隧道二襯脫空注漿補(bǔ)強(qiáng)處治技術(shù)要點(diǎn)分析

何小崗

（西安鐵路工程職工大學(xué)，陜西 西安 710119）

0 引言

隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，為提高道路交通工程的實(shí)際通行效率，隧道的構(gòu)建越發(fā)普遍。在進(jìn)行隧道建設(shè)和應(yīng)用過程中，受到二襯脫空等因素的影響，隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生故障的概率不斷提升，相關(guān)工作人員應(yīng)加強(qiáng)對補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的進(jìn)一步研究，通過恰當(dāng)?shù)姆绞綄λ淼肋M(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，從而保障隧道的正常使用。

1 隧道二襯脫空

1.1 成因分析

隧道施工過程中，圍巖結(jié)構(gòu)受到工程作業(yè)影響，會對隧道部分產(chǎn)生一定的應(yīng)力。在緩慢施加應(yīng)力的過程中，若隧道中的結(jié)構(gòu)無法有效地應(yīng)對整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的壓力影響，可能會出現(xiàn)大量的孔隙，進(jìn)而出現(xiàn)更加嚴(yán)重的混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)變形情況，影響隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使結(jié)構(gòu)的承載力下降，難以起到相應(yīng)的支護(hù)效果。

造成隧道二襯脫空的原因較多，主要是施工工藝存在一定的問題。具體因素有以下4種：①在初期支護(hù)階段，施工人員忽視支護(hù)結(jié)構(gòu)表面的平整度，導(dǎo)致在后續(xù)的二襯混凝土施工時(shí)，與初級支護(hù)結(jié)構(gòu)之間存在貼合度不足的情況，在圍巖等結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響下，使二者之間容易產(chǎn)生空洞的情況，最終造成二襯脫空現(xiàn)象。與該因素類似的為結(jié)構(gòu)防水板鋪設(shè)存在問題，使兩層結(jié)構(gòu)之間的貼合效果不理想，造成防水板背后出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。②在二襯過程中需要進(jìn)行混凝土注漿，如果混凝土配制出現(xiàn)問題，混凝土的坍落度較大，就會影響整體的澆筑效果，導(dǎo)致后期在隧道拱頂部分容易出現(xiàn)空洞。同時(shí)若忽視振搗問題，導(dǎo)致發(fā)生振搗不足等情況，同樣容易在澆筑出現(xiàn)過度下沉的情況，使拱頂出現(xiàn)空洞[1]。③襯砌施工過程中存在問題，在埋管和注漿時(shí)，由于管道鋪設(shè)誤差，導(dǎo)致泵送效果不理想，內(nèi)部存在氣泡，出現(xiàn)相應(yīng)的脫空情況。在調(diào)整泵送壓力時(shí)，由于壓力不足或壓力過大等因素，注漿時(shí)混凝土未注滿，從而造成內(nèi)部的脫空情況。④混凝土注漿結(jié)束后需要進(jìn)行拆管和封口，在該過程中過多混凝土溢出同樣會造成脫空現(xiàn)象。

1.2 檢測技術(shù)

隧道二襯結(jié)構(gòu)主要負(fù)責(zé)抗壓和支撐，其質(zhì)量對整個(gè)結(jié)構(gòu)具有重要影響，因此，在實(shí)際的管理過程中，需要嚴(yán)格地進(jìn)行相關(guān)檢測，一旦出現(xiàn)脫空情況應(yīng)立即進(jìn)行處理，避免結(jié)構(gòu)過度承載影響整體安全性。

常見的檢測方法主要分為鉆孔檢測和無損檢測。在使用鉆孔檢測時(shí)，需要使用專門的工具對隧道混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行鉆孔取芯，根據(jù)鉆孔過程和混凝土樣品進(jìn)行判斷，了解整體的脫空現(xiàn)狀[2]。但該方式對混凝土結(jié)構(gòu)具有一定破壞性，容易影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并且存在一定的隨機(jī)性，導(dǎo)致檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性不高。無損檢測作為現(xiàn)代化檢測中的重要方式，其能夠借助聲光電波等方式對隧道內(nèi)部進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，不會對襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響和損壞，并且能夠?qū)φw隧道進(jìn)行全面的檢測，檢測準(zhǔn)確度較高。

2 工程概況

本文以某地鐵隧道工程項(xiàng)目為例進(jìn)行分析。該工程隧道段長945 m，為雙線單跨馬蹄形復(fù)合襯砌隧道。工程施工項(xiàng)目內(nèi)容為防水層施工和二襯背后脫空注漿等，施工后需要對工程實(shí)際內(nèi)容進(jìn)行檢查，并對二襯脫空現(xiàn)象進(jìn)行處理。

3 隧道二襯脫空注漿處治技術(shù)應(yīng)用

對隧道二襯脫空情況進(jìn)行處理的過程中，需要結(jié)合成因進(jìn)行對應(yīng)處治，以增強(qiáng)整體的處治效果。

（1）為避免初期支護(hù)結(jié)構(gòu)與二襯結(jié)構(gòu)之間貼合不緊密，可以加強(qiáng)對防水板的處理，同時(shí)，提高初期支護(hù)結(jié)構(gòu)表面的光滑性。在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照防水板設(shè)計(jì)方案進(jìn)行作業(yè)，施工人員可以親自用手壓實(shí)，增強(qiáng)防水板邊緣貼合效果確保符合相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在施工時(shí)，由于初期支護(hù)結(jié)構(gòu)需要在爆破后的圍巖上施工，圍巖存在凹凸不平的現(xiàn)象，容易使初期支護(hù)結(jié)構(gòu)表面平整度不足，因此在實(shí)際的施工過程中，需要對混凝土噴射表面進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，避免混凝土低落或出現(xiàn)鋼筋頭外露等不良情況，使用混凝土進(jìn)行找平，提高平面光滑度，進(jìn)而避免出現(xiàn)空洞情況。

（2）在進(jìn)行混凝土配制的過程中，為提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要重視混凝土的配制和振搗環(huán)節(jié)。在進(jìn)行混凝土材料配制時(shí)，需要按照標(biāo)準(zhǔn)的配比進(jìn)行混合，并對混凝土坍落度進(jìn)行檢驗(yàn)和分析，確保符合施工標(biāo)準(zhǔn)，如圖1所示。在進(jìn)行振搗時(shí)，同樣需要按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行充分的振搗，避免振搗不充分，引發(fā)大量骨料下沉，拱頂上部脫空現(xiàn)象的發(fā)生。在進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處治過程中，應(yīng)按照科學(xué)方式配制注漿液，以增強(qiáng)對脫空處的處理效果，提高整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量[3]。

圖1 現(xiàn)場坍落度實(shí)驗(yàn)

（3）加強(qiáng)對施工工藝的管理和優(yōu)化。在進(jìn)行二襯混凝土澆筑的過程中，應(yīng)加強(qiáng)對泵送混凝土過程的重視，調(diào)整泵壓和注漿速度，確保拱頂部位能夠壓滿混凝土。在注漿過程中需要專門人員檢查管道的填充情況，確保其內(nèi)部不含有氣泡且充滿后停止注漿，并進(jìn)行拆管。

（4）合理進(jìn)行拆管和封口。由于二襯時(shí)混凝土澆筑后容易產(chǎn)生收縮裂縫，因此施工人員應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲簼{處理，同時(shí)觀察結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)變形，在注漿完畢后及時(shí)封堵，避免大量溢出，造成脫空情況。

在實(shí)際的工程項(xiàng)目施工過程中，通過以上方式能夠有效地防止二襯脫空。在控制脫空現(xiàn)象發(fā)生率的同時(shí)，為提高工程施工質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)對二襯施工成品的保護(hù)效果，避免影響隧道建設(shè)質(zhì)量。首先，應(yīng)結(jié)合二襯工程施工高要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的鋼筋及防水層進(jìn)行保護(hù)，避免其出現(xiàn)變形和污染等情況，進(jìn)而影響施工質(zhì)量。其次，在找平防水層時(shí)，應(yīng)使用漿液進(jìn)行抹平，若存在外露較高的鋼筋頭或釘子，可先切除后找平。再次，由于隧道中需要安裝照明等設(shè)備，施工過程中需要安裝相應(yīng)的預(yù)埋件。為避免預(yù)埋件出現(xiàn)位移情況，應(yīng)在二襯時(shí)對其進(jìn)行加固，再進(jìn)行混凝土的澆筑。最后，在進(jìn)行脫空補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，需要由質(zhì)量管理人員對施工情況進(jìn)行檢查，對其中存在的裂縫和空洞處進(jìn)行標(biāo)記，并制定相應(yīng)的注漿方案，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)調(diào)整，提高工程的整體質(zhì)量。

4 技術(shù)要點(diǎn)分析

4.1 選擇恰當(dāng)?shù)淖{材料

為進(jìn)一步增強(qiáng)二襯脫空注漿補(bǔ)強(qiáng)效果，在進(jìn)行注漿過程中，需要施工人員選擇恰當(dāng)?shù)淖{材料，并調(diào)整注漿材料的實(shí)際配比，從而增強(qiáng)混凝土砂漿的填充效果[4]。

首先，應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)牟牧稀Ｗ{材料主要為水泥、骨料以及相應(yīng)的外加劑。在進(jìn)行調(diào)配時(shí)，需要對注漿材料的比例進(jìn)行調(diào)整，一般情況下，使用單液水泥漿時(shí)，需要使用強(qiáng)度較高的水泥，并在其中適當(dāng)添加減水劑和速凝劑，使其能夠在5 min內(nèi)完成初凝，并在10 min內(nèi)完成終凝。在調(diào)配時(shí)，需要對水分占比進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保水灰比為（0.5:1）～（1:1），結(jié)合具體水量計(jì)算速凝劑等材料的具體添加量。在使用雙液注漿（水泥漿與水玻璃漿）進(jìn)行施工時(shí)，在進(jìn)行配比時(shí)，二者的體積配比應(yīng)控制為（1:0.35）～（1:0.5），同時(shí)應(yīng)注意水玻璃的模數(shù)，避免模數(shù)過低影響凝結(jié)效果。

其次，在進(jìn)行注漿補(bǔ)強(qiáng)處治時(shí)，應(yīng)對注漿壓力進(jìn)行優(yōu)化。施工人員需要結(jié)合二襯過程中混凝土強(qiáng)度變化情況進(jìn)行設(shè)置，以避免對注漿效果產(chǎn)生不良影響。在二襯混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%時(shí)，可以通過加壓的方式進(jìn)行注漿強(qiáng)化。注漿前需要進(jìn)行吸水試驗(yàn)，以確保內(nèi)部無漏水情況，同時(shí)了解內(nèi)部的抗壓情況，以便對注漿壓機(jī)進(jìn)行調(diào)整。使用預(yù)埋管進(jìn)行灌注，在灌注完畢后需要對管口進(jìn)行密封處理。注漿壓力應(yīng)控制在初壓0.2 MPa～0.5 MPa、終壓0.5 MPa～1.2 MPa的壓力范圍內(nèi)進(jìn)行注漿施工。

最后，加強(qiáng)對注漿設(shè)備的檢查和管理。一般情況下主要使用制漿注漿一體機(jī)在實(shí)現(xiàn)漿液的制備和加壓，選擇設(shè)備時(shí)需要對其電功率和輸送壓力及距離進(jìn)行合理控制，從而保證整體的制備效果。

4.2 提高注漿管控制效果

二襯脫空區(qū)域主要集中在隧道拱背處，在進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處治時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際的空洞大小和位置設(shè)置相應(yīng)的注漿方案，如圖2所示。在進(jìn)行注漿時(shí)，需要使用到注漿管，為增強(qiáng)注漿效果，應(yīng)加強(qiáng)對注漿管的控制和管理強(qiáng)度。常見的注漿管為硬塑或鋼管材料，具有一定強(qiáng)度，能夠深入空洞處并且可以承受一定壓力。管道直徑控制在40 mm左右，按照空洞的實(shí)際位置和分布情況進(jìn)行鉆孔和埋設(shè)，從而提高整體的注漿補(bǔ)強(qiáng)效果。應(yīng)注意的是，為保障管道鋪設(shè)效果，需要在注漿前進(jìn)行驗(yàn)證，隨后進(jìn)行加壓注射。

圖2 鉆孔注漿位置布置

預(yù)埋注漿管時(shí)，應(yīng)注意避免對防水層造成影響和破壞。施工人員需要提前對管道進(jìn)行處理，避免劃傷防水板，影響工程施工效果。合理安裝十字溢流槽等設(shè)備，并將其與防水板進(jìn)行貼合，保障后續(xù)注漿的效果。

4.3 加強(qiáng)施工過程質(zhì)量檢查

在對工程施工質(zhì)量進(jìn)行控制時(shí)，需要管理人員對施工現(xiàn)場的工藝技術(shù)與材料等進(jìn)行檢查，確保工程質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。一方面，應(yīng)明確工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。工程管理人員應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求對工程施工情況進(jìn)行質(zhì)量檢查，同時(shí)按照施工方案與流程進(jìn)行詳細(xì)的控制和管理。另一方面，應(yīng)制定質(zhì)量控制措施。①制定質(zhì)量檢測制度，對進(jìn)場材料和設(shè)備以及施工工藝等進(jìn)行全面的檢測和記錄，降低故障出現(xiàn)概率。同時(shí)完善相應(yīng)的質(zhì)量檢查制度，定期進(jìn)行自檢、專檢、交接檢、專項(xiàng)抽檢等，提高質(zhì)量檢查的頻率，從而有效控制工程施工效率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷區(qū)域并進(jìn)行返工整改。②加強(qiáng)對隱蔽工程的管理和控制。在隱蔽工程施工過程中，需要由專門的技術(shù)人員在現(xiàn)場進(jìn)行指導(dǎo)，并由現(xiàn)場質(zhì)檢人員進(jìn)行相應(yīng)的管理和控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過程中的不合理之處，并要求其進(jìn)行自檢和處理，避免施工完畢后出現(xiàn)質(zhì)量問題，影響工程整體進(jìn)度。在隱蔽工程施工完畢后需要由監(jiān)理人員和技術(shù)人員等進(jìn)行統(tǒng)一驗(yàn)收處理，確保工程項(xiàng)目質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)后可以進(jìn)行下一步施工。

4.4 重視鋼筋工程質(zhì)量管理

在隧道二襯施工過程中，為增強(qiáng)對工程質(zhì)量的保護(hù)效果，降低脫空故障發(fā)生概率，應(yīng)加強(qiáng)對鋼筋工程的重視，利用鋼筋對整體結(jié)構(gòu)起到良好的保護(hù)作用，增強(qiáng)工程的施工效果，避免出現(xiàn)脫空故障。在鋼筋工程施工前，需要對鋼筋材料進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查，通過抽查的方式進(jìn)行檢查，合格率在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)時(shí)可以進(jìn)場施工，在合格率較低時(shí)，需要清除材料并返廠，并做好檔案記錄。在對鋼筋進(jìn)行加工時(shí)，需要保障鋼筋的平直效果以及表面的整潔性，若鋼筋存在彎曲和銹蝕等情況時(shí)，需要及時(shí)更換處理。在施工時(shí)，需要專業(yè)人員對其進(jìn)行焊接，按照要求焊接鋼筋構(gòu)件，并注意焊接頭相互錯(cuò)開，錯(cuò)開距離應(yīng)大于500 mm，避免整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障，影響鋼筋焊接質(zhì)量。在綁扎鋼筋時(shí)，應(yīng)選擇使用鐵絲進(jìn)行處理，同時(shí)控制鋼筋綁扎頭的長度，避免鋼筋頭過長，影響防水層抹平效果，造成空洞故障。

5 結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行隧道施工的過程中，二次襯砌工程對于整體隧道的承載力具有重要作用，因此應(yīng)對二襯施工過程進(jìn)行控制和優(yōu)化，降低二襯脫空故障發(fā)生概率。同時(shí)在出現(xiàn)二襯脫空時(shí)，需要制定相應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)處治方式，進(jìn)一步優(yōu)化補(bǔ)強(qiáng)過程的實(shí)施效率，全面提升隧道質(zhì)量，提高隧道應(yīng)用安全性。