中铁八局 云南昆明 650200
摘要：本文介绍了永广铁路8座隧道缺陷整治措施及效果，对所属隧道用探地雷达检测及工务部门经验敲击检查效果进行比对，提出具体整治措施及建议，供类似工程借鉴使用。
关键词：隧道缺陷；整治；技术；研究
前言
新建隧道施工完毕以后，经过业主委托的第三方采用探地雷达检测及工务部门敲击检查，依照验标要求进行缺陷分类，再进行达标整治，特殊位置由施工方编写专项施工方案，经过设计、监理、业主和施工等四方会审确定具体整治措施，施工过程由监理或设计进行验证，最后再由原检测方进行复检验证达到合格产品的过程，目前均称为缺陷整治。由于施工技术、设备能力、管理水平的高低不同，新建隧道经检测发现的问题也各不相同，本文就所属标段相关问题及整治效果进行总结，以供参考。
1、工程地质概况
成昆铁路永仁至广通段站前三标段共有隧道8座，总长度15113米。其中单线隧道长675米（断面尺寸H×B=877cm×716cm），穿过地层岩性较为单一，以云母石英片岩夹石英片岩为主，局部发育辉绿岩透镜体。施工采用单面掘进，矿山法开挖为主，月平均开挖进度60~70米。
双线隧道总长14438米（断面尺寸：H×B=1199cm×1402cm），其中新康隧道全长190米，测区地层为粉质粘土夹砂土，含20%~30%的砾石，粒径2~5mm，石质为花岗岩，胶结较好，为著名的土林地貌；班果隧道428米、普登隧道2442米，凤仪村1号、2号隧道总长2981米，通过2个断层，主要为大理岩夹千枚岩，岩溶发育，破碎，容易坍方掉块；茂易隧道全长3006米位于“元谋台穹”南部，基底岩系大量裸露的相对隆起地区，段内断层发育。隧道通过的围岩为前震旦纪变质岩类，岩性复杂，以大理岩夹千枚岩、千枚岩地层为主，局部有薄层石英片岩；阿郎隧道全长5454米，隧道位于“元谋台穹”南部海子哨向斜北翼，褶皱较断层发育，与褶皱同期，有基性——酸性岩浆岩沿背斜构造核部、断裂带和大型构造节理侵入。不良地质包括危岩落石、错落、滑坡、崩塌、岩堆、岩溶。
2、完工检测项目
2.1.由业主委托第三方采用地质雷达检测初期支护钢架或格栅钢架间距及数量；二衬、仰拱混凝土厚度以及二衬背后脱空及回填质量情况。测线布设为拱顶1条、拱腰左右各1条、边墙左右各1条、隧底中线单线隧道为1条，双线隧道为2条。
2.2.采用回弹法检测二衬强度，检测按每模二衬设置10处测区，每侧设置5处。对回弹强度不够以及存在质量缺陷地段进行取芯验证，同时每100m再取芯一组进行验证，具体位置根据回弹结果及现场情况确定。
3、检测要求
3.1.检测单位按时组织设备及检测人员进场检测，检测需在监理人员全过程旁站下进行，并按合同要求及时出具检测报告。
3.2 施工单位做好检测试验场地的清理、平整、接电等检测前准备工作；提供工程地质资料、相关设计施工图及变更设计资料，并对检测里程进行标注（每5m做一里程标记）；提供检测用辅助工具（如隧道检测用车、架子、楼梯等），并安排安全质量技术人员及其他配合人员参加检测。
3.3.具体要求：在隧道二衬壁上左右边墙距离排水沟顶板0.5m的高度处沿隧道走向每5m做一清晰可辨标记（红色喷漆竖杠），每20m做一里程标记（如DK33+880）；
附表1：隧道第三方检测报检单
4、隧道敲击检查
隧道施工完毕，经自检填报相关初验申请之后，由建设单位（指挥部）组织工务部门提前介入，进行隧道衬砌敲击检查，主要检查内容包含隧道衬砌裂纹、砼蜂窝麻面、衬砌厚度（拱顶、边墙）、施工缝毛刺、疤痕、凸出、杂物、二衬背后脱空（拱顶、边墙）。敲击检查小组一般为5~7人，利用内径15毫米的空心金属管（端部焊接螺母）人工触顶敲击，听声音辨识空响确认是否脱空或砼是否密实。双线隧道分左右幅两次敲击，左右边墙分次敲击，日进度300~500米。
5、隧道缺陷分类标准
根据昆明铁路局工务处《关于明确高铁提前介入问题分类指导意见及入库管理要求的通知》规定，隧道敲击问题主要划分如下（分为AA、A1、B、C类）。
5.1隧道衬砌裂损及渗漏水劣化（处/米）
6、实际发现问题
发现问题主要问题有：仰拱回填层浇筑不平整（高于或低于设计标高）、中心沟未按要求施作（沟邦错台、悬空、空洞、破损）、仰拱回填层贯通裂纹、拱部衬砌脱空严重（局部空洞、衬砌厚度不足）、衬砌裂纹、施工缝处衬砌开裂掉块、注浆孔未封闭、衬砌钢筋保护层厚度不足、衬砌混凝土浇筑不密实强度不足、衬砌夹异物等。
例如：DKxx+130～DKxxx+780左右侧拱腰至拱顶衬砌存在大量空响，其中：DKxxx+984～+986左侧拱腰至拱顶衬砌空响严重，长2m，宽4.5m，计9㎡，经现场破检，破口长0.3m，宽0.8m，发现衬砌内部空洞严重，钢筋网外露，初支与二衬之间距离为0.6m，二衬最薄处5cm。
7、隧道雷达检测缺陷主要项目
拱顶衬砌厚度不足、拱顶脱空、拱腰欠厚、边墙厚度不足，边墙脱空、边墙欠密实、仰拱及填充厚度不足、仰拱填充欠密实、仰拱底部虚碴。钢筋数量不足、钢架数量不够（间距超标）、钢筋无信号。
经过工务段专项敲击检查，结果如下：
普登隧道出口共发现问题199个，A类问题184个、B类问题15个；
凤仪村1号隧道共发现问题574个，A类问题463个、B类问题111个；
凤仪村2号隧道共发现问题1704个，A类问题1357个、B类问题347个；
茂易隧道进口共发现问题1245个，A类问题954个、B类问题291个；
茂易隧道出口共发现问题241个，A类问题209个、B类问题12个；
阿郎隧道进口共发现问题2690个，A类问题2055个、B类问题635个；
其中主要问题是衬砌空洞205处、衬砌空响336处、砼松散易掉块310处、止水带外露266处、衬砌裂纹2390条、施工缝错台550处、二衬露筋105处、盲管堵塞流白浆129条，衬砌漏水120条，蜂窝麻面483条，衬砌杂物77条，其它问题94条。根据检查结果，结合设计指导意见，制定了隧道缺陷整治专项方案如下，供现场组织施工。
8、缺陷处理措施一览表
8.1、隧道二衬拱顶空洞、空腔及空音
8.1.1二衬结构为素砼、存在环向空洞的：对空洞凿成倒梯形，周边砼凿毛，水平方向植筋后，灌注砼（砼标号较原设计提高一个等级）并预留注浆孔洞，浇注完成砼达到设计强度后填充注浆。
8.1.2二衬结构为素砼，且二衬厚度大于0.2米的空腔：空腔周围有裂纹的，须进行凿除处理；没有裂纹的对空腔进行填充注浆处理。
8.1.3检查中发现有空音的，要求施工单位（作业班组）进行钻孔检查验证，处理方法视砼厚度及空腔规模按上述空洞处理原则进行处理。空腔及空洞厚度大于10厘米的位置必须采用复合型注浆材料，以满足衬砌结构受力及设计强度。
8.2、隧道二衬裂缝
8.2.1对于独立的单条裂缝以及边墙裂缝，当缝宽大于0.3毫米、深度大于0.3米时，采用针孔注环氧树脂浆液处理。
8.2.2对于钢筋砼二衬，当缝宽大于0.3毫米时，采用针孔注环氧树脂浆液处理。
8.2.3拱部素砼环形裂缝。当拱部裂缝造成砼独立成块，先钻孔进行探测，二衬砼厚度满足设计要求、无空腔的，凿除后比照空腔处理原则。
8.3、露筋
针对隧道部分地段钢筋砼保护层厚度不足的情况，理论上不影响结构强度，但对砼耐久性有影响，参照其他高铁处理同类问题的措施，对砼采用耐久性补强措施，对保护层厚度不足地段混凝土内表面进行凿毛，刮涂水泥基渗透结晶型防水涂料二遍，用量不应小于1.5kg/m2，且涂抹厚度不应小于2.0mm。
8.4、砼掉块、止水带外露
松散砼和施工缝处中埋止水带外侧薄层砼有掉块风险的，须全部凿除，与二衬结合部位打磨平顺；对已剥离外露的止水带，进行切除处理；施工缝处原修补、松散混凝土，要求凿除，并对凿除部位打磨处理，确保无松散、易掉骨料外露。
8.5、衬砌漏水
采取“拱部以堵为主、边墙以排为主，防、堵、排、截相结合”的原则，应结合隧道衬砌裂损、衬砌背后注浆等进行综合整治。阿郎隧道由于用水量较大，在双侧水沟外侧增设直径100毫米泄排水孔及横向排水管，加大排水力度。
9、整治措施
9.1、空洞处理
9.1.1凿除、切割二衬厚度不足范围内的二次衬砌，并对空洞周边松散层进行凿除，边缘应修整平齐，圆顺，不得留有尖角；凿除混凝土时，缺口应内宽外窄，形成倒梯形，凿除至切口处衬砌厚度满足设计厚度。切口表面应粗糙，但结构应致密，不得留有松散、气泡、裂隙等结构，然后采用钢丝刷清理后用水冲洗，并在施工期间保持壁面洁净。凿毛标准为凹凸差不小于6mm的粗糙面。
9.1.2严格按设计要求做好隧道的防排水系统，对损坏的防水板进行重新修复、焊接，确保防水板与初期支护密贴。
9.1.3在空洞四周二次衬砌中部环、纵向植入直径16钢筋，环、纵向间距20cm，植入深度按30cm、50cm交替布置。植筋采用A级锚固剂锚固。
9.1.4可结合悬吊回灌混凝土的模板要求，在凿除后的空洞范围打设R25自进式中空注浆锚杆，锚杆长度5.0m，间距60~80cm，模板拆除后锚杆可作为锚固嵌补混凝土的作用。每根锚杆在靠近防水板与二次衬砌内侧外包两道遇水膨胀橡胶止水条。
9.1.5在既有二次衬砌混凝土切口面刮涂水泥基渗透结晶型防水涂料二遍，用量不应小于1.5kg/m2，且涂抹厚度不应小于2.0mm。
9.1.6在衬砌表面铺设模板，模板处预留灌料孔，两端用锚栓固定，每块模板固定用锚栓不少于4块，锚栓采用M16×200型膨胀螺栓，锚固深度20cm，使用双螺帽紧固，并进行拉拔实验，当模板长度较长时采用中空注浆锚杆固定模板。
9.1.7通过灌料孔灌入C35微膨胀混凝土，并采用插入式震捣器捣固。封口模板做特殊设计，在靠近顶端预留30×30孔洞，该处设活动板，利用孔洞浇筑最后一块板。孔洞部位采用传统"刹尖"方式封口。封口处预埋一根R25N注浆管，待两天后对孔洞部分进行压力注浆。
9.1.8混凝土强度达到C35后拆除防护模板，并对表面打磨处理，在新混凝土表面并向既有混凝土四周延伸20cm范围内刮涂水泥基渗透结晶型防水涂料二遍，用量不应小于1.5kg/m2，且涂抹厚度不应小于2.0mm。
9.1.9模板螺栓应距离切口部位适当距离，防止引起原衬砌开裂和崩落。
9.2、隧道空腔处理措施
隧道二衬结构为素砼的，当二衬厚度大于0.2米的空腔且没有裂纹需回填注浆地段
9.2.1在不密实位置每1.5m设置一个钻孔点，每处不少于3个钻孔点。
9.2.2安设直径42mm马牙扣形钢花管，钢花管顶端距空腔顶面不大于2cm。
9.2.3在管口安设灌浆嘴，从低到高灌注注浆材料，灌浆压力0.1～0.2MPa，施工过程中应逐步增加注浆压力，直至高端钻孔冒浆为止，然后拆除灌浆嘴，封闭低端孔口，从相邻高端钻孔处继续向内灌浆，直至所有钻孔灌浆完成，最后一处灌浆时，应适当增加压力至0.5MPa左右，当继续加压不再进浆时结束注浆。
9.2.4注浆材料传统采用水泥砂浆。本次采用HoJa-53F衬砌微膨胀注浆结合料，它是针对隧道衬砌与防水板之间的脱空而开发的一种预防性治理的高性能材料。注浆压力可参照如下进行：初压为0.1～0.2MPa，终压为0.4～0.5MPa。在注浆过程中，也可根据实际情况适当调整注浆参数。
9.2.5浆液凝胶时间：2～5分钟。如不满足，注浆过程中可适当添加一定数量的速凝剂。
9.2.6注浆结束标准：注浆压力达到设计终压后稳定10分钟，注浆孔不进浆或很少进浆，即可结束注浆。
9.2.7封孔作业：停泵后立即封闭孔口阀门，拆卸和清洗管路，割除外露钢管，待浆液凝固后用塑胶泥封堵孔口，保证封孔后结构不渗、漏水。
9.3、注浆注意事项
9.3.1隧道轴线分左右逐段压注，由两端向中央，由左向右，由低处向高处依次注浆。
9.3.2注浆是一项连续作业，不得任意停泵，以防堵塞管路。
9.3.3注浆时应时刻注意注浆压力、衬砌变形观察和储浆筒的浆液下降情况。若注浆时间较长而不升压，可能浆液流窜太远，应缩短浆液凝胶时间或停注，若跑浆严重，可间歇注浆。
9.3.4注浆期间应有专人记录浆液消耗量，注浆时间及注浆压力等数据。因注浆地段的二次衬砌厚度一般不足10cm，应严格控制注浆压力。
9.3.5注浆后，应设置检查孔，检查注浆效果。
9.3.6注浆前应先进行钢带加固，利用锚杆钻孔记录衬砌背后空洞大小，对10cm左右的空洞地段可利用R25N自进式中空注浆锚杆来注浆回填，但要确实回填效果。
9.4、隧道裂缝处理措施
9.4.1对于独立的单条裂缝以及边墙裂缝当缝宽大于0.3毫米和钢筋砼二衬缝宽大于0.3毫米时，采用针孔注环氧树脂浆液处理。
9.4.2采用贴嘴注环氧树脂方法进行整治，具体措施：
（1）把裂缝两边各3cm宽范围内衬砌表面刷洗干净，清除松动砼块，沿裂缝间隔20～30cm贴一处胶带；
（2）刮涂J-1快干型封缝胶两道，封缝胶固化后揭除胶带，安设灌浆嘴；
（3）灌注环氧树脂，待树脂固化后，拆除灌浆嘴并清理表面封缝胶；
（4）沿裂缝走向在两侧各20cm范围内的基层表面涂布水泥基渗透结晶型防水涂料2次，用量不应小于1.5kg/m2，且涂抹厚度不应小于2.0mm。
9.5、砼掉块、止水带外露
松散砼和施工缝处中埋止水带外侧薄层砼有掉块风险的，须全部凿除，与二衬结合部位打磨平顺；对已剥离外露的止水带，进行切除处理；施工缝处原修补、松散混凝土，要求凿除，并对凿除部位打磨处理，确保无松散、易掉骨料外露。
9.6、衬砌漏水
采取“拱部以堵为主、边墙以排为主，防、堵、排、截相结合”的原则，应结合隧道衬砌裂损、衬砌背后注浆等进行综合整治。
9.6.1、拱部大面积渗漏水：采取衬砌壁后注浆、边墙结合环向施工缝凿槽埋管引排的措施。
9.6.2、环向施工缝渗漏水：采取接触网吊柱上方“以堵为主”、接触网吊柱下方“以排为主”的整治原则。接触网吊柱上方渗漏水采取灌浆堵水的措施，接触网吊柱下方渗漏水采用凿槽埋管引排的措施。
9.6.3、衬砌表面湿渍：采取衬砌表面设置刚性防水层的措施，涂抹渗透结晶型防水涂料二层。
9.6.4、单个漏水点：采取凿楔形洞，填充速凝型无机防水堵漏剂处理，外表刮涂渗透结晶型防水涂料二层。带有承压水的应引排处理。滴水点、淌水点及裂缝应在注浆前处理。
9.6.5、沟槽或仰拱渗漏水：采取“疏排结合、以排为主”的原则，优先疏通既有的环向、纵向、横向排水管，确保衬砌背后地下水顺畅引入侧沟、侧沟积水顺畅引入中心水沟。疏通完后仰拱仍渗水的部位采用切割机切割成内宽外窄倒梯形排水槽，埋管引排，回填微膨胀混凝土。沟槽渗水采用增设10×10cm排水沟汇集渗水后引排至中心水沟。
9.7、流白浆和浑水
流白浆主要是该处混凝土不密实，拱顶注浆时浆液流出，现浆夜已填充密实，故采取打磨处理表面白浆，并在原渗浆点刮涂渗透结晶型防水涂料二层。流浑水表示地质溶蚀，矿物质或杂物破碎流出，易堵塞排水孔，故需要加大排水孔道，以利于长期排水。
9.8、施工缝错台、蜂窝麻面
错台高度大于5mm位置，首先进行打磨处理，并在表面刮涂渗透结晶型防水涂料二层。
9.9、衬砌杂物
先将杂物凿除，回填微膨胀混凝土，表面在刮涂渗透结晶型防水涂料二层。
9.10、其它问题
其它问题主要是前期衬砌强度取芯验证时遗留的取芯孔，拱顶浇筑砼孔，先打磨，再回填微膨胀混凝土，最后在表面刮涂渗透结晶型防水涂料二层。
10、缺陷处理效果及体会
通过长达4个月的缺陷整治，一次验收达标率大于86%，符合施工质量验收标准，不留后患。体会较多，具体如下。
10.1为减少缺陷，必须严格执行施工规范。比如隧道开挖《不应欠挖，当围岩完整，石质坚硬时，方应许岩石个别突出部分侵入衬砌，每1m2不大于0.1 m2，整体式衬砌应小于10cm，其他衬砌不应大于5cm。拱脚和拱脚以上1m内断面严禁欠挖》，由此说明，拱部不允许欠挖，必须保证拱部衬砌厚度满足设计要求。否则只有返工重做。
拱部衬砌厚度不足一般是脱空造成的，少数情况下是局部欠挖造成的。
对于欠挖，要求技术人员及时做好技术交底和现场监控，加强责任心，加强对现场作业人员的考核管控，立模板之前必须检查开挖断面，符合设计后才能进行下一道工序。
对于脱空，主要责任在砼浇筑施工班组，不排除偷工减料的嫌疑，但也与施工工艺有关，二衬台车拱部模板预留砼浇筑孔洞2个，为防止阻塞，应按顺序浇筑，注意连续性，防止砼初凝后堵住通道，造成“鸡蛋皮衬砌”。
10.2拱部及边墙二衬施工完毕，应当及时注浆和补注浆，减少后期盲点。时间间隔不大于7天（时间改变、人员更换、位置难于确认）。
10.3缺陷处理时，重点关注施工期间的薄弱位置（坍方段、地质复杂、地下水丰富、冲刷严重地段）。
10.4钢筋钢架间距、箍筋、架立筋间距属于常规检查项目，但是容易忽视，麻木不仁，造成后期返工。
10.5 仰拱虚碴大多发生在III级围岩地段，欠挖多，清碴不彻底，容易造成仰拱及填充下沉开裂、衬砌厚度不足，缺陷处理难度大（炸毁仰拱返工）。
10.6拱腰衬砌裂纹大多与养护有关，局部与爆破有关，偶尔与施工脱节有关，需因地制宜处理。目前以打磨为主，嵌补次之。
10.7培养专业队伍进行缺陷整治，防止错上加错，弥补困难。
10.8加强与业主沟通，缺陷处理抓大放小，综合治理（描眉画栋）。
10.9加强项目团队建设，增强凝聚力，严格奖惩考核机制（点长、技术员、领带工员岗薪和绩效挂钩。进度、质量、成本综合考核）。
11、结束语
本文主要根据现场实际施工程序进行论述，过程中得到了建设单位及接管单位大力支持，在此深表感谢!由于整治标准存在较多争议，使用材料选择不同，局部存在过细及累赘情况，错误在所难免，敬请各位同仁批评指正！在此对提供注浆新型材料相关数据的北京鸿锐嘉科技发展有限公司再次表达谢意！
参考文献
[1]铁路工程施工质量验收标准 2004-北京
[2]《关于明确高铁提前介入问题分类指导意见及入库管理要求的通知》
昆明铁路局
[3]《隧道衬砌补强新型材料及工艺 》 北京鸿锐嘉
[4]《铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定》 （TB10119-2000）
[5]《铁路隧道防排水技术规范》 （TB10119-2000）
[6]《HoJa-53F衬砌微膨胀注浆结合料》 北京铁科工程检测中心
论文作者:崔兴德
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/9
标签：隧道论文; 注浆论文; 厚度论文; 空腔论文; 混凝土论文; 拱顶论文; 浆液论文; 《建筑学研究前沿》2018年第31期论文;