（中铁十六局集团第五工程有限公司，河北，唐山，063030）
【摘 要】隧道二衬混凝土在工务部门检测时经常出现空音异响问题，是影响列车运营安全的重大隐患。本文针对隧道施工中出现的空音异响问题进行了原因分析，总结了整治技术及注意事项，有效底解决了隧道空音异响问题的整治技术难题。
【关键词】隧道衬砌；空音异响；整治修复
一、概述
某铁路工程新建隧道静态验收时经工务部门敲击检查发现，衬砌结构存在不同程度的空音异响等现象，后经进一步钻孔取芯验证、凿除缺陷混凝土层，探明了隧道衬砌结构的具体缺陷状况。
二、隧道空音缺陷成因分析
隧道施工衬砌敲击空音异响现象形成的主要原因有：（1）衬砌背后防水板脱空或空洞；（2）衬砌混凝土浇筑施工时防水板开裂、混凝土窜入防水板后导致防水板下沉并夹入二衬混凝土结构中（简称“防水板下沉”）；（3）衬砌混凝土施作和养护缺陷导致混凝土不密实，存在不规则的内部蜂窝、圬工离析、外侧麻面；（4）施工缝处止水带施作不规范导致附近混凝土空洞或内外侧混凝土厚度不均；（5）前期对衬砌空洞进行注浆整治施工时，注浆效果不理想导致存留空洞、浆液凝块强度不足。
三、衬砌结构整治修复技术方案
根据隧道衬砌结构空音异响不同的成因缺陷，针对性的采取相应工程措施进行结构整治修复，消除衬砌结构安全隐患。主要的整治方案有：（1）方案一：缺陷地段补强注浆加固；（2）方案二：凿除缺陷混凝土后植筋重新补强修筑混凝土。
方案一：缺陷地段补强注浆加固
1、注浆材料：膨胀超强水泥基灌浆材料，由水泥基渗透结晶材料、高强无收缩灌浆材料掺入一定比例的水混合而成，水泥基渗透结晶材料掺入量为灌浆材料15%（重量比）。
2、注浆压力：0.3~0.5Mpa。
3、空洞范围加大时可采用钢花管、注浆软管注浆，并安设排气孔；对于缺陷面积较小的如蜂窝空洞、裂隙，可采用Φ20mm镀锌钢管或针孔注浆，注意布设排气孔。
方案二：凿除缺陷混凝土后植筋重新补强修筑混凝土
1、凿除缺陷范围内衬砌，新老混凝土交界处凿毛处理并尽量形成倒楔形状，冲刷清除浮碴修整后后涂刷界面剂。
2、施作纵环向钢筋，当新施作混凝土厚度大于15cm时采用钢筋采用双层Φ16钢筋、当新施作混凝土厚度小于15cm时采用钢筋采用单层Φ20钢筋，钢筋纵环向间距为20cm×20cm，植筋距离外侧混凝土面不小于5cm。沿新、老混凝土交界面向未拆除的混凝土内植筋，植筋采用Φ20钢筋，植筋长度不小于25cm，并采用植筋胶固结。纵环向钢筋与植筋钢筋焊接牢固。
3、凿除范围内径向加设加设Φ20的锚固筋，间距为40cm×40cm，锚固筋采用植筋胶锚固并伸入背后混凝土中长度不小于50cm，并与纵环向钢筋焊接牢固。当凿除范围大于5m2时，应加设L=3m、Φ25中空注浆锚杆，锚杆纵环向坚决为0.6*0.6m，并与纵环向钢筋焊接牢固。
4、安设模板浇筑微膨胀细石混凝土，混凝土强度比原混凝土高一个等级。混凝土灌注由两侧向拱顶分段施工，最后在拱顶封口。混凝土拌合后用输送泵送料入空洞处，采用插入式震捣器捣固。每次施工完毕对混凝土表面进行整平压实处理。混凝土浇筑采用宽30cm、厚6mm的自制钢模板，两端利用膨胀螺栓固定，中部利用二衬环向主筋设置吊杆，确保模板连接稳固。膨胀螺栓采用M16×200型，锚固深度20cm，使用双螺帽紧固，并进行拉拔实验检验锚固力。封口模板做特殊设计，在靠近小里程段预留30×30孔洞，该处设活动板。空洞部位采用传统“刹尖”方式封口。
5、浇筑混凝土时预埋两根Φ0.2的镀锌钢管，作为补偿注浆的注浆管与排气管。
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6、强度达到80%后拆除防护模板，并对表面打磨处理，同时涂刷两道水泥基渗透结晶材料。
7、拆模后通过镀锌钢管压注水泥浆，注浆压力不大于0.15Mpa。
四、耐久性措施
整治修复后衬砌表面及微细裂纹处理：隧道衬砌复完成后应将修复区域涂刷水泥基渗透结晶材料，涂刷区域应向修补区域外延伸50cm。裂纹较大较深处可采用针孔灌注。
五、施工注意事项
1、高强无收缩灌浆料修复
灌浆前应初步计量所需浆体体积，实际灌注浆料数量不应与计算值产生过大误差，防止中间缺浆。灌浆过程应从一端注浆嘴注浆，发现其他方向排浆管有浆液均匀流出后，将排浆管出口逐个封堵牢固，直至最后一个排浆管有浆液均匀流出即证明隧道空洞已经注满砂浆，封堵注浆嘴，注浆结束。可施工时间视环境温度而定，在20℃时为搅拌完成后30 分钟内用完。无法恢复流动性的浆料切忌不可再次加水混合搅拌再用。
2、压胶修复
（1）进行压胶前应对压胶口和钻孔孔道内进行处理，将表面的灰尘、浮渣及松散层等污物清理干净，并用有机溶剂将边缘处擦洗干净，保持干燥。
（2）压胶机具、器具及管子在灌浆前应进行检查，合格后方可使用。
（3）压胶时应待下一个排气嘴出浆时立即关闭转心阀，压胶压力应保持稳定，宜为0.2Mpa。并要按照从下到上的顺序进行灌注，当上层压胶嘴有胶液溢出时，稳压5 分钟后，密封该压胶嘴，然后移至上一层继续施工。
（4）当吸浆率小于0.1L/min 时，应再继续压注几分钟方可停止压胶。压胶结束后应立即拆除管道，并清洗干净。
（5）待缺陷内胶液达到初凝不外流时，方可拆除压胶嘴，并应用掺入水泥的胶液把压胶嘴处抹平封口。
3、改性环氧树脂混凝土修复
（1）强度：不低于原梁体混凝土强度，实施时可适当提高一个强度等级。
（2）改性环氧树脂混凝土粗骨料：采用5mm豆石。
（3）其它可参考《环氧树脂砂浆技术规程》（DL/T5193-2004）及其他相关技术规范。
4、其它注意事项
（1）隧道缺陷整治修复工程是一项专业性很强工程，对实际的施工人员水平以及施工操作要求较高，它要求施工人员不仅要熟悉维修施工的各类工艺和并能保证良好维修效果。因此应选择具有丰富相关维修经验的有特种施工资质专业队伍进行施工，并与设计单位保持密切联络。
（2）凿除混凝土时，表面应凿毛，但结构应致密，不得留有松散、气泡、裂隙等结构，清理后用水冲洗，并在施工期间保持壁面洁净。浇筑前应对浇筑区混凝土壁面进行湿润。
（3）对工程中涉及较多的胶黏剂材料，应掌握天气变化，避免在大风大雨等特殊天气条件下进行施工。施工胶粘剂以及涂装施工，必须做好施工人员个人防护工作。
（4）施工前应检查渗漏水情况及防排水设施状况，避免渗水影响后浇混凝土质量。注意做好补充施作部位的防排水措施，主要有：初期支护与二衬接触面涂刷界面剂；拱部若有地下水出露，采用凿槽埋管引流至侧沟，或与原环向盲沟顺接。
（5）隧道衬砌钻孔应避开钢筋，特别是环向主钢筋位置，施工时可依据现场实际情况适当移动孔位。
（6）安设模板和灌注混凝土时，应加强对洞内四电设备等站后设施的防护，密切监测以防意外，确保接触网等设施稳定。
（9）模板螺栓应安设于完整无损的衬砌处，且应距离缺口部位适当长度以防引起原衬砌开裂和崩落。
参考文献：
[1]《混凝土结构加固设计规范》（GB 50367-2013）
[2]《混凝土机构后锚固技术规程》（JGJ 145-2013）
[3]《铁路桥隧建筑物修理规则》（铁运[2010]38号）
[4]《地下工程防水技术规范》（GB50108 -2008）
[5]《地下工程渗漏治理技术规程》（JGT/T 212-2010）
[6]《环氧树脂砂浆技术规程》（DL/T 5193-2004）
论文作者:吕伏河,吕楠
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年3月总第208期
论文发表时间:2016/6/13
标签：混凝土论文; 隧道论文; 钢筋论文; 注浆论文; 缺陷论文; 锚固论文; 空洞论文; 《工程建设标准化》2016年3月总第208期论文;