高速公路隧道二襯空洞分析與防治

郝尚斌

摘要：高速公路在近年來得到了一定程度的發(fā)展，這主要?dú)w功于我國社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。隨著高速公路的發(fā)展，其隧道在線路中也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隧道二襯空洞作為高速公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)中最典型的質(zhì)量弊端，其不僅會引起隧道的塌方，滲水和開裂等現(xiàn)象，還在很大程度上使高速公路隧道的整體安全性大打折扣。因此對二襯空洞的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析并研究防治措施已經(jīng)成為了當(dāng)前高速公路隧道發(fā)展的主題。

關(guān)鍵詞：高速公路隧道；二襯空洞；原因

一、常見空洞分類

二襯背后空洞按照位置分四類。一是初支空洞；二是防水板與初支間的空洞；三是二襯混凝土與防水板間空洞；四是二襯端頭“兩帶”（環(huán)向背貼式止水帶、中埋式止水帶）與二襯混凝土之間的空洞。其他分類，澆筑泵送壓力不足、臺車底座支撐不足等。

二、空洞原因分析

（一）初支空洞的成因主要分為以下幾個(gè)方面

1.圍巖較差時(shí)，產(chǎn)生較大超挖，特別是孤石掉落的情況，噴射混凝土難以噴滿、噴實(shí)；

2.巖面滲水，未進(jìn)行有效處理，滲水流至隧道的混凝土結(jié)構(gòu)中，在水分沖刷作用下形成空洞。

3.噴射混凝土施工時(shí)，鋼架周邊存在噴射盲區(qū)，噴射不到位形成空洞。

（二）防水板與初支間空洞成因?yàn)椋?/p>

1.初支平整度較差，防水板很難與初支密貼，形成空洞；

2.噴射混凝土沒有建立合理的水灰配合比等原因，造成混凝土強(qiáng)度不足，在二襯施工前噴射混凝土發(fā)生剝落、掉塊，形成空洞。

3.防水板鋪設(shè)時(shí)松弛度不足，局部緊繃，形成空洞；鋪設(shè)防水板松弛度過大，固定點(diǎn)數(shù)不足，在二襯混凝土澆筑時(shí)防水板脫落、褶皺，形成空洞。

（三）二襯混凝土與防水板間空洞成因分析

1.二襯混凝土澆筑時(shí)僅利用個(gè)別窗口，布料不均，混凝土依靠振搗流動至其他各窗口，流動距離過長，易造成粒料分布不均，混凝土不密實(shí)，澆筑完成后受自重下沉引起拱部脫空；

2.二襯混凝土沖頂時(shí)供應(yīng)不及時(shí)、和易性差、振搗不到位，造成局部形成空洞，而在拱頂帶模注漿時(shí)注漿孔堵塞、注漿材料性能差、注漿工序操作不當(dāng)?shù)惹闆r下，注漿不能完全消除二襯頂部空洞；

3.由于混凝土存在凝固收縮的弊端，因此在混凝土完成全面凝固之后，會在拱頂出現(xiàn)大小參差不齊的漏洞。

（四）襯砌端頭“兩帶”（環(huán)向背貼式止水帶、中埋式止水帶）與襯砌混凝土之間的空洞成因

1.環(huán)向背貼式止水帶與防水板粘接不牢固，混凝土澆筑時(shí)止水受擠壓變形形成板縫空洞；

2.中埋式止水帶固定不牢，混凝土澆筑時(shí)受擠壓變形跑邊、褶皺形成板縫空洞；

3.混凝土澆筑時(shí)端頭堵縫采用土工布，下板二襯混凝土澆筑時(shí)未及時(shí)清理，形成空洞。

（五）澆筑泵送壓力不足的誘因

施工人員在進(jìn)行二次襯砌混凝土的工作時(shí)，在利用輸送管將混凝土灌入模板的過程中，如果輸送泵壓力沒有達(dá)到施工的要求，則會導(dǎo)致臺車模板內(nèi)混凝土壓力問題而不能使模板得到充分的灌滿[1]。這種由于泵送操作的壓力不足產(chǎn)生的問題，通常與操作人員機(jī)械設(shè)備本身的運(yùn)行狀態(tài)有直接的關(guān)系，如果施工人員在進(jìn)行泵送操作時(shí)未能按照規(guī)范的操作流程實(shí)施澆筑混凝土的泵送操作，或者設(shè)備本身存在質(zhì)量上的問題 ，則都會對泵送操作的壓力產(chǎn)生負(fù)面的影響。另外，由于施工技術(shù)的弊端經(jīng)常會出現(xiàn)振搗密實(shí)性差的現(xiàn)象，因?yàn)閺恼駬v技術(shù)本身的角度出發(fā)，其在實(shí)際操作時(shí)也有較高的技術(shù)性和專業(yè)性要求，例如振搗操作的頻率和力度，都會對最終的振搗效果產(chǎn)生影響。如操作不到位，不僅會使內(nèi)部產(chǎn)生空隙和裂縫，也會導(dǎo)致二襯空洞形成的可能性增加。

（六）臺車底座支撐不足的誘因

在目前的隧道作業(yè)中，施工人員因?yàn)檫^于追求效率，利用方木支墊行車軌道進(jìn)行混凝土澆筑臺車的工作，從而導(dǎo)致隧道臨時(shí)排水工作出現(xiàn)問題，產(chǎn)生大量的廢棄液體。

三、有效防治措施

（一）原材料應(yīng)用的科學(xué)選擇

首先，氣泡砂漿

在現(xiàn)階段的二襯空洞防治過程中，氣泡砂漿被工程建設(shè)所廣泛應(yīng)用在注滿空洞的工作進(jìn)程中。其工作原理是，將特殊的鋁酸鹽和原始的氣泡砂漿進(jìn)行充分的攪拌，使其融合在一起[3]。這在很大程度上提高了限定注液的可能性，也是目前在空洞防治措施中最為廣泛應(yīng)用的壓漿材料。

其次，吸水性材料

吸水性材料在現(xiàn)階段的高速公路隧道建設(shè)中，也對防治空洞建設(shè)工作有著至關(guān)重要的作用。由于混合劑使通過樹脂和速凝劑混合而成的，因此吸水性在很大程度上得到了提高。

再次，JETMS材料

JETMS材料是現(xiàn)代科技化的產(chǎn)物，最廣泛應(yīng)用在工程建設(shè)之中。由于其材料雙液性的特殊本質(zhì)，對防止二襯空洞有著非同小可的作用。JETMS材料作為一種無機(jī)材料，沒有使用其他任何藥劑進(jìn)行配比，不僅可以在流水的條件中進(jìn)行施工，而且在高速公路隧道建設(shè)的過程中，可以有效避免二襯空洞的產(chǎn)生。

（二）因澆筑操作和設(shè)備應(yīng)用原因造成的空洞問題解決

1.具體的處理方法是及時(shí)進(jìn)行回填施工。當(dāng)在高速公路隧道建設(shè)的過程中，如果已經(jīng)出現(xiàn)了二襯空洞的現(xiàn)象，那么就要進(jìn)行注漿回填的工作，使空洞可以得到有效處理。當(dāng)二襯空度在10厘米之內(nèi)時(shí)，要使用Φ42毫米的壓注純水泥漿進(jìn)行回填，灰和水的比例要在1：0.5的范圍之內(nèi)；如果空洞的高度超過了10厘米，那么就要使用M35的水泥砂漿和Φ42毫米處理壓注水泥砂漿，并且要使用減水劑進(jìn)行配比回填。

2.在進(jìn)行注漿工作之前，要對空洞的位置和邊緣情況利用雷達(dá)檢測儀器進(jìn)行全方面的檢查，對注漿加固的范圍，孔位和數(shù)量進(jìn)行明確的定位，并在對工程現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行仔細(xì)的分析，明確注漿順序和鉆孔的方向。

四、結(jié)束語

高速公路建設(shè)過程中隧道二襯空洞是最為廣泛出現(xiàn)的質(zhì)量問題，對整體高速路的安全有著很大程度的負(fù)面影響。如何防止二襯空洞已經(jīng)成為了高鐵工作者的共同目標(biāo)，首先要全面分析產(chǎn)生空洞的原因，在此基礎(chǔ)上利用科學(xué)的建筑材料和先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行合理的防治措施，進(jìn)一步加強(qiáng)施工過程中的質(zhì)量管理，使出現(xiàn)二襯空洞的可能性大幅度降低，從而推動高速公路隧道的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張良山.隧道襯砌背后空洞上方落石對襯砌結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理及整治措施[J].鐵道建筑，2015（6）：63-67.

[2]蘇長柄.高速公路隧道二襯錯(cuò)臺剖析及防治措施[J].福建交通科技，2013（3）：31-33.

[3]孫立坤，王智勇.公路隧道二次襯砌搭接錯(cuò)臺的原因及防治措施[J].吉林交通科技，2002（3）：27-28.

（作者單位：中鐵十一局集團(tuán)第一工程有限公司）