铁路隧道二衬背后脱空防治措施

沈天佑

摘要： 为保证成昆铁路三峨山长大隧道（10352m）二衬施工质量，确保隧道二衬背后混凝土饱满密实无脱空，为工程顺利验交做准备、为隧道安全运营打基础，本文就隧道二衬背后脱空做原因分析，对防止隧道二衬背后脱空采取的施工措施做总结。

Abstract： In order to ensure the construction quality of the secondary lining of Mount San'e Tunnel （10352m） of Chengdu-Kunming Railway， to ensure the concrete behind the secondary lining of the tunnel full dense and void-free， to prepare for the project survey， and to lay a foundation for tunnel safety， this paper analyzes the reasons of void behind the secondary lining of the tunnel and summarizes the prevention measures.

关键词： 隧道；二衬脱空；措施；总结

Key words： tunnel；void behind the secondary lining；measure；sum up

中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）04-0140-02

1 工程概况

成昆铁路三峨山隧道进口里程DK178+055，出口里程DK188+407，全长10352m，设计时速160km/h，为单洞双线隧道。设计为6‰、12‰、6‰的单面上坡。该隧道工程地质条件复杂、不良地质发育、软弱围岩比重大、下穿老成昆既有线，施工风险高。成昆铁路虽为时速160km/h的普铁，但该铁路线是四川与云南的运输大动脉，业主对质量要求极为严格，这就要求施工单位从工装、工艺、工法方面下功夫，杜绝工程质量缺陷。

2 二衬背后脱空的主要原因分析

一混凝土施工过程中，灌注空间越来越小，空间内的空气很难排出，出现了小的空洞，这种拱顶脱空极为普遍；

二是拱顶混凝土封顶施工时，混凝土输送泵无法达到填满整个空间的力量，工人主观认为混凝土已经填充密实，或者二衬台车抗压能力有限，为了保证安全，作业工人按照经验施工，导致拱顶空洞；

三是为了混凝土施工方便，二衬台车“开窗”不够，混凝土施工不密实，二衬背后局部脱空；

四是防水板的松弛度不够、防水板挂设不规范，混凝土的撑力下防水板绷紧，导致二衬背后脱空；

五是初支喷射混凝土喷射质量差，初支表面不平整，导致防水板挂设时很难掌握其松弛度，导致二衬背后脱空；

六是混凝土浇筑完成后，是否拱顶混凝土饱满，缺少有效的检测手段；

七是混凝土浇筑完成后，没有对拱顶混凝土自然收缩的空洞（空隙）进行有效的处理。

3 防止二衬背后脱空的施工措施

3.1 严格控制初期支护平整度（图1）

初支平整度是防水板铺挂质量的关键，但初支表面往往在拱部和连接板处平整度最差，很难达标。在拱部严格要求喷浆手按照调试好的距离和风压喷浆，在喷浆过程中加强刮削的频次，保证两榀拱架中间在喷浆完成后和拱架处平齐，保证平整度，连接板处在喷浆过程中及时清除回弹料，喷浆完成后由喷浆工配合挖机清理回弹料，保证连接板处喷浆的平整度。

每个隧道口严格执行每班检查制度，检查标准为：尺量检查，表面平整度的容许偏差为30mm，且失弦比不得大于1/6。

3.2 严格控制防水板的挂设质量（图2）

热熔垫圈的间距及数量是防水板铺挂质量的重点，热熔垫圈间距过大、数量过少会使防水板的松弛很难掌握，本项目严格要求热熔垫圈的间距，拱部间距为50cm，边墙间距为80cm，为保证热熔垫圈的间距可控及美观，要求热熔垫圈统一按井字型挂设，防水板挂设的松弛度标准为：人工用手去按防水板，不用力的情况下能将防水板紧抵土工布，土工布紧抵初支面。

3.3 选用带压灌注台车（图3）

本项目隧道二衬台车所有材料采用国标配件，台车自重103t，具有足够的动载荷刚度和强度，不易变形；面板厚度10mm，液压系统额定压力16MPa，工作压力12MPa，可实现带压灌注；二衬台车实现附着式捣鼓器的全覆盖振捣，总共安装52个附着式捣鼓器，每个捣鼓器覆盖半径为1.5m的圆范围，真正实现了全面覆盖；升降油缸设置在门架下部，无论台车升降或降低，都不会影响两侧的支撑丝杆角度，从而保证受力体系不发生变化；横移采用4条油缸，推拉方便，互不影响。泵送拱顶混凝土时，及时补方，避免因作业队没有混凝土导致拱部没有泵满。

3.4 增设二衬拱顶灌满检测指示灯（图4）

检测二衬混凝土拱顶是否灌满采用电流原理，用一个12V的蓄电池连接一个小灯泡，灯泡另一端用电线将电线端头固定在一个小铁片上，小铁片用双面胶粘贴在小里程顶顶防水板上，蓄电池的另一端用电线连接小铁片，在关拱顶挡头模板时固定在大里程顶顶防水板上，当混凝土泵送饱满时，通过混凝土中的水的导电作用，电灯泡会通电发亮，如果没有发光则混凝土没有泵送饱满，可继续泵送混凝土至拱顶确保拱顶灌满。

3.5 切实落实分层逐窗入模浇筑工艺（图5）

分层逐窗入模首先通过滑槽插板控制混凝土流向，先从下坡端逐窗浇筑混凝土，密切观察混凝土浇筑高度，混凝土前后高差不大于0.6m，左右高差不大于0.5m。依次循环浇筑至窗口下方30cm。

3.6 切实落实带模注浆工艺（图6）

带模注浆是保证二衬混凝土拱顶饱满密实的最后一道屏障，由于混凝土的自然收缩，拱顶一般存在部分空洞（空隙），在拱頂二衬混凝土初凝之前，就需要带模注浆。带模注浆施工工艺流程：安装RPC注浆管→记录并核对RPC管埋入长度→浇筑混泥土并观察预埋管出浆情况→注浆机与台车注浆管连接→注浆并观察压力表、管孔及端模出浆→端模排出标准浆或压力大于1.0MPa。（RPC管根据需要特殊定制）

注浆材料采用微膨胀水泥浆，水灰比为1：0.18，为保证带模注浆的质量，项目部成立二衬注浆班组，对管辖内隧道二衬施工统一注浆。

4 施工措施的效果验证

成昆铁路三峨山隧道二衬通过以上几点措施的有效控制，彻底杜绝了二衬背后脱空缺陷，在随后的第三方检测中，已施工的二衬合格率达100%。

5 结论

隧道二衬背后脱空是隧道施工中常见的一种质量缺陷，通过初支混凝土喷射、防水板挂设、带压灌注、分层浇筑、带模注浆等一系列规范的、有效的工装、工艺控制，彻底杜绝了这种质量缺陷，为今后隧道施工总结了经验。

参考文献：

[1]张春光，彭万平. 石林隧道二衬背后脱空注浆处治技术[J]. 铁道建筑，2016（11）：69-72.

[2]彭万平，张春光.云桂铁路石林隧道二次衬砌背后脱空受力分析及预防措施[J].铁道建筑，2016（10）：72-74.

[3]王颖.隧道二衬背后空洞的成因及其处理措施[J].中国高新技术企业，2014（17）：116-117.endprint