提高隧道二襯拱頂混凝土脫空注漿處理一次性合格率

皮淮蓉

摘 要：隧道二次襯砌混凝土在澆筑過程中因施工人員責(zé)任心不強或混凝土拌合物性能不良等因素會導(dǎo)致混凝土在襯砌拱頂與圍巖之前形成空隙，甚至存在混凝土內(nèi)部脫空現(xiàn)象，如何解決這一問題，主要從水泥漿的配制和脫空深度及長度調(diào)整配合比來解決。

關(guān)鍵詞：隧道二次襯砌混凝土 脫空 治理

中圖分類號：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（b）-0085-02

隧道二次襯砌混凝土在澆筑過程中常常受到技術(shù)人員，施工人員責(zé)任心不強，混凝土拌合物性能不良，混凝土硬化后干縮等因素的影響，在襯砌拱頂與圍巖之間形成空隙，甚至存在混凝土內(nèi)部脫空現(xiàn)象。這種空隙及脫空會改變襯砌的受力結(jié)構(gòu)，減弱其支護強度。

在這種情況下，隧道二次襯砌混凝土是否存在脫空將直接影響隧道的安全性能。若脫空存在，襯砌將無法在圍巖和初支變形的第一時間起到主動限制變形的作用，只能在變形達(dá)到一定程度后被動支撐，這樣會給隧道安全造成極大的隱患。目前隧道襯砌采用全斷面整體鋼模臺車施工，襯砌拱頂易形成脫空，而針對襯砌拱頂脫空的處理，施工圖紙（寶蘭客專施隧參201）以及《高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》（TB10753-2010）均有明確要求。

2016年3月，項目部中心試驗室根據(jù)隧道質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)要求對項目部施工的幾座隧道襯砌拱頂混凝土脫空的處理效果進(jìn)行了地質(zhì)雷達(dá)復(fù)測檢查，共復(fù)檢115處，合格59處，初驗合格率僅為 51.3%。

如何提高隧道襯砌拱頂混凝土脫空一次性整改合格率，對二次襯砌有27.055 km的項目來說，可縮短后續(xù)工序施工的時間，也可節(jié)約勞動力，提高項目的經(jīng)濟效益。

通過從人員、機械、材料、施工方法、環(huán)境、測量等方面進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)隧道二襯拱頂混凝土脫空注漿處理不合格的原因有：檢測人員未進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)培訓(xùn)，操作工人未進(jìn)行上崗培訓(xùn)，無技術(shù)人員旁站，鉆孔深度不足或過深，鉆孔位置未明確標(biāo)識，未設(shè)置排氣孔，未設(shè)置止?jié){閥，未進(jìn)行間歇注漿或多次注漿，注漿機維修保養(yǎng)不及時，洞內(nèi)電壓不足，檢測報告內(nèi)未明確建議打孔位置，未根據(jù)脫空嘗試及長度調(diào)整配合比，袋裝水泥受潮，注漿壓力不足。

但通過現(xiàn)場調(diào)查、統(tǒng)計、分析，發(fā)現(xiàn)未進(jìn)行間歇注漿或多次注漿和未根據(jù)脫空深度及長度調(diào)整配合比是造成隧道二襯拱頂混凝土脫空注漿處理不合格頻率最高的兩個原因。對出現(xiàn)的這兩個主要問題采取的措施如下。

（1）對間歇注漿或多次注漿采用如下措施進(jìn)行解決，主要以現(xiàn)場配置的1∶1水泥漿液進(jìn)行取樣，用1 000 mL量筒做泌水收縮試驗。從試驗結(jié)果可以看出，1∶1水泥漿液泌水收縮率為（1000-720）×100/1000=28%，我們假設(shè)脫空深度<1 cm為合格，例如處理脫空深度為10 cm的缺陷，第一次注漿后脫空深度為2.8 cm，第二次注漿的脫空深度為0.8 cm，至少注漿2次。然后根據(jù)室內(nèi)試驗結(jié)論，到注漿現(xiàn)場進(jìn)行落實注漿次數(shù)，注漿完畢后，通過地質(zhì)雷達(dá)現(xiàn)場檢測，注漿次數(shù)比理論多1～2次，注漿效果均能滿足設(shè)計要求。

（2）根據(jù)脫空深度及長度調(diào)整配合比。根據(jù)脫空類型，設(shè)計并使用不同配合比。首先針對脫空類型在室內(nèi)設(shè)計至少兩種配合比。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，決定設(shè)計水泥凈漿配合比和水泥砂漿配合比。水泥凈漿配合比，分別設(shè)計了水灰比為0.6、0.8和1.0的水泥凈漿配合比，并檢測了流動度（見表1）。

水泥砂漿配合比，由于注漿一般采用Φ40 mm～Φ50 mm管道，水泥砂漿必須流動性好，還要考慮硬化后的收縮情況，我們設(shè)計配合比時采取了添加減水劑和膨脹劑的措施，并采用3 mm以下細(xì)砂。減水劑摻量為膠凝材料的0.5%，膨脹劑摻量為膠凝材料的10%（注：膠凝材料包括水泥和膨脹劑）。分別采用水泥凈漿流動度筒和膠砂流動度試模測定流動度，配合比見表2。

再根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)檢測結(jié)果確定脫空長度。鉆孔后，量測脫空深度，根據(jù)脫空長度和深度確認(rèn)配合比。通過現(xiàn)場調(diào)查研究，根據(jù)脫空長度和深度，并結(jié)合現(xiàn)場實際，針對脫空的不同類型提出了相應(yīng)的配合比，配合比使用情況見表3。

注漿時關(guān)注注漿壓力，根據(jù)壓力大小適量調(diào)整配合比。按優(yōu)先的配合比去現(xiàn)場進(jìn)行注漿施工，當(dāng)注漿壓力小時，要及時更換水膠比較大的配合比。通過配合比的調(diào)整，注漿效果有明顯變化，特別是對于深度大于10 cm的脫空缺陷，極大地減少了循環(huán)注漿次數(shù)，復(fù)檢結(jié)果達(dá)到了設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)要求。

解決隧道二襯拱頂脫空注漿處理一次性合格率，不僅提高了注漿工作效率，同時也解決工程施工進(jìn)度的問題，為項目取得了良好的經(jīng)濟效益。

參考文獻(xiàn)

[1] TB 10753-2010，高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] GB/T2419-2005，水泥膠砂流動度測定方法[S].