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摘要：隧道工程是道路建设中的重要组成部分。对于已经运营的或正在施工的隧道，衬砌拱顶脱空已经成为了普遍存在的质量通病。本文对铁路隧道衬砌脱空与渗漏水的原因以及预防措施进行了探讨。
关键词：铁路隧道；衬砌脱空；渗漏水；预防措施
引言
为了避免出现衬砌脱空和隧道渗漏水的情况，应该针对衬砌脱空问题和渗漏水问题提出控制措施，并对施工工艺进行了调整，能够显著提升隧道工程的施工质量，达到预期的施工目标。本文通过新建大理至瑞丽铁路保山至瑞丽段老尖山隧道衬砌及防排水施工，为有效防控衬砌脱空与渗漏水现象，分析研讨推广隧道衬砌脱空、渗漏水防控措施，并形成防排水、衬砌浇筑及回填注浆标准化工艺工法，具有重要的借鉴和参考价值。
一、老尖山隧道工程概况
老尖山隧道为新建铁路大理至瑞丽保山至瑞丽段22座隧道其中之一，隧道全长7993m，最大埋深约775m，隧道进口里程D2K180+137，出口里程D1K188+130。隧道ⅡⅢ级围岩长3230m，占全隧40.4%，采用光面爆破施工。
二、隧道衬砌脱空产生的原因
1、光面爆破效果差，防水板松铺系数不适
（1）防水板松铺系数不足
如果隧道开挖存在超欠挖，初期支护施工质量不佳，初期支护表面不平整，防水板铺挂过紧，没有足够的富余量，那么，当衬砌混凝土由下而上浇筑时，会逐步撑紧防水板，造成拱部防水板与初支分离、绷紧，泵送混凝土压力不足，拱部产生空洞。如果混凝土泵送压力过大，则可能会挤破防水板，出现渗漏水的情况。
（2）防水板松铺系数过大
防水板挂设太松，在混凝土浇筑过程中因受挤压形成褶皱鼓包，形成衬砌脱空。
2、混凝土振捣不密实
在浇筑混凝土的过程中，因作业人员责任心不强，疏于振捣，混凝土内部存在气孔、空洞等。当上部混凝土浇筑完成后，在自重作用下，出现了下沉现象，进而造成了拱部空洞。
3、拱部预埋管和补注浆做不到位
当二衬完成后，鉴于混凝土徐变收缩作用，拱部混凝土与防水板之间会有一定程度的脱空，有的隧道设计已经考虑在衬砌混凝土达到设计强度后进行注浆回填。但是，往往施工单位不重视拱部回填注浆工作，导致注浆管道预埋不到位，没有对衬砌拱部埋设注浆管道采取有效的保护，使得注浆管被混凝土封堵或被防水板顶死无空隙，致使浆液无法注入而造成脱空。
4、机械设备选择不当
由于未能适当考虑输送泵工作能力富余度，选择输送泵功率偏小，泵送压力原因导致拱顶位置浇筑不到位，形成拱顶脱空。
5、实际浇筑工艺不当
现场二衬浇筑未严格执行中国铁路总公司工程管理中心关于印发《铁路隧道二次衬砌预防拱顶空洞实施意见》的通知（工管桥隧函〔2015〕199号）中“三逐两振两孔”浇筑工艺。拱顶采用一窗浇筑造成泵送压力不足，形成拱顶脱空。
6、封口不当
衬砌混凝土浇筑完成后，应封闭泵送口，如果封口不严密，混凝土就会在自重作用下向下流出模板，导致与泵送口对应的拱顶衬砌脱空。
三、隧道渗漏原因分析
1、防水材料的选用不合理，无法满足隧道的实际要求。并且在施工设计时，对于所使用的混凝土质量没有提出明确的要求，防水材料以及钢筋结构和混凝土结构选型不合理，进而造成隧道存在质量问题。
2、防水板挂设不规范。施工过程中，未按规范要求挂设防水板，存在防水板松铺度不足、搭接长度不足、搭接部位爬焊不牢未检测等问题，导致混凝土浇筑过程中防水板破损。
3、排水盲管布设不规范。排水管反滤层设置不完善，导致排水管堵塞，排水系统失效。
4、作业人员整体素质过低，防水板挂设工艺不当。现场作业人员质量意识差，为图省事，以铁钉代替热熔垫圈固定防水板，致使防水板认为破坏。
5、防水板检验流于形式。钢筋布设工序中，防水板保护措施不到位，防水板被钢筋戳破，现场管理人员责任心不强，检查验收流于形式，未能及时修补破损部位。
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6、衬砌端头模板工艺老旧。衬砌端模依然采用木模，致使止水带安装效果较差。
7、施工缝部位施工管理不到位。施工缝部位止水带安装不规范或破损，失去防水性能；施工缝交接面未进行凿毛处理或存在杂物未清理，致使施工缝部位交接质量差，导致渗漏水现象。
四、老尖山隧道防止衬砌脱空的预防措施
1、严格规范开挖及支护工作
通常情况下，施工企业一般会在开工初期偏重于工程进度的追求，从而容易导致隧道成型的质量较差以及超挖现象严重，由此决定采取以下措施：
（1）加强放样精度的把控，对周边以及槽孔位置进行标注；
（2）爆破参数需要根据具体的地质情况灵活调整；
（3）铺设防水板前先对初支表面每3m一个断面进行净空量测，对局部超挖现象用网喷混凝土进行填补，而局部欠挖的应及时补炮处理；
（4）严格按照分层施工顺序，采取自下而上混凝土喷注的施工方法，保持初期支护表面的平顺度。
（5）严格工序转序管理工作，确保初期支护背后无脱空。
2、规范防水层铺设，防止支护脱空
根据初期支护平整度及规范要求，合理设置挂点（热熔垫圈）及松驰度恰当是在平顺的初期支护表面上合格铺设防水层的关键。主要做法如下。
（1）初期支护基面修整。初期支护表面应平整，全面检查清除露头钢筋、锚杆以及较为突出部位（D/L>1/10）。
（2）铺设土工布，布置热熔垫圈。按《铁路隧道防水板铺设工艺技术规定》，垫圈应按”拱部0.5~0.8m、边墙0.8~1.0m、底部1.0~1.5m呈梅花形”布置；土工布与喷砼表面密帖，铺设应平顺、无隆起、无褶皱。
（3）防水板挂设，松弛度控制。“规定”要求防水板挂设时环向宜按长度10：8的松弛度预留环向长度。在本隧道施工中，根据初支平整度情况防水板纵、环向分别按3%~5%，7%~10%余量控制防水板松弛度。
3、加强浇筑工艺管理。严格按照（工管桥隧函〔2015〕199号）文要求设置分流槽，布设附着式振捣器、注浆管及排气管，采用逐窗浇筑、逐窗振捣、逐板注浆，确保混凝土密实无脱空。
五、老尖山隧道渗漏水的预防措施
1、规范防水板及排水盲管布设，提高作业队伍整体素质，逐板检查防水板及排水盲管质量，确保施工质量达标。
2、规范止水带施工
工程实践中，止水带特别是中埋式橡胶止水带已成为渗漏水和施工缝缺陷的主要“病灶”之一，老尖山隧道建设中主要采取下述预防措施。
（1）“牵引”和“悬挂”固定纵向中埋式止水带。设计中本隧道纵向止水带采用背贴式橡胶止水带加中埋式钢边止水带。在施工中采用牵引方式在矮边墙端头用紧线器拉紧止水带确保止水带线型，同时采用夹具对止水带进行悬挂，保证了止水带安设技术标准。止水带尽可能减少搭接接头，搭接接头部位采用热熔焊接，确保止水带防水效果及外观质量。
（2）环向背贴式止水带。
台车就位后在防水板上标出止水带的准确位置，将止水带粘贴于防水层上（可使用封胶带）。
（3）环向中埋式止水带
采用自制定型钢端模作为衬砌台车挡头模板，改进隧道二衬端头模板结构，利用钢端模辅助安设环向止水带以达到能精确定位止水位置及尺寸的目的，确保止水带在施工过程中不折叠、不破损，以满足设计及规范要求。克服了传统木模加U型夹固定止水带的施工难度和质量通病，定型钢端模布设中埋式止水带便捷、省力，安装质量易于控制。
3、仰拱和填充混凝土施工缝错开
为防止地下水从仰拱下部和仰拱与填充之间的结构缝渗入，除强制性要求填充与仰拱分开浇筑、矮边墙与仰拱一次浇筑外，将仰拱和填充混凝土施工缝错开布置。
结语
综上所述，隧道工程施工过程中通过一系列的施工措施进行改善，避免了隧道施工过程中渗漏水现象以及衬砌脱空现象，取得了良好的施工效果，具有良好的经济性和施工便利性，值得类似工程借鉴引用。
参考文献
【1】中国铁路总公司工程管理中心关于印发《铁路隧道二次衬砌预防拱顶空洞实施意见》的通知（工管桥隧函〔2015〕199号）
【2】王立川，周东伟，吴剑，等铁路隧道复合衬砌脱空的危害分析与防治[J].中国铁道科学，2011，32（5）：56-63.
【3】曹军.浅谈高速铁路隧道防排水系统施工技术[J].价值工程，2015（21）：129-132.
论文作者:孙建祥
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/14
标签：隧道论文; 渗漏水论文; 混凝土论文; 止水带论文; 拱顶论文; 初期论文; 预防措施论文; 《建筑学研究前沿》2017年第16期论文;