某隧道初支背后空洞處理方案概述

中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司 山西 太原 030032

引言

在本次某隧道的施工中，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)了初支砼背后均有空洞的情況產(chǎn)生，對整體建設(shè)質(zhì)量危害較大，建設(shè)團(tuán)隊(duì)立即對此展開施工，采用無損檢測技術(shù)進(jìn)行檢測，并進(jìn)行注漿。

1 工程概況

某隧道全長10023m，隧道洞身穿越地層主要為礫巖、粗面巖、凝灰?guī)r，局部為正長斑巖、安山巖，發(fā)育斷裂9條，不良地質(zhì)條件為塌方掉塊、突水突泥、地下水流失，為高風(fēng)險(xiǎn)隧道[1]。

目前某隧道進(jìn)口已完成3166m，隧道斜井完成955m，正洞完成3057m，出口完成3077m。在進(jìn)口與斜井之間剩余508m未完成，出口與斜井之間剩余231m。

2 存在問題

2014年7月8日，建指對施工5標(biāo)進(jìn)行質(zhì)量安全檢查發(fā)現(xiàn)：隧道斜井大里程DK297+677.9、+678.9左側(cè)邊墻初支砼背后均有空洞，洞深和初支砼厚度均一致，分別為67cm和18cm，其中+678.9處初支砼中有夾石現(xiàn)象。

要求施工單位制定補(bǔ)救整改方案經(jīng)監(jiān)理單位審核上報(bào)建指審批后實(shí)施，并要求實(shí)施后需經(jīng)建指安質(zhì)部指定檢測單位檢測后方可進(jìn)行拱墻襯砌施工[2]。

3 處理方案

使用地質(zhì)雷達(dá)對DK297+677～DK297+750段初期支護(hù)進(jìn)行無損檢測，確定初期支護(hù)背后空洞的位置及范圍，標(biāo)示清楚，并預(yù)埋注漿孔，采用注漿機(jī)向脫空處壓注水泥砂漿的方法進(jìn)行處理，確保初支背后無空洞、密實(shí)。

3.1 注漿作業(yè)

①機(jī)具配置。本次使用作業(yè)共需要四種類型的設(shè)備，分別為電動空壓機(jī)、風(fēng)鉆、注漿機(jī)以及發(fā)揮攪拌作用的專用設(shè)備，砂漿攪拌機(jī)。②勞動組織?？諌簷C(jī)司機(jī)1人、鉆孔4人、注漿4人（含拌料）。③材料準(zhǔn)備。水泥、Ф32×3.25mm熱軋鋼管。④作業(yè)條件。a.注漿操作開始前，需要做好預(yù)埋注漿管的清理工作，清理工作的標(biāo)準(zhǔn)要求為，將管內(nèi)雜物和混凝土清理干凈。b.保持注漿機(jī)設(shè)備的參數(shù)處在正常狀態(tài)下，壓力表的性能保持良好，既要保證參數(shù)顯示正確，更要保證壓力表在應(yīng)用中的靈敏度。另外，高壓管道要保持暢通狀態(tài)。c.嚴(yán)格針對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及停機(jī)時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行全面檢驗(yàn)，尤其是要針對風(fēng)水管路以及電纜線路進(jìn)行全面檢查，確保管路通暢性以及電纜線路運(yùn)行的安全性。為了切實(shí)觀察線路和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，可選取固定的時(shí)間段針對管路進(jìn)行試運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的安全隱患和問題，合理規(guī)避。d.針對作業(yè)區(qū)環(huán)境進(jìn)行良好保持，重點(diǎn)在于保持良好的通風(fēng)狀態(tài)，并且有充分地照明設(shè)備設(shè)置。

3.2 施工操作工藝措施及主要做法要求

（1）注漿孔設(shè)置的方向保持縱向，注漿孔的設(shè)置方式為鉆孔埋設(shè)，埋設(shè)操作時(shí)需要充分考慮脫空面積的區(qū)域大小，合理開展布設(shè)工作。

（2）埋設(shè)注漿管。利用破檢孔洞預(yù)埋注漿管。注漿導(dǎo)管孔徑規(guī)格為φ32×3.25mm。導(dǎo)管長度規(guī)格為40cm。如果在具體施工環(huán)節(jié)中出現(xiàn)了超挖的現(xiàn)象，則需要考慮是否加長導(dǎo)管長度。在注漿操作實(shí)施時(shí)，需要保證其迎面位置與圍巖緊密貼合。

3.3 漿液配制

（1）關(guān)于注漿操作的漿液配制，選用規(guī)格為M20的水泥砂漿進(jìn)行注漿操作，配制水泥砂漿的原材料主要是硅酸鹽水泥，通過將硅酸鹽水泥與水進(jìn)行混合攪拌，達(dá)到漿液配制的目的。

（2）灌注漿液。灌注操作是整個施工建設(shè)的核心環(huán)節(jié)，注漿前需要嚴(yán)格檢查設(shè)備是否與注漿管道有效連接，同時(shí)應(yīng)當(dāng)排除管內(nèi)空氣，再調(diào)整好注漿壓力。隨后嚴(yán)格按照注漿操作的要求針對管道內(nèi)部的壓力指標(biāo)進(jìn)行合理調(diào)節(jié)設(shè)置。啟動注漿機(jī)開始注漿，注漿應(yīng)形成交底內(nèi)容。

注漿壓力一般為0.3～0.5Mpa，注漿終壓力0.5MPa。注漿操作實(shí)施的過程中需要密切關(guān)注壓力變化情況，關(guān)于壓力和流量的基本關(guān)系，通常為，隨著壓力的上升流量指標(biāo)會出現(xiàn)同步減小的情況。當(dāng)注漿壓力達(dá)到終壓水平時(shí)，需要保持穩(wěn)定狀態(tài)達(dá)到3min，隨后結(jié)束注漿操作的整個過程。

（3）堵孔。堵孔操作所需要用到的原材料為棉紗，堵孔操作的目的主要在于防止?jié){液出現(xiàn)外溢的現(xiàn)象。

（4）監(jiān)控量測。注漿過程中，主要應(yīng)用全站儀設(shè)備對隧道拱頂?shù)南鲁燎闆r以及凈空的變化進(jìn)行檢測，還應(yīng)防止一次性注漿過快、過大，導(dǎo)致的鋼架出現(xiàn)變形問題。

3.4 質(zhì)量要求

（1）主控項(xiàng)目。①漿液配合比應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。②初支背后注漿應(yīng)保證回填密實(shí)。

（2）一般項(xiàng)目。①注漿壓力、注漿量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。②注漿孔的數(shù)量、布置、間距、孔深應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。③注漿范圍符合設(shè)計(jì)要求。④注漿應(yīng)在初期支護(hù)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行。

4 注意事項(xiàng)

（1）安全注意事項(xiàng)。①施工中，應(yīng)定期檢查電源線路和注漿設(shè)備的電器部件，確保用電安全。②經(jīng)常檢查和清洗注漿管，防止堵塞，發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)處理。③注漿平臺安置平穩(wěn)，洞內(nèi)車輛通過支架時(shí)，必須慢行，并有專人指揮，防止撞擊支架。④注漿作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員應(yīng)使用防塵用具和膠皮手套。⑤當(dāng)泵壓出現(xiàn)異常增高，應(yīng)立刻停機(jī)，排除故障后方可使用。⑥注漿管連接必須牢固，接頭設(shè)置連環(huán)扣，防止注漿管接頭脫落傷人。

（2）環(huán)保注意事項(xiàng)。①應(yīng)優(yōu)先選用對環(huán)境影響小的漿液。②應(yīng)采取有效措施防止?jié){液遺灑。③應(yīng)當(dāng)針對漿液配制中能的原材料用量進(jìn)行合理計(jì)算，如應(yīng)用過程中有剩余，則應(yīng)當(dāng)合理初支，不應(yīng)當(dāng)隨意處置。

5 安全、質(zhì)量及環(huán)境保護(hù)措施

（1）鉆孔應(yīng)嚴(yán)格按所給出的孔位進(jìn)行。及時(shí)觀察孔結(jié)構(gòu)走向，出現(xiàn)偏差后及時(shí)糾正。

（2）針對平臺環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保平臺操作環(huán)境的穩(wěn)定性。

（3）注漿操作不僅要注意配比合理性，更需要專人針對注漿操作的實(shí)際效果和注漿過程做好記錄工作。

（4）針對混凝土縫隙要采取措施進(jìn)行針對性處理，混凝土由于原材料本身的性質(zhì)問題，裂縫是常見的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)通過針對性措施的采取確保注漿操作的質(zhì)量。

6 結(jié)束語

綜上所述，確定初期支護(hù)背后空洞的位置及范圍，采用預(yù)埋注漿孔，注漿操作開始前，需要做好清理，防止堵塞。同時(shí)確保安全防護(hù)工作到位，以保證初支背后無空洞、密實(shí)。