棒振搗密實。振動棒移動間距應小于50cm，每一振點的延續時間經表面呈現浮漿為度，為使上下層混凝土結合成整體，振動器應插入下層混凝土5cm，振動時應避免碰撞模板。澆筑混凝土過程中應隨時檢查模板的穩定性，如有松動應及時緊固，防止因模板松動造成跑模變形。

3.6.5 拆模及養護

拆除段頂部預留Φ50注漿波紋管（不少于兩根），二襯完成后檢查襯砌厚度。混凝土澆筑過程中制作混凝土試塊，待強度達到設計要求后，對襯砌背后脫空進行帶模注漿回填密實，注漿要求同原設計，確保二襯與圍巖密貼。

混凝土澆筑完成拆模后應及時養護，養護時間不少于14天。

4? 結語

高速鐵路越來越嚴格的行車安全要求，標志著質量缺陷整治工作的重要性。以上二襯欠厚整治技術為成貴鐵路常見病害處理方法，在實際施工過程中可能會遇到更復雜的質量缺陷。施工單位在實際施工中應當嚴格按照設計圖紙和文件、施工規范和驗收標準組織施工，改進施工工藝和方法，真正遵循和恪守“安全第一，質量為本”的原則。

參考文獻：

[1]國家現行隧道施工規范及驗收標準.

[2]成貴隧道質量缺陷整治指導性參考圖.

[3]陳平燕.隧道襯砌欠厚病害檢測及處治措施技術要點探索[J].福建交通科技，2019（02）.