中铁八局集团有限公司 四川成都 610036
摘要：隧道二衬拱顶脱空问题一直以来都是老大难问题。通过多年的各种尝试，分析总结出隧道二衬拱顶脱空防止技术措施，供参考。
关键词：铁路隧道二衬；脱空；防止技术
一．引言
隧道施工质量是当前各方高度重视的问题，尤其是铁路隧道二衬砼强度、厚度、脱空等问题已列入中国国家铁路集团公司质量安全10条红线的首要问题强力督导，一些建设及施工单位相继受到个人处分、停止投标等处罚。但从多年的施工情况看，隧道施工质量有的是人为因素、有的是工艺控制本身有难度或客观环境造成，如隧道二衬拱顶脱空问题一定程度上就是工艺本身的控制上有难度即技术因素、混凝土干缩、徐变等因素，导致不同程度存在脱空问题，这也是隧道施工的老大难问题。有效控制隧道二衬拱顶脱空问题，仅仅采用在二衬浇筑混凝土前于拱顶纵向预贴φ30 PVC注浆花管和排气管，进行二次注浆的技术措施，已不能彻底解决空洞问题，得上齐各项技术措施，多管齐下方可凑效。
二．拱顶脱空成因分析
1.初支面不平顺。防水板铺设后，由于松弛度受限，在防水板与初期支护间存在局部空洞问题。
2.防水板施工质量控制不到位。不按设计和规范安设焊点。有的铺设太松，混凝土浇筑过程中受挤压形成褶皱空隙；有的铺设太紧，造成防水板与基面间留下空隙。
3.混凝土浇筑控制不到位。一是振捣不实，存在气孔、空洞等。二是上部混凝土浇筑完成后由自重作用下沉，在拱部造成缝隙。三是拱部混凝土浇筑时，泵送压力不够，致使拱顶混凝土未填满，留下空洞。四是混凝土量不够，导致拱顶没有灌满，造成空洞。
4.端头模板拼接不到位。漏浆、跑浆问题严重，造成拱部混凝土下落，形成空洞。
5.拆管时间控制不到位。在混凝土浇筑后，输送管拆得过早，未形成自稳能力的混凝土随管掉落，形成漏斗，造成脱空。
6.模板支撑不到位。一是在现场施工过程中，台车支垫不牢固，在混凝土浇筑后引起台车下沉或内收，造成混凝土下沉，形成空洞。
三．技术措施
1.提高初期支护平顺性。一是严控开挖施工质量，减少超欠挖。如果实施爆破开挖，必须提前制定详细的爆破施工方案，并根据现场围岩的不同要动态调整爆破参数，不得任由作业队伍随意爆破开挖，从源头上减少过大过多高低起伏，特别是深窝、深坑的情况发生。二是加大初期支护施工质量控制，喷射施工时，必须督促工人逐层喷射到位，对深坑窝要挂网喷平。
2.规范挂设防水板。防水板焊点一定要设置到位，过多过少都不行，要按设计要求施做，以防水板与基面密贴为宜，一般是用手托起防水板，看是否能与基面密贴，余量是否适宜，防水板的实铺长度与初支基面弧长的比值宜为10：8。
3.注意混凝土的本身质量。一是提高混凝土的和易性。IV、V、Ⅵ 级围岩二衬内布设有纵横向钢筋，混凝土流动的阻力加大，容易导致混凝土流动不到位。浇筑拱顶混凝土时，一定要逐窗浇筑，减小混凝土的流动距离，并适当提高混凝土和易性。二是采用适量的膨胀混凝土，减小混凝土干缩徐变。
4.注意二衬台车刚度及端头模拼接。二衬施工长度超过1 km时，二衬台车一般在施工长度超过1公里后便会变形，有的刚度达不到要求，泵送力度过大，也容易造成变形，在浇筑拱顶混凝土时，因刚度不够就不敢加大压力，导致泵入拱顶混凝土未满，形成空洞。为此，在定制台车时，要适当增加台车的安全系数，一般提高到1.8 以上。同时还要控制好拱部堵头模的安装质量，接缝一定要密贴，防止漏浆。
5.增加观察报警装置。在每模二衬拱顶防水板上沿众向均匀设置4-5个传感器如图1（中间1个、两端各2个或三个浇筑窗间及两侧各1个），具体做法是传感器通过设置于其底部的防水板与每模二衬拱顶防水板热熔焊接，焊接点必须是防水板安装的焊点上，该焊点应是拱顶对应检测段的最高位置或拱顶凹陷最深的位置，传感器信号端口通过网线与对应的信号灯连接，信号灯与提供电力的配电箱连接，二衬拱顶混凝土浇筑过程中达到拱顶位置后，接触到传感器后，传感器对应的信号灯就亮起，通过该装置能够及时监控混凝土是否浇筑密实，有效避免二衬拱顶混凝土灌注不密实存在的脱空和空洞现象。
.png)
图1 拱顶传感装置布置示意图
6.改进纵向注浆工艺。由于在拱顶纵向预贴φ30PVC 注浆管和排气管进行二次注浆的传统方法容易在混凝土灌注时造成注浆管局部堵塞，需适当改进纵向注浆工艺。具体方法是在拱顶预贴一根排气管，再在拱顶中线两侧各50cm处预贴2根φ30 PVC管（注浆用，自端头1m起沿纵向梅花型布设孔径为8mm大的泄浆孔，孔数不少于30个）。在二衬混凝土浇筑完成且初凝后按传统方法进行注浆，浆液要采用微膨胀水泥砂浆，注浆时二衬台车不拆移。此工艺在一定程度上能基本解决空洞问题。
7.严格带模注浆工艺。在以上纵向注浆的同时，再增加径向带模注浆工艺，最大限度解决脱空问题。带模注浆一般方法是在台车模板上设置4个注浆孔，如图2，1#孔距二衬封闭端80cm左右（主注孔），4#孔（排气或观察用）距开放端120cm左右，2#、3#注浆孔在中间均布。在台车上的注浆孔口处焊接固定法兰（满焊），法兰厚度10mm，外径120mm，内径40mm，法兰焊接RPC注浆管（水泥基复合材料）用套管，套管长度50mm，内径38mm。衬砌台车安装到位后，在法兰孔中穿入RPC注浆管，上端管口切割十字口顶紧防水板。法兰外接管上安装连接套管及固定套管，
图2 带模注浆孔布置示意图
.png)
图3 注浆连接件安装示意图
以及其它连接件如图3（注浆压力表、止浆球阀、快速接头和注浆管）。以上程序均完成后即可浇筑混凝土。浇筑拱顶混凝土时，要认真观察各注浆口是否泌浆，如果各注浆孔出浆了，认为混凝土基本完成冲顶。拱顶混凝土浇筑完毕后，及时清理注浆口，防止注浆管堵塞，拱顶混凝土初凝后并在浇筑完毕12h以内要完成注浆工作，并与纵向注浆同步进行。
四．结语
隧道二衬施工中，除采取以上技术措施外，还要加强混凝土浇筑过程中的管理督导，特别是要督促现场严格逐窗浇筑，认真振捣到位。浇筑完成后不要急于拆管，待混凝土有一定自稳能力后方可拆除，拆管后要迅速关闭管口，防止混凝土掉落。通过多项技术及管理措施多管齐下，有效防止二衬拱顶脱空问题。
参考文献：
[1]李广合.隧道模筑衬砌拱顶脱空的预防措施[J].中国科技信息，2008（3）
[2]龚成明 李喜军 李强等隧道衬砌拱顶带模注浆技术要求
[3]蒲守东 防止隧道二衬拱顶脱空施工技术，（2016）30-0081
[4]铁路隧道二次衬砌预防拱顶空洞实施意见（工管桥隧函[2015]199号）