隧道二襯脫空注漿補強處治技術要點

卓 越

（四川路橋橋梁工程有限責任公司， 四川 成都 610000）

0 前言

二襯背后脫空是指隧道二襯混凝土與初支噴射混凝土之間存在空隙、空洞或混凝土不密實現象。在隧道實體工程質量檢查中發現，多數隧道均存在局部二襯混凝土背后脫空以及二襯拱頂不密實現象。為了保證襯砌施工質量，常采用注漿法進行補強加固。本文對隧道二襯背后脫空及不密實現象進行了原因分析，并總結了注漿補強的處治技術要點。

1 二襯脫空原因分析

隧道二襯發生背后脫空的主要位置集中在拱頂及側壁、拱腰等部位。從此類缺陷常發部位在隧道橫斷面上的空間分布規律分析，總結得出以下幾個主要成因：

1、在施工至拱頂時，因拱頂初支平整度差表面凹凸不平，或臺車擋頭板排氣孔堵塞，混凝土將部分空氣擠壓至狹小密封空間內無法排出，造成空隙。

2、在混凝土澆筑到拱頂位置時出現灌注管堵管，施工人員未仔細排查現場情況，錯誤認為已經灌滿，停止灌注，造成脫空現象。

3、二襯拱頂混凝土灌注完成后急于拆管，混凝土未初凝，受重力作用而下沉，造成灌注孔處脫空。

4、二襯澆筑過程中混凝土供應不連續，中途間隔時間過長，造成局部位置混凝土失去流動性或初凝，后續混凝土無法填補空隙造成脫空。或因混凝土振搗不到位，排氣不充分，造成混凝土不密實。

5、防水板鋪設未預留足夠的松鋪系數，導致二襯混凝土時，防水板不能與初支面密貼，造成防水板背面出現空隙。

6、混凝土配合比不良，水灰比過大、坍落度過大等性能缺陷造成混凝土凝固收縮變形過大，導致空隙。

2 注漿補強處治

2.1 施工方法

通過敲擊檢測或超聲波檢測確定脫空區域，用紅油漆在二襯混凝土表面畫出脫空區標識線，明確處治范圍。注漿孔按1m×1m 間距，交錯布置，鉆孔孔徑Ф 42mm，孔內埋設Ф32mm 鋼管，鋼管上焊接Ф20mm 注漿閥門，注漿過程中關閉相鄰空位的閥門，防止漿液泄露，同時打開頂部排氣管確保漿液密實。注漿完畢，待漿液強度達到設計要求后，進行超聲波檢測。

2.2 工藝流程

注漿加固施工工藝流程為：鉆設注漿孔→埋設注漿管→配置漿液→灌注漿液→終止注漿→質量檢測

2.3 技術要點

1）鉆孔

鉆孔施工前首先進行放線，將注漿孔孔位在二襯混凝土表面用紅油漆打點標識出來，注漿孔按1m×1m 間距交錯布設。

采用鉆孔機在標識處鉆設Φ42mm 注漿孔，為防止鉆孔時破壞防水板，鉆孔時需準確控制鉆孔深度，一旦鉆穿二襯混凝土層后立即停鉆，避免超深。鉆孔完成后應檢查防水板是否損壞，測量實際的襯砌厚度缺陷范圍和襯砌背后不密實、空洞的大小及范圍，并與超聲檢測結果進行核對。根據實際測量結果對注漿孔布置間距、范圍進行適當調整。

2）埋設注漿管

在Ф42mm 鉆孔內埋設注漿管，注漿管采用Ф32mm 鋼管，長度一般為60cm，當有二襯混凝土超厚情況時應適當加長。注漿管采用錨固劑或植筋膠固定于注漿孔中，注漿孔與注漿管間的空隙需封堵密實防止漏漿；注漿管外留孔口頂部焊接Ф20mm 鋼管并安裝閥門。選擇最上方的一根注漿管作為排氣管，注漿作業時打開閥門利用空氣排出。

3）漿液配置

灌漿材料采用M35 微膨脹水泥砂漿，水泥砂漿由普通硅酸鹽水泥、膨脹劑、天然砂和水攪拌通過高速制漿機強制攪拌而成，漿液水灰比建議1：1.2～1：1.5，具體根據現場試驗確定。

4）灌注漿液

注漿機安裝完成后將注漿管與注漿機連接好，排除管內空氣和水，配置好水泥砂漿并調整好注漿壓力后方可啟動注漿機開始注漿。正式注漿施工前應先進行注漿試驗，根據試驗結果調整注漿壓力、漿液配合比、穩壓時間等注漿參數。

二襯背后脫空注漿時，沿隧道縱向應由下坡方向向上坡方向進行，沿隧道橫向應按先邊墻再側墻最后注拱頂的順序進行。單個脫空區注漿時按先下后上分層注漿的順序依次進行。注漿過程中，應關閉相鄰孔位的注漿閥門，防止漿液溢出。注漿壓力一般控制在0.2～0.5Mpa 之間，注漿終止壓力控制為0.5MPa。注漿施工過程中，密切觀測注漿壓力和漿液流量變化。當注漿壓力逐漸上升，漿液吸收逐漸減少，直至達到設計終止壓力，并穩定5min 以上，漿液吸收很少或不再吸漿時即可結束該孔注漿。

5）堵孔

注漿結束后應及時封堵注漿孔。為防止漿塊掉落，影響形成安全，將孔口鑿成內大外小的楔形進行封堵。用人工手工鑿出10cm 長×10cm 寬×8cm 深的楔形孔，孔底掏鑿為13cm×13cm 方形擴大空間。孔口鑿完后，將孔內清洗干凈，將Ф 4mm 鋼筋圓環網片焊接在注漿鋼管上以防砂漿掉塊。注漿孔采用與二襯混凝土同強度的膨脹水泥砂漿進行封堵，膨脹劑物理性能指標應符合《混凝土膨脹劑》（JC476-2001）建材行業標準。

6）質量檢測

注漿工作結束7 天后，現場組織驗收，進行敲擊檢測及超聲波檢測處治效果。

3 施工注意事項

1、注漿補強施工前，應嚴格檢查用電線路和各類設備的電器部件，確保用電安全，施工中保持用電線路規范，遵守操作規程；

2、對漿液攪拌機、壓漿機、進漿管、壓漿管應隨用隨洗，保障及時清潔，防止堵塞。對機械設備要經常檢查維護，提前發現問題，及時處理，防止施工過程中停機停料，保障注漿施工順利連續進行；

3、注漿施工操作平臺應搭設穩固、規范，做好臨邊防護措施，支架架體應設置明顯反光標志、限速牌和安全警示標牌，洞內車輛原則上遠離支架行駛，確需靠近架體通過時，必須有專人指揮并減速慢行，防止碰撞支架；

4、施工過程中，作業人員必須佩戴安全帽、防塵口罩、防塵眼鏡，使用膠皮手套，在支架上操作時系好安全帶并正確掛設。注漿作業人員注意站在注漿管側面，避免漿液飛濺傷人；

5、注漿管必須牢固錨固在注漿管內，外接閥門必須焊接牢固并設置保險扣，防止注漿管接頭意外脫落傷人；

4 二襯脫空預防措施

1、隧道圍巖開挖時應采取光面爆破等技術措施，嚴格控制超欠挖，減少凹凸坑洞，提高圍巖基面平整度。

2、初支混凝土噴射施工時，應嚴格進行過程監督，加強初支平整度控制，對平整度不合格的位置進行補噴找平，必要時返工處理，直至合格后才允許進入下一道工序的施工，確保初支噴射混凝土面平整度滿足要求。

3、隧道防水板鋪設施工時，加強質量管理，控制好松鋪系數，防止防水板鋪設過緊導致二襯澆筑時開裂破損，或鋪設過松形成褶皺導致空隙、空洞的出現。

4、二襯混凝土澆筑過程中，做好混凝土供應保障，減少間隔時間，保障連續施工。

5、對各工序作業人員進行詳細的安全技術交底，提高質量意識，掌握操作技能。混凝土澆筑時，加強混凝土振搗。澆筑至拱頂時密切關注臺車擋頭模板排氣孔情況，確保拱頂密實，并按要求預埋注漿管，便于后期拱頂注漿補強。

6、注漿施工過程中，應嚴密觀察二襯混凝土狀況，若發現二襯混凝土有變形、開裂或既有裂縫加速發育等異常情況，應立即停止注漿，查明原因。

5 結束語

隧道二襯背后脫空是目前隧道施工中經常發生的質量問題，因其改變了二襯混凝土的受力模式，減弱其受力性能，并在一定程度上影響了二襯混凝土的完整性，易造成應力集中、坍塌沖擊、水流侵蝕等不良破壞。對通車運營造成了一定的安全、質量隱患。及時對二襯施工質量進行試驗檢測，查清二襯混凝土背后脫空情況，并根據檢測報告、設計意見、處治方案對空洞進行注漿處理，能對二襯結構有效補強，消除相應安全、質量隱患。