营业线隧道缺陷整治施工技术研究

营业线隧道缺陷整治施工技术研究

曾健

中铁五局集团有限公司华南工程有限责任公司

广东省东莞市

523000

摘要：由于过去隧道施工工艺、检测方法的不成熟，隧道衬砌质量控制水平差，导致目前运营隧道暴露出系列病害缺陷问题，构成严重的安全隐患。铁路有关部门组织相关单位对既有运营铁路隧道进行排查，根据运营隧道安全管理要求在排查过程中发现存在着不同程度的缺陷问题，结合现场的实际情况，制定一问一库的缺陷整治方案，彻底消除隧道存在的病害，最终达到运营铁路隧道安全的目的。本文结合某隧道缺陷整治施工，根据营业线铁路相关安全管理规定，通过现场排查和评价分析，提出缺陷整治处理方案，为类似工程缺陷整治处理方面提供借鉴。

关键词：隧道;缺陷整治;施工技术

一、工程概况

某隧道位于贵州省贵阳市，总长1780.492 m。设计行车速度为160km/h客货共线单线隧道设计。隧道最大埋深约148m，洞身最小埋深52m。

洞身段为单斜构造区出露岩层层理稳定，岩层的层面主要倾向贵阳北端洞口方向，隧道位于岩溶水的水平循环带，洞身地下水丰富，可能局部存在较大贮水体。隧道采用IV级I型加强复合式衬砌，病害整治段围岩级别主要为Ⅳ级。

（一）病害情况

该隧道主要病害有衬砌脱空、厚度不足、裂缝、渗漏水、钢筋外露及钢筋保护层厚度不足、施工缝处剥落掉块、止水带外露、蜂窝麻面、混凝土不密实、异物。

二、缺陷产生的原因分析

（一）衬砌脱空产生原因

（1）隧道开挖时存在局部超挖而形成凹坑，初期支护施工时未对凹坑进行处理，而防水板铺设时未留有足够的松铺系数，导致砼在浇筑完后防水板未能与初支基面有效的密贴。

（2）砼在浇筑时工人振捣不密实，造成砼内部的气孔未排出等，上部砼浇筑完成后因自重作用使得砼下沉，在拱部区域形成空隙。

（3）端头模板制作时拼缝不严，砼浇筑后在拼接处出现漏浆现象，使拱部区域的砼下落以及砼的收缩徐变，导致空隙。

（二）衬砌厚度不足产生原因

（1）开挖造成局部欠挖，二衬施工前没有对欠挖部位进行处理。

（2）对于软弱围岩，开挖后围岩沉降、收敛过大，造成断面缩小，二衬施工前没有及时处理。

（3）初期支护喷射混凝土不平顺，局部鼓包侵限，二衬施工前没有处理。

（4）二衬台车定位不准确，为保证净空断面尺寸，将台车肆意放大或抬高。

（5）测量数据错误，造成开挖中线或高程偏位。

（三）衬砌裂缝产生原因

（1）混凝土原材料不合格，砂石料含泥量超标。

（2）没有严格按照混凝土配合比施工，私自加水造成水灰比严重超标。

（3）混凝土浇筑不连续，产生冷缝，浇筑过程振捣不到位。

（4）混凝土脱模过早，并且保湿养护不及时。

（5）二衬施工缝与仰拱施工缝没有对缝，仰拱底部有虚渣或地应力原因造成不均匀沉降产生裂缝。

（6）衬砌台车定位时将施工缝处混凝土顶裂。

（四）衬砌渗漏水产生原因

（1）防水板局部施工质量不合格加上混凝土浇筑时振捣不到位，导致混凝土松散处渗漏水。

（2）仰拱顶面施工缝没有按照要求处理，纵向止水带施工不规范，排水盲管没有按照要求进行包裹造成堵塞，导致基岩裂隙水沿纵向施工缝渗出形成渗水。

（3）防水板焊接质量不合格，环向止水带施工不规范。

三、处理方案及措施

委托有资质的第三方对该隧遂进行无损检测，对于检测中发现有缺陷的部位，在现场各方见证下进行钻芯取样等方式进行验证，以进一步确认病害程度。在不影响运营安全的情况下对病害情况采取不同的整治方法，如采取现场监测、增设减压孔、注浆、切槽引排水、套衬加固等处理措施，考虑到运营隧道结构的完整性，在整治时尽量减少衬砌拆换。

（一）整治处理措施

1.衬砌脱空处理

衬砌脱空分为二次衬砌与初支间存在脱空和初支与基岩间脱空两种情况。

（1）当衬砌厚度、强度满足设计要求，且没有其他病害时，可采用钻孔注浆（φ42钻孔）填充背后空腔，以达到衬砌与初支密贴。

一是对于二次衬砌与初支间脱空，采用微膨胀水泥砂浆进行注浆注入脱空处，注浆压力不大于0.2MPa。二是对于初支与基岩脱空，采用水泥砂浆或细石砼（初支背后脱空）和纯水泥浆（初支背后围岩不密实）填充注浆处理，对于砼二衬注浆压力控制不大于0.5MPa，钢筋砼二衬控制在不大于1MPa。

（2）较为严重的应根据现场核查空洞性质，并根据核查结果确定是否采用套衬措施。

2.衬砌厚度不足处理

（1）因拱部脱空导致衬砌厚度不足的，如果二衬背后没有空洞，而且二衬表面也没有裂纹、渗漏水、二衬背后也没有空洞和无不密实等缺陷叠加出现，在监测中稳定且无变形时，通过在现场标记、标识，按照长期观察和监测的方式进行处理。

（2）因欠挖导致隧道拱墙位置的衬砌厚度不满足要求的，采用在原衬砌外施作25cm的C35自密实钢筋砼套衬的施工方案进行处理。套衬配筋为格栅钢架加分布钢筋，并设置锚杆和钎钉保证钢架、套衬稳定。

3.衬砌裂缝的处理

对于衬砌非结构性裂缝整治：

（1）缝宽≤0.2mm的局部裂缝，采用表面封闭法，表面处理后涂刷防碳化涂料，详见图

1。

图1表面封闭法整治设计图（≤0.2mm裂缝）

（2）0.2mm<缝宽<3mm的裂缝，采用沿缝压浆封堵处理，沿缝钻孔注环氧树脂胶液和表面喷涂防碳化涂料的方式整治，详见图2。裂缝较严重时增设骑缝锚杆措施，详见图3。

图2注浆孔布置图                   图3骑缝锚杆布置图

4.衬砌渗漏水的处理

衬砌渗漏水整治分为：

（1）对于拱墙施工缝、衬砌裂缝、拱顶出水点位置如果渗水量比较小而且分散又不便于引排的，采用衬砌内部注浆封堵或使水流相对集中便于引排。

（2）边墙或拱腰单一点位的线流、股流、射流或衬砌内部注浆后渗漏水集中于一点，水量较大的采用凿槽排水（边墙处采用PVC管，施工缝处采用自贴型膨胀橡胶止水条或复合式膨胀橡胶条。

四、缺陷整治效果

该隧道自2020年9月10日通过指挥部专项工作小组配合工务部门进行了隧道排查整治工作及第三方无损检测发现质量缺陷后，通过参见各方到现场进行核实后进行会商定初步方案、设计出图、方案报审、专家评审、铁路局正式下文后，于2021年5月19日开始缺陷整治施工，于2021年11月23日完成整治，设备管理单位对治理情况进行验收。质量缺陷整治的效果良好，满足了接管单位对隧道质量的要求。

结束语：本文针对营运隧道在后期缺陷整治处理措施进行研究，根据隧道工程缺陷特性来选择合适的整治方法，确保隧道缺陷整治处理到位不留隐患，保证列车的运行安全。在隧道施工过程中应重视过程控制和管理，防患于未然，以将工程缺陷减少到最少，将损失降到最低。

参考文献：

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