刘翅鹏 郑晓阳
中交第三航务工程局有限公司交建工程分公司，上海 200940
摘要：随着我国的铁路建设的高速发展，越来越多的高铁线路陆续开通运营，虽然极大改善了我国的交通环境，但随之而来也暴露了隧道衬砌裂纹、渗漏水、衬砌掉块、衬砌背后脱空、蜂窝麻面及错台等大量的铁路病害，特别是已交付使用运营的工程因施工过程中遗留下的质量问题已经严重影响到了行车安全。尤其是今年，高速铁路隧道质量缺陷的存在已经成为影响高铁使用运营安全的重点问题，项目交付运营后缺陷整治天窗时间内作业效率较低，整治难度较大，由此产生的费用较高。因此加强铁路隧道缺陷通病的管控和开展缺陷通病的检测及整治工作，必须在铁路运营前的施工过程中予以完成。
关键词：铁路隧道；缺陷通病；整治控制
一、工程概况
阿公石二号隧道位于广东省潼湖镇境内，线路于西南走向（约211°），隧址区以丘陵地貌为主，地形起伏，局部较陡，隧道穿越砂岩地区，地表水、地下水不发育。具有山区季节性河流特征。本隧道起讫里程为DK365+589～DK367+670，全长2081米，为单洞双线隧道，沿线地形标高57.6～289m，隧道最大埋深218ｍ。隧道除洞门和明洞采用整体式衬砌外，暗洞暗挖段采用复合式衬砌，复合式衬砌由初期支护、防水隔离层与二次衬砌组成。该隧道在提前介入期间发现问题581条，其中：Ａ类问题529条，Ｂ类问题52条（缺陷及病害问题等级划分为严重Ａ、较严重Ｂ）；二次衬砌开天窗处理5处。出现的缺陷主要有衬砌蜂窝麻面、衬砌裂纹、衬砌露筋、骨料疏松、修松散补掉块、施工缝闭环裂纹、错台及夹砟、二次衬砌厚度不足或不密实、衬砌背后空洞空响、局部渗水等。
二、缺陷形成原因分析
2.1工程地质条件差
该隧道局部为浅埋偏压隧道，岩体软硬不均，隧址区发育岩层破碎带，破碎带附近，岩体破碎，导水性较好，围岩变化复杂多样，引起围岩松动，整体隧道沉降量较大，易导致出现二衬衬砌局部渗水、二衬衬砌厚度不足等缺陷通病。
2.2工程材料影响
混凝土的骨料、粉料及外加剂等原材料不合格、和易性较差、拌和不均匀、拌和时间过长或过短、运输时间较长、现场擅自往砼中加水等，导致砼堵塞泵管、产生冷缝、强度不足、蜂窝麻面、局部掉块等。
2.3施工机具影响
常规二次衬砌台车很难一次浇筑到位，拱顶脱空及空响现象时有发生；砼浇筑过程中振捣不到位，导致局部脱空、蜂窝麻面；曲线段由于二次衬砌台车受限，易导致错台现象。
2.4施工方法和工艺不当
受工法限制，二次衬砌很难一次浇筑到位，拱顶尤其是施工缝位置易出现空洞，需对每板二次衬砌拱顶进行回填注浆，但往往被忽略。模板打磨、清理、涂刷脱模剂不到位或过早脱模，脱模时容易发生粘模，混凝土表面出现麻面。
2.5施工管理不到位
施工现场管理人员责任心和质量意识不强，对现场的施工过程盯控不到位，未按要求规范进行管控，也是出现缺陷通病的重要原因。
三、缺陷整治处理措施
3.1缺陷类型
该隧道施工存在的缺陷主要为隧衬砌厚度不足、衬砌背后脱空、初支背后脱空、衬砌混凝土不密实、蜂窝麻面和错台、衬砌钢筋保护层厚度不足、施工缝止水带偏移和外露、衬砌裂缝及衬砌渗漏水等
3.2整治处理措施
3.2.1衬砌厚度不足的处理
（1）二次衬砌厚度大于设计厚度的90%，且厚度大于30cm，衬砌表面无裂损的，采取长期观察、监测的处理；（2）二次衬砌厚度为设计厚度的80%～90%，且厚度大于30cm，衬砌表面无裂损，且缺陷段面积小于1㎡时，采取长期观察、监测的处理；（3）当同一断面拱部140°范围内有三条及以上无损检测测线显示衬砌厚度为设计厚度的80%～90%时，素混凝土地段采取拱部140°范围凿除二次衬砌旧混凝土、植筋、重筑混凝土的处理，凿除混凝土时，四周的缺口应当内宽外窄，形成倒梯形，周边较为松散的部分应进行凿除，边缘应修整平齐、圆顺。在凿除四周二衬中部环、纵向应植入双层C16钢筋，环、纵向间距20cm，植入的深度按30cm、50cm交替布置，同时对因凿除二破损的防水板进行重新修复、焊接，确保防水板的密闭性；钢筋混凝土地段采取凿除缺陷以外20cm范围内的旧混凝土的局部拆除处理，局部拆除应采取人工拆除，呈外小内大的漏斗状，拆除段应设置径向锚杆，采用A25砂浆锚杆，总长5m，间距60cm×60cm，锚杆应施作拉拔试验，单根锚杆抗拔力必须大于25KN；（4）二次衬砌厚度为设计厚度的80%～90%，且缺陷段面积大于1㎡或测线长度大于1m，或者二次衬砌厚度小于设计厚度的80%时，若缺陷位于拱部140°范围内，采取拱部140°范围凿除二次衬砌旧混凝土、植筋、重筑混凝土的处理，若缺陷位于边墙，采取凿除缺陷以外20cm范围内的旧混凝土的局部拆除处理，重新施作的砼厚度满足原设计要求。
3.2.2二次衬砌背后脱空的处理
（1）在二次衬砌厚度满足长期观测要求的前提下，当衬砌背后脱空体积小于1.5m3时，采取钻孔注水泥砂浆的处理，孔径45～50mm，水泥砂浆水灰比0.6:1～1:1，，灰砂比1:1～1:1.25，回填注浆初压未0.1～0.2MPa;当衬砌背后脱空体积大于1.5m3时，采取钻孔注C25细石砼的处理。
（2）当同一板二次衬砌拱部背后脱空部位大于3处时，采取拱部140°范围凿除二次衬砌旧混凝土、植筋、重筑设计厚度的混凝土的处理；（3）当衬砌背后脱空导致二次衬砌厚度满足拆除要求时，按二次衬砌厚度不足拆除处理。
3.2.3仰拱底局部空洞、不密实及虚渣的处理
仰拱底局部空洞、不密实及虚渣的部位需先进行沉降观测，对于仰拱强度、厚度满足要求且沉降观测稳定的部位采取钻孔注浆填充、锚杆加固处理，对沉降观测不稳定的部位采取拆除重筑的处理。
3.2.4初支背后脱空的处理
对于检测发现的缺陷部位加密检测，进一步确定脱空范围。（1）当初支背后脱空面积小于1㎡或长度小于1m时，采取长期观察、监测的处理；（2）当初支背后脱空面积大于1㎡或长度大于1m，且地下水不发育时，采取充填注浆的处理。注浆时，应首先对钻孔进行编号表明，钻孔及注浆过程中应对钻孔、注浆压力、注浆量进行详细记录，根据初支厚度情况确定注浆钢管长度。在注浆过程中应加强观测初支的状况，如果发现异常情况等，则应立即停止注浆，已确保初支的安全稳定。当注浆压力达到设计终压并稳定5min以上，吸浆量很少或不吸浆时即可结束该注浆。注浆结束后，先凿出楔形孔，将孔清洗干净后采用和二衬混凝土同标号的膨胀水泥砂浆封堵注浆孔。
3.2.5二次衬砌混凝土不密实、蜂窝麻面和错台的处理
对于二次衬砌混凝土不密实、蜂窝麻面，应首先确定混凝土不密实、蜂窝麻面的厚度，若剩余密实混凝土厚度满足二次衬砌厚度不足处理方案中的长期观测要求的，对表层不密实进行凿除、打磨处理，并涂刷水泥基渗透结晶涂料；若剩余密实混凝土厚度满足二次衬砌厚度不足处理方案中的拆除要求的，按二次衬砌厚度拆除处理。对于二次衬砌存在错台的，在保证不侵限、衬砌厚度及强度满足要求的情况下，对错台部位采用打磨平整、圆顺的处理。
3.2.6衬砌钢筋保护层厚度不足的处理
对于二次衬砌结构钢筋外露和钢筋保护层厚度不足的情况，若不存在掉块的风险，对外露钢筋进行除锈防锈处理后涂刷水泥基渗透结晶涂料，采用机械喷涂方式，喷涂厚度1～２ｍｍ；若存在掉块的风险，应首先清理易掉块体，再进行除锈防锈并涂刷水泥基渗透结晶涂料。
3.2.7施工缝止水带偏移、外露的处理
对于施工缝止水带偏移、外露，凿除偏移处外侧混凝土并对凿除后的宽缝进行打磨，涂刷水泥基渗透结晶涂料封闭处理。宽缝宽度小于20cm的，不做嵌缝处理；宽度大于20cm的，若宽缝位于拱部140°范围，凿除拱部140°范围、纵向长度不小于50cm的衬砌，再进行植筋、重筑混凝土，若宽缝位于边墙，凿除宽缝环向范围长度不小于50cm的衬砌，再进行植筋、重筑混凝土。
3.2.8衬砌裂缝的处理
对于不影响结构安全及不存在掉块风险的一般干燥裂缝、一般裂缝处表面潮湿而无明水的情况，采取贴嘴注环氧树脂封闭处理；对于影响结构安全或存在掉块风险的二次衬砌裂缝，采取拆除重筑处理。
3.2.9衬砌渗漏水
（1）拱部湿渍或存在滴水点但滴水速度极其缓慢的地段，采用贴嘴注环氧树脂方法进行止水，止水后将表层外溢的树脂打磨清除；拱部存在滴水点滴水速度快、接近成线或滴水成线的地段，拆除拱部140°范围二次衬砌，找到防水板破损位置，修补防水板，完成后植筋、重筑设计厚度的混凝土。（2）边墙湿渍、无明显渗水、流水的地段，采用贴嘴或钻孔注环氧树脂方法进行止水，止水后将表层外溢的树脂打磨清除，并沿裂缝走向在两侧各20cm范围内的表层涂布水泥基渗透结晶型防水涂料2次；对于边墙明显的渗水、流水点应采取切槽埋管引排的措施，排水槽采用切割成内宽外窄倒梯形结构，槽内根据渗水的严重程度斜向上45°钻A50引水孔，孔深为二衬厚度，排水槽内埋设A100半圆形波纹管，采用钢卡固定，用堵漏剂封堵填充，之后在表面涂刷渗透结晶型防水涂料，墙角设坡度不小3%的水平方向引水孔，孔内插入A30盲管，将防水板至二衬内积水引入排水槽，在侧沟盖板上钻孔，通过A100PVC排水管将排水槽的水引入侧沟内；（3）对于仰拱渗漏水，在仰拱渗水地段，分别设置边槽孔和线间孔减低水压，边槽孔布置在半圆排水槽位置，线间孔布置在中心水沟和轨道板之间，间距均为5～6m，边槽孔和线间孔孔深应打穿二衬仰拱至二衬仰拱与初支界面处。
四、结束语
本文针对隧道后期各种缺陷通病整治处理措施进行梳理，根据隧道工程缺陷特性选择科学有效的整治方法，确保缺陷整治处理到位不留隐患，维护隧道结构运营安全。隧道缺陷整治应以前期预防为主，通过加强过程中的质量控制和管理，防患于未然，尽量避免后期出现工程缺陷。同时隧道检测和整治是一项长久持续的工程，无法一次性整治完成，应分阶段采取综合手段对现有缺陷进行检测、整治，各阶段的整治工作需相互验证及改进工艺，才能使缺陷整治达到预期的效果。
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