高鐵隧道襯砌缺陷整治措施探討

李洪

（中鐵二十局集團第六工程有限公司 陜西西安 710016）

襯砌缺陷引起的隧道洞身空響是隧道工程中較為常見的缺陷之一，而襯砌在隧道中起到承受地層壓力的作用，如果缺陷長期得不到整治，則可能導致襯砌結構發生變化，壓力承受能力降低，從而可能導致洞身變形、塌落，影響隧道的正常運行。在對襯砌缺陷進行整治之前，需要先確定缺陷的范圍及程度，常用的方法是對存在空響的缺陷范圍內混凝土，人工釬探破開，根據敲擊回聲檢測結果，常見的襯砌缺陷表現為三個方面：表層剝離空響；襯砌脫空；混凝土品質合格厚度小于20cm。本文就這三種常見隧道襯砌缺陷的整治措施進行探討。

1 表層剝離空響處理

根據敲擊檢測結果，對存在空響的缺陷范圍內混凝土，人工釬探或破開，判別引起空響的原因。若只是U型裂紋或放射狀壓裂縫引起，可至混凝土剝落，背后并無空洞，若缺陷范圍較小且不嚴重則打磨平順即可。若缺陷范圍較大，則采用釬釘網噴技術加固。具體操作如下：

（1）鑿除襯砌表層缺陷混凝土，對缺陷范圍以外不小于50cm范圍內的混凝土內表面進行鑿毛，鑿毛標準為凹凸差不小于1cm的粗糙面。

（2）在缺陷、鑿毛區域襯砌中徑向植入φ16全長粘結鋼筋，間距30cm，梅花形布置，植入深度為原設計深度的1/2，植筋采用A級錨固劑錨固。植筋應避開裂縫位置。

（3）采用鋼絲刷清理缺陷、鑿毛區域，用高壓水沖洗干凈后，掛φ6鋼筋網，環縱向間距10cm，鋼筋網與植筋焊接牢固。

（4）噴8cm厚C25混凝土，噴射混凝土施做后不得入侵隧道設計限界。

（5）在噴混凝土初凝后，用軟鋼絲刷清理噴混凝土表面。

2 襯砌脫空回填灌注漿

根據敲擊檢測結果，對存在空響的缺陷范圍內混凝土，人工釬探深度20cm以內未發現空洞，停止釬探避免刺破防水板，可判斷襯砌混凝土背后存在脫空，襯砌品質合格厚度大于20cm且合成厚度滿足襯砌基本厚度，則采用間歇式無收縮漿材回填灌注漿的方法整治。

2.1 施工工藝

襯砌脫空段注漿施工如圖1所示。

2.2 施工方法

（1）鉆孔

施工步驟首先根據檢測情況對缺陷部位進行定位，具體用紅水筆標記處鉆孔部位，鉆孔采用小型水鉆打孔機（鉆頭直徑45mm），鉆孔深度根據脫空厚度及襯砌厚度確定，以不破壞防水板為控制標準。

（2）注漿管安裝

預埋管長度據脫空長度而定，每層單側一般鉆孔3個（不少于2個），中間作為注漿孔，兩側作為排氣孔。其中注漿管高于脫空部位底面約2～5cm，排氣孔預埋管頂部做防護帽，以免頂破防水板，距離防水板約2～5cm。

圖1 襯砌脫空注漿施工工藝流程圖

（3）漿液制備

根據試驗確定的配合比，現場首次拌漿采用稱重計量?，F場采用簡單易行的辦法控制水灰比以及外加劑。采用在拌漿桶沿桶壁焊接約10cm長φ6.5mm作為水位刻度線來控制用水量；水泥以袋裝水泥整袋為單位；外加劑根據試驗添加數據，現場采用定量的飲料瓶容量加入等手段來控制，以確保漿液制備簡單且符合試驗設計要求。

（4）注漿

第一次在起拱線上以原設計01為圓心向上20°處鉆孔灌漿；

第二次在在起拱線上以原設計01為圓心向上65～70°處鉆孔灌漿；

第三次在拱頂布設一組（2～3個）注漿孔，以高位孔作為泄漿、觀察孔，低位孔為注漿孔，第三次注漿采用雙球閥控制，待注漿飽滿后，先關閉上閥，再停機關閉下閥。拆除下閥，上閥待漿初凝后拆除。

注漿之前，連接注漿管路，并對管路進行試壓力，以此確定管路是否漏漿和空載壓力。

注漿時密切觀察注漿流量、注漿壓力。注漿壓力初壓0.1～0.3MPa，終壓0.6～0.7MPa，注漿過程可根據實際情況適當調整注漿參數。如出現壓力迅速上升而漿液卻不易注入或注入量很小的情況，應加大水灰比、降低漿液濃度，同時檢查注漿管有無堵塞，并加以疏通。相反當發現漿液壓力較低或壓力上升緩慢而注漿量缺特別大時，應停止注漿，檢查是否有漏漿或串漿的現象并及時加以堵塞，同時減少水灰比或在水泥漿中加適量速凝劑以縮短凝結時間。

注漿過程應派專人負責，填寫《注漿記錄表》，記錄注漿時間、漿液消耗量及注漿壓力等數據，觀察壓力表值、注漿孔串漿、流漿程度，在整個過程中要留存影像資料備查。

3 開“天窗”補強加固空洞處理

根據敲擊檢測結果，對存在空響的缺陷范圍內混凝土，人工釬探破開，若混凝土背后為空洞且混凝土品質合格厚度小于20cm，則采用開“天窗”補強加固處理。對于在敲擊檢測中已破開空洞亦采用開“天窗”補強加固處理。

3.1 施工藝流程

脫空缺陷整治工藝流程為：搭設作業平臺→機料準備→破除薄壁混凝土形成拱部天窗→重構局部防排水系統→預設注漿管和觀察孔網絡→植雙城整治鋼筋→分層網噴混凝土→回填灌注漿→打設鋼筋釬釘→網噴封閉天窗。

3.2 具體施工方法

（1）開天窗

2014年起，我國經濟發展逐漸進入新常態，呈現速度變化、結構優化、動力轉化三大特點。如何在連年豐產增收后不斷鞏固農業農村持續向好的局面，主動應對、著力破解新老問題交織的困境，培育出新的發展動能？唯有依靠深化改革。2015年中央“一號文件”要求加大改革創新力度，加快農業現代化建設。2016年中央“一號文件”明確要用發展新理念破解“三農”難題，助力實現小康社會，并提出推進農業供給側結構性改革。2017年中央“一號文件”進一步強調要以農業供給側結構性改革培育“三農”發展新動能。

鑿除切割二襯厚度不足范圍內二次襯砌，并對周邊松散層進行鑿除，邊緣應修整平齊，圓順，不得留有尖腳角，鑿除混凝土時，缺口應內寬外窄，形成倒梯形，鑿除至切口處襯砌厚度滿足要求。切口表面應粗糙，但結構應致密，不得留有松散、氣泡、裂隙等結構，采用鋼絲刷清理，涌水沖洗，并保持壁面潔凈。襯砌破除邊界標準：“天窗”形狀為規則形狀，其邊緣厚度大于20cm，“天窗”周圍1m范圍內混凝土品質基本合格，“天窗”深度滿足襯砌厚度基本要求。

（2）重構局部排水系統

若防水板未遭到破壞，a.防水板松弛且托起后與初支密貼時，采用小直徑PVC管利用外層鋼筋將防水板頂起至與初支密貼；b.防水板緊繃且托起后無法與初支密貼，其內支護厚度未達到襯砌基本厚度時，可延隧道軸線割破防水板，在防水板外側補板，并焊接，使防水板松弛，并按（1）方法處理。

若防水板遭到破壞，恢復原有排水盲管（若需要），將防水板表面清洗干凈。重新鋪設緩沖層，采用射釘或將熱塑性墊圈和緩沖層固定在基面上，其固定點間距宜為0.5m，然后鋪設新防水板。要求新補防水板與原防水板搭接寬度不小于15cm，熱熔雙焊縫，單條焊縫寬度不小于15mm，新防水布應壓在原防水板上方。

（3）預設注漿管

注漿和觀測孔不得使用金屬材質，宜使用橡膠和塑膠管材，便于適應不規則的布設；應富有余地的按需求開泄漿和透氣孔并用非封閉口保護，以便可輕易使其通常，注漿管直徑不小于30mm。

（4）植筋

素混凝土襯砌開“天窗”后需要植筋，內層筋位置為窗緣混凝土的內輪廓線外7～10cm；環向植筋直徑不小于16mm，縱向間距為15～20cm，植入深度不小于20cm；縱向植筋直徑不小于10mm，縱向間距為20～30cm，植入深度不小于20cm。外層植筋型號、間距與內層一致，可直接插入脫空部位，但需設防止戳破防水板的措施，內外層鋼筋間加設定位筋，特別的，若果窗口一側邊緣為施工縫，則不得實施跨襯砌環縱向鋼筋，將靠近施工縫邊緣的環向筋采用雙鋼筋。

鋼筋混凝土襯砌開“天窗”后根據需要植筋，如需植筋，鋼筋植筋、間距不小于原設計。

（5）分層網噴混凝土

噴混凝土采用潮噴，以填料前霧化加水或雙水環方式實現。噴射時，噴頭與灌噴腔體下表面宜為10～15°，噴射壓力以不引起過大的骨料回彈為宜。噴射混凝土中應加入減水劑，減水劑按配比加入水中，溶液擱置3小時以上廢棄。

（6）回填灌注漿

以一側孔為注漿孔，另一側為排氣孔和泄漿通道；當泄漿孔連續溢漿時，停止注漿。

（7）打設鋼筋釬釘

“天窗”外0.5～0.6m內區域打設直徑不小于φ16的鋼筋釬釘，間距30cm，梅花形布置，植入深度為原襯砌設計后的2/3，植筋采用A級錨固膠錨固。

（8）網噴覆蓋天窗

對錨固區域及其外不小于20cm范圍襯砌表面進行鑿毛，鑿毛點按梅花形布置，鑿毛間距10cm，深度不小于1cm。用鋼絲網清理缺陷、鑿毛區域，用高壓水清理后，掛φ6@10×10cm鋼筋網，鋼筋網與植筋焊接。噴10±2cm厚C25混凝土，在噴混凝土初凝后，用軟鋼絲刷清理混凝土表面；刷絲長度不小于10cm，直徑1～3mm。若天窗周邊存在襯砌混凝土品質基本合格，釬釘網噴范圍應為混凝土品質基本合格區域并外延0.5m。

4 總結

高鐵是在地面上實現“縮短”空間距離的主要交通方式，其特殊性就要求高鐵全程必須是可靠的，高鐵隧道也是尤為重要的一環。而隧道的施工由于其所處的地理位置、環境、地質、時效性等等因素，隧道的襯砌方式都會存在差異。因此，在發現隧道襯砌有缺陷后，還必須根據實際情況，來具體的制定整治方案，從而恢復及增強襯砌結構，達到安全運行的目的。