隧道二衬背后空洞的分析与对策

36卷第4期V〇1.36 No 期

TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISE

企业技术开发

2017年4月

Apr.2017

随道#衬背&的分析与对茉

康晶

(广铁集团建设管理处，广东广州5100*8)

摘要：目前，我国的铁路）道一'般都是采用的复合式的衬5结构，二衬是）道洞身衬5的重要组成部

分。二次衬砌背后的空洞，将会对整个隧道的结构安全造成严重的影响。文章主要分析了隧道二衬背后空 洞的主要成因，同时，对此也提出了对此种影响的积极有效的建议。关键词：隧道二衬；背后空洞；原因；措施中图分类号：U455.91

文献标识码：A

文章编号：1006-8937(2017)04-0031-03

DOI： 10.14165/j.cnki.hunansci.2017.04.010

Analysis and Countermeasures on Hole behind the Secondary Lining

of Tunnel

KANG Lei

(Construction Management Office，Guangzhou Railway (Group) Corporation .Guangzhou .Guangdong 510088，China)

Abstract： At present, China's railway tunnel is generally used in the composite lining structure，the secondary lining is an

important part of the tunnel lining.The hole behind the secondary lining will have a serious impact on the safety of the whole tunnel.This paper mainly analyzed the main causes of the hole behind the two lining of the tunnel，and put forward some positive and effective suggestions.

Keywords: The secondary lining; Hole behind the secondary lining; Causes; Suggestions

1.2运营期间危害

二次衬砌背后的空洞，会对整个隧道的结构安全造 成严重的影响，尤其高速铁路隧道二衬背后空洞和掉块 带来的影响尤为严重，不处理到位将造成巨大安全隐患。

隧道施工过程中，由于自然和人为因素的影响，易引 发各种施工质量问题，导致隧道在运营过程中产生病害 和灾害，对运输行车带来较大影响，因此，有必要对隧道 二衬背后脱空进行分析并提出解决措施。

1二衬背后空洞对工程建设及运营的影响

l.i

建设期间影响

按照铁路隧道建设管理的有关规定，隧道在主体完 工后，需要全面进行第三方检测和敲击检测，若在隧道 拱顶注桨完毕后，检测发现二衬存在脱空，将难以整改， 二衬背后空洞的治理的速度快慢，也将直接影响后续工 序的进行以及验收。

收稿日期= 2017-02-24

2二衬背后空洞的原因分析

2.1隧道开挖预留变形量因素

铁路隧道目前大部分采用钻爆法施工，开挖断面以 衬砌设计轮廓线为基准，同时，考虑预留变形量以及测 量和施工误差。其中，预留变形量的控制极为重要，因为 在地层应力的重新分布过程中，不同围岩等级、不同施 工方法以及不同地下水情况，都将对变形量造成影响，

作者简介:康磊（1981—)，男，湖北襄阳人，硕士研究生，工程师，研究方向：项目管理

32

企业技术开发

2017年4月

铁路施工规范中，只是提出了经验参考数据范围，实际 预留变形量的准确与否，和现场人员的技术水平有很大 关系，往往会产生偏差，对后续的初支轮廓线及厚度带 来影响。

2.2隧道初期支护因素

隧道断面开挖后，会立即进行初期支护，分为初喷 和复喷。初喷前，需要对围岩松动部分进行去除，并对超 挖部分用同标号混凝土回填，若是超挖比较严重，因为 带来的成本压力较大，施工单位往往执行的不彻底，甚 至出现用片石回填的情况，这些部位在地下水的作用 下，会成为隧道病害的来源点，造成二衬背后出现空洞。 另外，初期支护施工完毕后的轮廓面的圆顺性，直接影 响防水板铺设效果。2.3防水板铺设因素

防水板铺设是二衬施工前的最后一道工艺，防水板 的铺设，必须严密紧贴初支轮廓面，若是悬挂点密度不 足或初支轮廓面圆顺性不满足要求，极易造成防水板和 初支间的空洞出现。除此之外，富余量的控制也极为重 要，防水板铺设富余量的不足，二衬混凝土浇筑到拱部 时，造成拱部部位的防水板绷的太紧，使混凝土无法充 填密实，强行泵送还会造成防水板破裂。因此，在选择防 水板时，尽可能选用复合式卷材，避免其过度沉落，悬挂 点应设置密集并连接良好，且预先计算好富余量。2.4二衬模板因素

因为木模在现场容易加工，二衬端封模板一般采用 木模板拼接而成，容易出现拼接不严的情况，尤其是拱 部端头模板拼接不密实，存在漏桨、跑桨现象，在浇筑混 凝土时，混凝土由于自重在初凝前下沉，导致拱部混凝 土脱空。此外，二衬台车长时间使用后，会发生变形，刚 度达不到使用要求。2.5二衬混凝土浇筑因素

混凝土在浇筑过程中振捣不密实，内部存在气孔、 空洞等，上部混凝土浇筑完成后，在自重作用下下沉，在 拱部造成空洞。拱部混凝土浇筑时，由于泵送压力或浇 筑方式等问题，致使拱顶位置浇筑不到位，留下空洞。在 混凝土浇筑后，现场施工人员急于拆下混凝土输送管， 在拆管时，未形成自稳能力的混凝土随输送管掉落下 来，形成漏斗，造成衬砌脱空。2.6拱顶注浆因素

拱顶注桨管埋设不规范，二衬混凝土浇筑时造成注 桨管堵死，导致后续拱顶注桨无法进行，二衬拱顶脱空 得不到填充。

3

防治措施

3.1加强光爆和初支控制

光爆不好时，极易造成初支面平整度超标，防水板 铺设后，容易在防水板后形成空洞，因此，防水板铺设 前，应对初支面平整度进行检测，凸凹显著部位应喷射 混凝土找平。外露锚杆头及钢筋网端头应齐根切除，并 用水泥砂桨抹平，确保混凝土表面平顺。二衬施工前，还 要先检查初支背后是否存在空洞或喷砼不密实的情况， 若发现有空洞等情况存在应安排注桨充实。3.2提高二衬台车刚度

根据施工经验，隧道二衬台车连续施工长度超过1 km 时，刚度会发生变化，泵送的力度过大容易造成变形，特 别是浇筑拱顶混凝土时，不敢用力泵送混凝土，造成泵 人拱顶混凝土数量不足，形成空洞。因此，定制台车时， 应提高保险系数，做好结构计算并定期检测。3.3加强混凝土浇筑的过程控制

在浇筑拱部混凝土时，适当调整混凝土的水灰比或 采用适量的膨胀混凝土，减小混凝土干缩徐变。浇筑过 程中振捣密实，尽量排除混凝土在浇筑时，被挤压到拱 部的空气。在拱部混凝土浇筑时，将泵送管深人模板外 接近拱顶的部位，使拱部混凝土由上向下浇筑。混凝土 泵送管可选在台车标高较高的一端人模。混凝土浇筑到 拱部时，设置观察孔，安排现场人员值班观察浇筑情况， 确保拱部混凝土填筑饱满。3.4加强隧道施工新工艺的推广

针对铁路隧道二衬砼浇筑完毕后，在后期需经过多 次回填注浆，仍然存在空洞，处理起来施工难度较大，给 施工带来不必要的麻烦，通过引进新设备和新工艺改善 二衬施工质量。目前，隧道二衬即时充填注桨系统(带模 注桨）已经成型，整套系统集成安装于二衬台车上，安装 简便、牢固、运转稳固、安全，能保证二次衬、砌和隧道即 时充填注桨工序合并，并有序进行，同时，使得施工的质 量、安全和效率可控。

①

系统自带注桨管，可随用随收，不需要在二衬中

预埋纵向注桨管，大为降低施工成本。

②

在二衬砼浇筑后〇.5~2 h左右，混凝土初凝前行隧道即时充填注桨，填补空洞缺陷，本阶段注桨桨液 可以和混凝土更好结合，效果最优。

③

在二衬灌注后等待拆模的时间内完成充填注不需在脱模后安排专人进行注桨，缩短工程施工周期， 能大幅度节约时间、人力和物料成本。

，进

桨，

第

36卷第4期

康磊:隧道二衬背后空洞的分析与对策

33

注浆机械总成共4套，分别安装在台车的拱顶和拱 腰，在台车位置对应位置按图纸标注切割注浆管的圆孔， 处理好毛刺等现象，切割后，用导向管封堵套进行试装， 以孔和导向封堵套安装间隙！ 1mm为准，导向封堵套在 之后注浆管安装时，再进行对位配焊，确保导向封堵套 与注浆管同轴度。注浆孔布置示意图，如图1所示。

能得到极大的改善。

4结语

随着工程施工技术标准的更新和提高，尤其是各种

新设备和新工艺的不断普及，隧道衬砌的一些通病已得 到一定的控制和杜绝，但是还需要进一步的研究探讨以 使用工程建设发展需要。本文对隧道二衬脱空原因进行 了简单归纳和分析，并提出解决措施，希望能起到一定 借鉴作用。参考文献：

[1] Q/CL 9604-201，高速铁路隧道工程施工技术规程[S].[2%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

图1注浆孔布置示意图

经过系统初期调试，目前已正常生产，已成二衬经 过第三方检测和敲击检查发现，隧道二衬背后脱空问题

[3]王利军.径向注浆管在预防隧道二衬拱顶脱空中的应用[J].

价值工程，2015,（15): 110-111.

!上接第30页）向采用逆时针方向，电极丝走丝轨迹，如 图！所示。

工过程，其中，介绍了尺寸公差的处理，间隙补偿Y\"的确 定与计算，凸凹模刃口尺寸的确定与计算，线切割加工 时，电极丝走刀轨迹的确定。参考文献：

#1]曹清香.数控电火花线切割加工[M].北京：中国农业大学

出版社，2009.

[2]曾霞文，徐政坤.冷冲压工艺及模具设计[M].长沙：中南大

学出版社，2006.

#3]肖爱武，何荣誉，龙华.数控编程与加工项目化教程[M].南

京:南京大学出版社，2012.

[4]苏州三光科技股份有限公司.1AP-2009线切割自动编程

系统用户手册[EB/OL]. http://www.docin.com/p-239180273. html，2011-08-02.

5结语

本文以落料件为例，介绍了落料凸凹模的线切割加