铁路运营隧道衬砌背后接触状态及其分析
铁路隧道二次衬砌背后脱空成因及解决办法
用户•施工丄铁路隧道二次衬砌背后脱空成因及解决办法■高军中铁十九局集团第二工程有限公司，辽宁辽阳1110“摘要：结合团结隧道工程实例，在阐述铁路隧道二次衬砌背后脱空危害的基础上，分析其具体成因.涉及隧道结构设计、混凝土收缩徐变、施1:1:艺不当及围岩压力等因素。
提出一种新型的减少脱空的注浆1:法.该工法有效降低了注浆时间与成本,保证隧道二次衬砌强度.取得良好的应用效果：关键词：铁路隧道；二次衬砌；背后脱空；注浆工艺1工程简介新建牡丹江至佳木斯铁路是东北地区重点铁路建设工程，振兴东北老工业基地的重要铁路干线。
牡丹江至佳木斯铁路站前工程的MJZQSG-4标段，位于黑龙江省鸡西市境内，隧道工程8座，均为双线隧道，控制性工程为团结隧道，全长5330m,围岩构成复杂，岩体自身不完整性，易发生塌方、突水、突泥等灾害。
全隧采用新奥法施工工艺，隧道除明洞位置使用整体式衬砌外，其他位置均使用复合式衬砌，由初期支护、防水隔离层、二次衬砌组成。
2二次衬砌背后脱空危害团结隧道采用新奥法设计，通过注浆提高围岩强度。
隧道初支采用工字型钢，二次衬砌采用抗渗混凝土结构，初支与二次衬砌协同形成复合衬砌。
围岩、初支以及二次衬砌三者之间形成紧密接触关系，共同受力与变形，形成稳定的结构。
当隧道的衬砌与初支之间产生脱空时，隧道结构内部产生不均匀接触，三者之间边界条件改变，原本紧密状态发生变化。
这将造成初支围岩与二次衬砌受力的不均匀，围岩-衬砌的接触关系恶化.导致外部荷载的传力路径改变，严重影响隧道结构的承载能力'"。
3二次衬砌背后脱空成因团结隧道地质条件复杂.隧道设计等级较高.对二次衬砌脱空的控制较为严格。
本隧道通过雷达探测叫得到脱空位置详见表1。
脱空的成因主要有设计方案、施工质量、运营维护管理等多个方面。
3.1隧道结构设计方案的影响团结隧道围岩构成复杂，当围岩级别较高时，其具有较好的强度和稳定性，承载力能够得到保证，衬砌背后的脱空现象较小。
浅谈铁路隧道衬砌施工常见质量问题及控制措施
浅谈铁路隧道衬砌施工常见质量问题及控制措施摘要：现阶段的铁路隧道施工往往面临着施工难度较大、工程复杂、隐蔽工程较多等困境，这就导致在铁路隧道的相关施工环节中常存在一定的质量问题。
由此本文就以优化铁路隧道工程中的衬砌施工环节为目的，简单介绍了现阶段铁路隧道衬砌施工中常见的质量问题，进而提出了针对相关问题的质量控制措施，以期能为隧道工程中的相关人员提供参考。
关键词：铁路隧道；衬砌施工；质量问题；控制措施现代交通行业的进一步发展，也推动了交通工程的建设。
铁路隧道工程便是在此背景下逐渐增多，并且国家对其的投入力度也不断提高。
然而现阶段铁路隧道工程中还常存在着一定的质量问题，尤其在衬砌混凝土施工中，各类质量问题频发，对铁路隧道工程的施工质量造成了不良印象。
这就需要施工人员对相关的质量问题采取针对性的控制措施，以此保障铁路隧道的建设成效。
1铁路隧道衬砌施工常见质量问题1.1衬砌施工常见的质量问题现阶段铁路隧道工程中常存在质量问题的现象往往有着相关人员重视度不足、操作不规范与技术应用不熟练等原因，相关因素常会导致诸如施工人员对施工材料的质量不甚重视、浇筑过程缺乏对混凝土的养护等问题，而这些问题均会在一定程度上影响施工质量，进而导致衬砌施工中出现混凝土裂缝现象而对隧道工程的质量造成不良影响。
再加上混凝土材料本身就较易受到温度影响，若浇筑过程缺乏保护措施或是浇筑后缺乏养护措施等都会导致混凝土裂缝问题的出现，并且部分混凝土温度控制措施不及时的问题，也会造成不良影响的扩大，致使隧道工程的质量缺乏有效保障[1]。
此外，混凝土降温收缩时还会受初支混凝土与模板台车等的影响，进而导致温湿度对混凝土质量的影响更为严重，以至于出现混凝土结构不稳定或是质量较低等现象。
1.2二次衬砌中常见的质量问题随着铁路隧道工程的建设与发展，现阶段隧道工程在高铁建设中的比例逐渐增大。
但由于隧道工程中施工环境的特殊性，再加上工程设计、施工等环节中所存问题的影响，隧道工程中各类质量问题的发生率往往较高。
隧道施工衬砌质量问题分析
隧道衬砌混凝土质量操纵隧道混凝土衬砌是重要的支护方法，是隧道防水工程的最后一道防线，也是隧道外观美的直接表现者。
隧道混凝土衬砌质量的好坏对隧道长期稳固，利用功能的正常发挥和外观美均有专门大阻碍。
隧道混凝土衬砌常见的质量问题有：混凝土开裂和内部缺点、混凝土强度不足、衬砌厚度不足、钢筋锈蚀和背后存在空洞、衬砌侵入建筑限界等。
从结构形式上，隧道混凝土衬砌能够分为：复合式衬砌结构中的喷射混凝土和模筑混凝土、整体上衬砌、明洞衬砌。
按施工方式，能够分为：喷射混凝土、模筑现浇混凝土、预制拼装混凝土衬砌三种。
依照围岩条件和隧道结构特点的不同，部份衬砌需要设置仰拱，并依照受力特点，确信是不是需要配筋及配筋率大小。
在施工时期，隧道衬砌的质量操纵的要点为：衬砌混凝土强度、厚度、钢筋、混凝土缺点和几何尺寸等。
增强对衬砌混凝土各道施工工序的检查，是避免混凝土显现局部裂痕、内部缺点、厚度和强度不足的质量问题的有效方法。
依据《公路隧道施工技术标准》（JTG F60-2020）、《公路隧道施工技术细那么》（JTG/T F60-2020）、《公路工程质量查验评定标准》（JTGF80/1-2004）。
衬砌混凝土浇筑施工检查一、模板衬砌模板的质量在必然程度上决定着隧道衬砌的外观质量，并阻碍着衬砌的内在质量，因此，在施工前和施工进程中都应进行严格的质量检查。
（1）、模板及支架应有足够的刚度、强度、和稳固性。
（2）、拱架应有规那么的外形。
（3）、模板长度和宽度均不宜过大。
（4）、拱架和模板设置位置应准确。
（5）、挡头板安装靠得住，封堵严实。
（6）、浇筑模筑混凝土前应将模板内的杂物、积水和钢筋上的油污清除干净。
（7）、模板安装前应检查隧道中线、高程、断面和净空尺寸；检查防水板、排水盲管、预埋件等隐蔽工程，做好记录。
二、钢筋（1）、钢筋加工与连接钢筋加工一样采纳冷加工，加工前应调直，表面污渍及锈迹应清除干净。
（2）、钢筋绑扎、连接衬砌钢筋连接应知足：横向筋与纵向筋的每一个节点必需进行绑扎或焊接；受力主筋的搭接应采纳焊接；相邻主筋搭接位置应错开，错开距离应不小于100cm；同一受力钢筋的两处搭接，距离应不小于150cm；箍筋连接点应在纵横向筋的交叉连接处，必需进行绑扎或焊接，以保证两次主筋之间的间距。
铁路隧道施工衬砌脱空原因分析及预防措施
在二次衬砌施工完成 200m 后，即可安排有资质的检测单 位对衬砌进行地质雷达无损检测，及早发现缺陷问题，及时对 问题进行处理，处理过程有序可控，责任到人；加强施工工艺， 不断对工艺进行总结、提高，减少脱空等缺陷对实体质量带来 的影响，进而展现质量就是企业生命的理念。
参考文献： [1] 凌杰 . 隧道二衬背后空洞的成因及其处理措施[J]. 桥隧工程,
在确定注浆孔位置时，在要求的范围内，可适当调整，避 开台车钢梁，台车模板开孔规格相同，然后焊接固定法兰，焊 接时为防止漏浆或注浆时法兰脱落，采用四周满焊方式；连接 螺栓焊接在固定法兰外侧，且需对称布置。注浆过程中应严 格按照项目技术指导资料要求落实，相应参数符合指导规范 要求。结束注浆以端模最高处浆体密度与注浆筒中浆体密度 一致为标志，可结束注浆，注浆结束后，卸下注浆机软管，将管 口封堵密实，并在浆液初凝后卸除定位法兰。
2 二衬脱空预防的施工工艺 2.1 过程控制
（1）光爆施工时，应根据实际围岩情况，严格按照钻爆设 计参数施工，与设计不符时，应及时对围岩进行设计变更，参 照变更等级，采取相应方案、工艺及施工参数进行施工，保证 开挖后，开挖断面平整度符合设计及施工要求。
2019.10
（2）喷砼施工时应及时对拱架翼缘部分混凝土进行铲平， 对施工人员做好班前教育、班前培训。
分析研究与探讨
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铁路隧道施工衬砌脱空原因分析及预防措施
寇 荔 张 强 项东东
中国建筑第四工程局有限公司珠海分公司路桥分公司郑万高铁项目部
摘 要：本文结合郑万铁路隧道施工现场实际情况，衬砌结构对隧道整体安全性起着至关重要的作用，二衬背后脱空是常见 的通病问题，直接影响隧道整体安全性及稳定性。本文就现场实际施工经验和管理经验对衬砌脱空问题做了如下分析及应对措 施，对衬砌施工防脱空有着指导意义。通过现场应用分析其可行性，并在实际工程应用中获得了良好的效益，可为以后隧道衬砌 施工提供相应的借鉴。
铁路隧道衬砌背后空洞影响及处理分析
铁路隧道衬砌背后空洞影响及处理分析【摘要】随着我国交通基础设施规模的不断扩大与工艺升级，铁路事业的飞越式发展，高速铁路的全面建设，通过隧道来进行轨道铺设的工程项目越来越多，而隧道建设的安全性与稳定性，成为了建设者与运营管理者首要关注的问题。
本文就隧道衬砌背后空洞的安全性与处理方法做出探讨，为做好其安全建设提出建议。
【关键词】隧道；衬砌背后空洞；处理；安全隧道属于地下建筑结构，对于铁路建设来说，隧道的安全性十分的重要。
隧道的位置特殊性与结构特殊性，决定了其隐患发现难、病害成因多、病害处置难等特点，如何做好隧道的安全隐患排查与处理是隧道建筑研究的最重要内容。
其中，衬砌背后空洞是隧道建设中常见的安全隐患，也是比较难根除的顽疾之一。
一、铁路隧道衬砌背后空洞的形成分析1. 隧道衬砌背后空洞的形成铁路隧道设计规范要求隧道衬砌与围岩紧密贴合，实际上衬砌与围岩之间常存在空隙或两者之间填补不够密实，留有的夹缝被称为“背后空洞”。
衬砌背后空洞既与隧道施工工法有关，又与隧道地质水文条件、隧道防排水设施与方式有关。
首先，隧道施工过程中，由于施工设备、施工技术水平、施工工艺等原因很难确保隧道衬砌背后回填完全密实，衬砌背后容易存在空洞或回填不密的情况。
一般来说拱顶、拱腰是施工确保密实的难点，由于力学因素与施工工艺所限，这些部位极易产生空洞。
隧道运营过程中，衬砌背后回填物中可能有松散土体或易分解、溶解物质，施工结束后，在地下水的渗透、冲刷和腐蚀下，将松散岩体与微小颗粒冲去而产生空洞，此外隧道围岩如果包含易溶物质，也容易产生空洞。
总结得出，空洞形成的原因有两个必要条件。
一是引起衬砌变形、移动和开裂的外部条件发生变化；二是衬砌抵抗变形、移动和开裂的能力不足以适应外部荷载的变化。
2.施工中背后空洞形成的原因在施工中，混凝土收缩的塑性收缩和缩水收缩是发生混凝土体积变形的主导因素，另外还有自生收缩和炭化收缩等收缩情况。
塑性收缩就是在施工过程中、混凝土浇筑后的六小时内，水泥的水化反应激烈，分子链变化，出现泌水和水分急剧蒸发的现象，混凝土失水收缩，伴随骨料框架因自重下沉，因此时混凝土没有硬化，形成的收缩。
铁路隧道衬砌背后接触状态分析
铁路隧道衬砌背后接触状态分析一、铁路运营隧道衬砌背后空洞的成因分析通过对大量铁路运营隧道进行调查分析后发现，很多隧道的衬砌都存在一定程度上的质量问题，其中以衬砌背后接触不良居多，而空洞是衬砌背后接触不良的主要问题之一，导致空洞形成的原因有以下几个方面：（一）隧道超挖现象严重所谓的隧道超挖具体是指由开挖获得的断面超出隧道设计开挖轮廓以外的部分。
通常情况下，在铁路隧道开挖时，经常会采用爆破技术，在这一过程中，容易引起隧道内的岩块滑动，由滑动产生的滑动力会超出其优势面的抗剪强度，从而会造成岩块塌落，进而形成超挖。
在导致隧道衬砌背后空洞的各种原因中，超挖是最主要的因素，它的形成直接受隧道围岩地质条件以及隧道开挖施工质量两方面因素的影响。
（二）工艺原因在铁路隧道施工过程中，衬砌施工工艺控制不到位，也容易引起衬砌背后空洞，如喷射混凝土的配合比设计与要求不符，加之围岩表面的粉尘过多，均会导致混凝土无法与围岩形成紧密粘结，从而引起空洞。
（三）防水卷材贴合不密实通常情况下，铁路隧道衬砌的表面多为曲面结构，若是在其上施工防水卷材时，材料绷得过紧，便会使卷材后形成一个空气夹层，这样一来会造成混凝土无法充填密实，在进行加压泵送的过程中容易引起防水卷材破裂。
同时，当防水卷材富余量过大且悬吊点过于密集时，卷材背后的气包很难完全排出，由此便会形成空洞，即便卷材后的气体全部排出，也可能导致防水层叠合在一起，从而形成软夹层，同样会造成隧道衬砌脱空。
（四）混凝土质量问题相关试验结果显示，在混凝土初凝及其硬化的过程中，会出现体积收缩的情况，如果施工过程中，混凝土的质量控制不到位，加之隧道养护环境比较恶劣，则会引起混凝土嚴重收缩，由此会造成衬砌混凝土出现下沉现象，从而形成空洞。
此外，在钢筋绑扎过于密集的位置处，若是泵送混凝土的速度过快，则会影响混凝土的流动性，这样会造成混凝土无法到位，由此也会形成空洞。
二、铁路运营隧道衬砌背后接触不良的危害在对一些既有铁路隧道进行调查后发现，有很大一部分隧道病害及事故都与衬砌空洞有关，例如，某铁路隧道的拱部出现压溃及剥落现象，并伴随有明显的开裂，经过现场检测后发现，该隧道拱部的背后存在严重的空洞问题；又如，某隧道的拱部被岩块击穿，致使行进中的列车发生脱轨现象，引起严重的铁路运营事故，事发后经过现场调查发现，引起此次事故的原因为隧道施工过程中，将上部导坑作为空洞留存于衬砌背后，由于未采取有效的支护措施，致使空洞岩块剥落，从而对衬砌造成冲击，引发了这次恶性事故。
铁路隧道二次衬砌脱空原因分析 及防治措施
铁路隧道二次衬砌脱空原因分析及防治措施作者：王震来源：《现代城市轨道交通》2019年第07期摘要：通过对铁路隧道二次衬砌背后脱空原因分析，从隧道开挖、初期支护、防水板施作、混凝土浇筑、拱顶注浆回填质量控制以及二次衬砌质量检测等方面提出针对性预防措施，并就二次衬砌脱空问题提出具体处理措施，对加强铁路隧道施工质量控制，确保铁路运营安全具有重要意义。
关键词：铁路;隧道;二次衬砌;脱空;防治中图分类号：U450 引言目前，在铁路建设工程中，受设备工装、施工工艺、作业水平和施工管理水平等因素影响，铁路隧道二次衬砌背后脱空问题时有发生，个别隧道甚至出现拱顶脱空、衬砌厚度严重不足等问题。
二次衬砌背后脱空改变了隧道围岩和支护结构的受力状态，尤其是当拱顶脱空且有围岩脱落时，对隧道结构和铁路运营安全造成极大隐患。
据铁路建设质量监管和运输部门统计，已开通运营铁路先后有部分隧道出现拱部二次衬砌背后脱空、开裂、掉块等质量缺陷，对铁路正常运营和安全造成严重影响。
铁路建设、运营主管部门先后组织开展了隧道工程质量专项整治活动，对全路所有在建和运营隧道进行排查，重点对隧道超欠挖、二次衬砌混凝土强度、厚度、背后脱空及回填注浆等项目进行排查整治。
同时，制定了《铁路隧道二次衬砌预防拱顶空洞实施意见》等办法，要求各单位高度重视拱顶脱空预防工作，加强施工过程质量控制。
但从2018年度各建设单位自查自纠情况来看，隧道初期支护、二次衬砌厚度及混凝土强度不足等问题占比达到75%，可见，隧道二次衬砌背后脱空问题仍然没有得到根本性解决。
因此，对隧道二次衬砌背后脱空原因进行深入分析，提出针对性预防和整治措施，对加强铁路隧道施工质量控制，消除隧道工程质量缺陷，保证开通后的运营安全具有重要意义。
1 二次衬砌脱空原因分析1.1 隧道开挖及初期支护施作不到位隧道光面爆破效果差，超欠挖现象严重，开挖轮廓面凹凸不平，个别部位出现较大坑洞。
喷射混凝土作业时，施工人员未将凹凸面或坑洞喷射平整，导致二次衬砌背后容易出现脱空。
单线铁路隧道衬砌开裂原因分析及相应的处理措施
单线铁路隧道衬砌开裂原因分析及相应的处理措施随着铁路交通的快速发展，单线隧道的建设也越来越快速。
而单线隧道的衬砌不可避免地会出现开裂等问题，这些问题给铁路的安全造成了极度的威胁。
本文将对单线隧道衬砌开裂原因进行详细阐述，并提出相应的处理措施。
一、单线隧道衬砌开裂的原因1.设计和建设中的问题(1)不当的设计：隧道衬砌设计过程中存在的缺陷可能会引起开裂问题。
例如，设计中的施工方案不合理，衬砌厚度不符合要求等。
(2)施工不当：由于施工过程中的小问题，例如工人水平、设备故障或材料问题，也会导致开裂问题。
2.自然因素自然灾害如地震、雨雪、地质条件(长期湿度或湿度高)等等，都会导致隧道衬砌发生开裂现象。
3.运营和使用中的问题由于使用量不均匀，例如某个部分比其他部分多，不适当的维护等，这都可能导致衬砌出现开裂现象。
二、单线隧道衬砌开裂的危害1.对列车行驶的安全造成威胁如果单线隧道衬砌出现开裂，列车的行驶速度可能会受到影响。
如果裂缝的大小不一，列车可能会出现摇晃、晃动等安全隐患。
2.破坏环境由于隧道内部有空气流动，衬砌裂缝可能会导致空气污染。
此外，如果衬砌严重开裂，并且没有及时得到处理，可能会导致地面塌陷、建筑物崩塌等危害。
三、单线隧道衬砌开裂的处理方案1.针对设计和建设问题针对设计上的问题，必须制定专业合理的施工方案，并进行全面的过程监测来确保质量。
2.针对自然因素单线隧道衬砌的开裂问题是一个长期的过程，并需要进行有效的监控。
这项工作可以采用先进的传感器监测技术。
3.针对使用量的问题控制运营宽度，消减运营次数，以便减少大块石头的撞击，同时适当增加衬砌的厚度和加强维修和保养。
四、结论单线隧道衬砌开裂是能够回避的问题，但只有通过高水平的管理、设计和施工、以及监控和维护，才能在一定程度上降低这个问题的出现。
对于衬砌开裂的情况，需要进行及时的处理并采取相应的预防措施，以确保铁路运输的安全性和可靠性。
高铁隧道衬砌施工常见质量缺陷成因及对策
高铁隧道衬砌施工常见质量缺陷成因及对策高铁是现代化社会的交通工具，而隧道则是高铁建设中必不可少的一部分。
在隧道建设中，衬砌施工是一个重要且复杂的环节。
隧道衬砌的质量会直接影响高铁线路的安全性与运行速度。
因此，必须认真对待高铁隧道衬砌的施工，分析其质量缺陷成因，并采取措施来防止和解决质量问题。
一、典型质量缺陷1.衬砌接头错位高铁隧道衬砌由多节预制混凝土部件组成，通过接头连接。
在施工过程中，由于预制混凝土构件的精度、运输、吊装等因素影响，往往会造成接头错位，导致衬砌接头不平、不牢固、不密封。
2.衬砌接缝开裂高铁隧道衬砌接缝开裂是施工过程中常见的问题。
主要包括衬砌构件自身的材质原因和接缝处理不当的原因。
这会影响到衬砌的稳定性和耐久性，最终损害高铁运行的安全性和时效性。
3.衬砌表面开裂和空鼓高铁隧道衬砌表面开裂和空鼓也是常见质量问题。
造成这个问题的原因包含了衬砌构件自身材质的问题、浇筑操作不当、振动和震动的影响等多种因素。
这必须认真处理，在保证高铁运行时安全、流畅和快速的同时，也需要保证隧道衬砌表面的光洁度和平整度。
二、造成衬砌质量缺陷的成因及对策1.材料处理不当构件材料是高铁隧道衬砌的核心，材料的质量问题往往导致衬砌的质量问题。
比如说，在混凝土的原材料制备过程中，如水胶比控制不当、水泥种类选择不当等，都会影响初始和强度开发阶段的混凝土性能，最终影响整个衬砌质量。
因此，在进行衬砌施工之前，必须做好材料的质量检测和认真的材料处理。
2.施工现场环境问题施工现场环境也很容易影响到高铁隧道衬砌的质量。
比如，施工过程中受到的外部环境影响，如天气、温度、振动、湿度等因素，都可能影响衬砌的质量。
为此，必须采取切实可行的预防措施，例如组织相应的施工团队来协作建筑、设备吊装、保养等工作，以防止破损和滑动，并采取严格的操作控制手段保证质量。
3.工人操作的技能和规范问题高铁隧道衬砌施工是高度技术化的工作，对操作人员技能的要求很高。
隧道工程软弱围岩段复合式衬砌背后脱空成因分析及施工应对措施
隧道工程软弱围岩段复合式衬砌背后脱空成因分析及施工应对措施摘要：隧道复合式衬砌施工过程中受到人为因素、技术因素、施工环境及材料等因素的影响，易在衬砌背后与初期支护之间形成空隙、脱空，本文从现场实际出发，对复合式衬砌背后脱空的危害进行了阐述，结合无损检测成果有针对性的对其成因进行了分析，采用“软搭接”、“软堵头”等新材料、新工装工法进行应对，并在施工过程中采用“拱顶液位继电器控制系统”有效监测、检查以解决浇筑过程中随时可能会出现的施工问题。
关键词:隧道工程复合式衬砌背后脱空成因分析应对措施1 工程概况中老铁路新建铁路磨丁至万象线起讫于中老口岸边境磨丁至老挝首都万象市，线路全长414.332km，设计行车时速160公里客货共线单线铁路（有砟轨道）。
该项目隧道衬砌采用复合式衬砌结构，分为初期支护和二次衬砌两部分，其中初期支护采用锚喷支护结构型式，二次衬砌是复合式衬砌大的内层结构，采用模筑衬砌，结构型式设计为曲墙带仰拱。
项目位于老挝上寮，区域地处印度板块与欧亚板块相互碰撞缝合带附近的太平洋板块，本标段又处于区域缝合带中地质最为复杂的琅勃拉邦缝合带处，且有着丰富的孔隙潜水和地表水，管段内地层岩性主要以碳质板岩、碳质泥岩和碳质页岩为主，节理裂隙发育，层面光滑，层间结合性差，该类岩石遇水软化、见光风化，且变化速率频繁，是为名副其实的“软弱围岩”，隧道施工过程中围岩变形量大、变形速率较快，给二衬及仰拱施工提出了更高的安全质量管控要求。
2软弱围岩地段衬砌背后脱空的不利影响2.1 对于新奥法施工、复合式衬砌的隧道，初支与围岩共同变形、共同承载，在Ⅱ、Ⅲ坚固地层中，二次衬砌约承受30%围岩松散荷载，主要作为安全储备。
但在Ⅳ、Ⅴ软弱围岩中，二次衬砌不再是一种单纯的安全储备，而是受力结构的一个主要组成部分，它承受着50%~70%围岩松散荷载及较大的后期围岩变形压力。
如果隧道衬砌背后存在脱空的情况，将会直接影响隧道整体的安全性能，进而造成巨大的安全隐患。
隧道衬砌裂拱机理分析及整治
隧道衬砌裂拱机理分析及整治1. 引言近年来，我国地铁建设逐年增多。
地铁隧道建设工程是地下城市交通基础设施之一，其建设质量对城市的交通运输起到关键作用。
在地铁隧道建设过程中，衬砌开裂属于较为常见的问题之一。
衬砌开裂会对隧道的稳定性、安全性、运营和维护等带来较为严重的影响。
本文基于当前的隧道建设现状，对隧道裂拱机理及其整治研究进行分析并提出相应的治理方法。
2. 隧道衬砌裂拱的表现地铁隧道衬砌主要采用的材料为混凝土，其主要功能是支撑隧道的地层，抵抗地层对隧道的挤压力和支撑隧道的荷载，同时防止地下水渗透。
衬砌裂缝是常见的发生在隧道内侧环形接缝处，其特征是线性和细小，裂缝往往会伴随着隧道大变形而延伸。
隧道衬砌的裂缝分单独裂缝和群体裂缝两种类型。
单独裂缝表现为一个通长的线性裂缝，由于地层变形引起。
而群体裂缝则是由于一段隧道表现出明显的弯曲，因而裂缝以一定间距分布在该段隧道的内环上。
地铁隧道在设计阶段需要考虑的因素较多，隧道深度、影响地层的种类和特性、围岩的完整性和可塑性等，都是会对隧道设计施加影响的因素。
同时，工程的建设难度也也会为隧道的安全施工埋下隐患。
3. 衬砌裂缝的成因衬砌开裂具有严重的隐蔽性和危害性，其施工、后期维护和治理等方面的技术难度相对较大。
在工程实践中，衬砌开裂的主要成因可以归纳为以下几个方面：3.1 材料质量和强度不足作为支撑隧道的主要材料，衬砌的质量和强度直接影响了隧道的稳定性和耐久性。
而不合格的原材料，长时间的露天曝晒、储存和搬运等环节，将会导致材料强度和质量的严重下降。
3.2 设计不当地铁隧道设计为非线性结构，相对于桥梁和建筑，属于一种相对较新的建筑类型，涉及到的因素比较多。
而设计不当常导致隧道衬砌裂缝产生。
隧道的设计需要考虑隧道的地质环境、运营和维护等影响因素。
3.3 隧道施工衬砌开裂的原因很多，施工阶段的质量和细节管理也是其中一个重要原因。
铺设衬砌前，需要对放线进行检验，及时排查问题。
铁路隧道衬砌脱空、开裂及掉块典型案例分析与预防措施
铁路隧道衬砌脱空、开裂及掉块典型案例分析与预防措施中国是世界上铁路隧道最多的国家，1990年以后，我国投入运营的铁路隧道4095座/7100余公里，在建铁路隧道3900余座/7400余公里。
新投入的运营铁路大多为电气化干线铁路和客运专线铁路，行车密度大、行车速度快，隧道衬砌背后脱空、开裂、掉块脱落给行车安全构成极大威胁。
根据铁路总公司运输局搜集的近年运营铁路隧道拱部开裂、掉块脱落和各铁路局上报的运营铁路隧道开裂、掉块脱落情况统计，2010年以来，有7条新开通运营的铁路、26座隧道先后出现拱部开裂掉块和施工缝修补脱落。
其主要原因大多为隧道衬砌厚度严重不足并伴有衬砌背后存在空洞，造成衬砌开裂产生脱落掉块，也有部分隧道施工缝和衬砌表面混凝土修补粘结不牢产生脱落掉块。
铁道部对此高度重视，工管中心和运输局联合下发了《关于开展运营铁路隧道衬砌质量专项整治工作的通知》（工管质安电【2012】134号文），要求对已经开通运营的铁路隧道衬砌进行全面第三方无损检测，集中整治衬砌背后脱空、开裂和衬砌厚度不足问题，彻底消除安全隐患，确保铁路运输安全。
2010年以前已处理、在建铁路以及因隧道地质原因产生的高地应力、岩溶及裂隙高压水造成衬砌开裂破坏的，未纳入统计范围。
2010年后开通运营铁路隧道开裂、脱空、掉块脱落统计表项目隧道拱顶掉块拱顶脱空衬砌开裂施工缝脱落数量衬砌最小厚度数量衬砌最小厚度铁路1山五11cm 岭新1浮浆1土平17cm1铁路2乡天14cm1函关12cm11沟大12cm11铁路3山太12拱部铁路4龙青810cm52cm 庄赵115cm1居义110cm1铁路5王岭1镇堡15cm10关野310cm312箐马310cm312齐山14cm打坪13cm梁槽24cm岭长21cm寺三12cm1铁路6独田16cm1铁路7虾蚶2坡白1良充3铁路8依里拱部修补脱落17处一、典型案例本文收集整理了部分铁路隧道拱部脱空、开裂、脱落掉块典型案例进行分析，初步分析了问题产生的原因，提出了防范措施，便于今后施工过程中加以克服。
铁路运营隧道衬砌背后接触状态及其分析
第32卷第2期岩石力学与工程学报V ol.32 No.2 2013年2月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Feb.，2013铁路运营隧道衬砌背后接触状态及其分析张顶立，张素磊，房倩，陈峰宾(北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室，北京100044)摘要：铁路隧道衬砌背后接触状态可分为衬砌背后接触密实、衬砌背后接触松散和衬砌背后空洞3种情况，其中，衬砌背后接触松散和衬砌背后空洞统称为衬砌背后接触不良，是常见的隧道质量缺陷。
研究表明：衬砌背后接触不良是诱发隧道病害的重要原因，直接影响到隧道结构的安全性。
通过对100余座铁路运营隧道衬砌无损检测及统计分析，取得以下结论：(1) 同等条件下，单层衬砌比复合式衬砌更易出现衬砌背后接触不良状况，且单层衬砌背后接触不良程度高于复合式衬砌；(2) 衬砌背后接触不良段所占比例及严重程度与围岩级别有密切关系，在隧道围岩稳定性较差的区段更为严重；(3) 衬砌背后接触不良状况随断面位置而变化，以拱顶处最大，拱脚减小；(4) 衬砌背后空洞的存在受到隧道设计理念、工程质量控制和运营养护水平等因素的影响，而衬砌背后及时的回填注浆则是控制的关键。
取得的隧道衬砌背后接触状态及其分布规律可为结构缺陷的病害演化及致灾机制的研究提供参考与借鉴。
关键词：隧道工程；铁路运营隧道；衬砌背后接触状态；接触松散；空洞；无损检测中图分类号：U 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2013)02–0217–08STUDY OF CONTACT STATE BEHIND TUNNEL LINING IN PROCESS OF RAILWAY OPERATION AND ITS ANALYSISZHANG Dingli，ZHANG Sulei，FANG Qian，CHEN Fengbin(Key Laboratory for Urban Underground Engineering of Ministry of Education，Beijing Jiaotong University，Beijing 100044，China)Abstract：There are three types of contact states between the primary linings and the secondary linings for the railway tunnels. Those are tight contact state，loose contact state and voids. Both the loose contact state and the voids behind the linings can be regarded as poor contact，which are deemed as typical tunnel quality defects. The research results show that the poor contact states have great influence on tunnel structure safety. General law of contact states behind railway tunnel linings in China is obtained according to the lining nondestructive test data of more than 100 railway tunnels. The research results show that：(1) Poor contact states behind linings are more incidental and serious in single shell lining than in the composite lining under the same conditions. (2) The occurrence proportion and severity of poor contact conditions behind linings have a close relationship with the surrounding rock classification；and they are more disadvantageous in the poorer surrounding rock. (3) The occurrence proportion and severity of poor contact states behind linings are affected by the positions of the poor contact states around the tunnel cross-section. The negative effects of the contact states decrease from the tunnel crowns to tunnel feet. (4) The appearance of the voids is affected by tunnel design principle，construction quality control，operational maintenance efficiency，etc. The prompt contact grouting between the primary lining and surrounding ground is the key to control this undesired phenomenon. The results obtained in this study can provide useful reference for studying the contact states between the primary linings and the secondary linings. It收稿日期：2012–08–06；修回日期：2012–10–20基金项目：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2010CB732100)作者简介：张顶立(1963–)，男，博士，1995年于中国矿业大学采矿工程专业获博士学位，现任教授、博士生导师，主要从事隧道及地下工程方面的• 218 • 岩石力学与工程学报2013年will also be helpful to study the development of the defects in the tunnel structure system.Key words：tunnelling engineering；railway operation tunnel；contact states behind tunnel linings；loose contact；voids；nondestructive test1 引言据不完全统计，截止到2010年底，我国已经建成的铁路隧道总长度已经超过7 000 km，在建铁路隧道总长度已超过7 500 km，正在设计和规划建设的隧道总长度超过10 000 km[1-2]，我国已经成为名副其实的隧道大国[3]。
高铁隧道衬砌施工常见质量缺陷成因及对策
高铁隧道衬砌施工常见质量缺陷成因及对策高速铁路隧道衬砌施工是复杂且关键的工程环节，其质量缺陷对高铁的运营安全产生极大的影响。
本文将重点探讨高铁隧道衬砌施工常见质量缺陷成因及对策，旨在为高速铁路建设提供一些参考和借鉴。
附着力不足附着力不足是衬砌施工中最为常见的质量缺陷之一，它会导致衬砌失效、龟裂、脱落等问题。
其主要成因包括：1）粘结材料的质量不好；2）基材表面未经过充分清理；3）基材表面状态不良，如含水率过高；4）未按正确的粘结工艺进行施工。
对策：1）严格控制材料质量，遵照标准进行检测；2）必须先充分清理基材表面；3）避免建造在含水率过高的环境下；4）严格遵照标准操作，确保施工过程中粘结材料的使用量、均匀度等参数符合要求。
尺寸偏差过大尺寸偏差过大是衬砌质量问题的另一大类，它存在着成型精度差异、施工过程中误差累积等多个因素。
过大的偏差不仅影响了隧道的稳定性，还会使衬砌与隧道墙面产生间隙，最终导致大量水泄漏。
对策：1）加强工艺管理，确保成型精度达标；2）合理规划施工进度，避免误差累积；3）严格按照图纸要求进行施工，如有误差及时更正。
混凝土强度不够混凝土强度不够是衬砌施工中常见的质量问题，它会直接影响隧道的承载能力和安全性。
混凝土强度不足的原因可能是施工中混凝土配比不严格，或者是施工过程中存在严重的振捣不良。
对策：1）精确控制混凝土配比，确保其强度符合规范要求；2）严格按照施工工艺进行操作，有效振捣。
钢筋保护层不足钢筋保护层不足也是衬砌施工中常见的问题，它可能会导致钢筋氧化，并形成钢筋锈蚀。
这样会破坏钢筋的正常使用寿命，影响整个隧道的安全。
对策：1）加强工艺管理，确保混凝土浇筑时保护层深度符合标准；2）加强现场监控，防止因为操作不当等原因导致保护层不足。
施工质量不定位施工质量不定位是衬砌质量问题的一个常见的原因，它可能是由于施工过程中对标准的缺乏认识，或者是施工人员缺乏经验和技能。
对策：1）在施工前，制定一份明确的质量标准和检验标准，以确保施工过程中的质量达到规范要求；2）加强对施工队伍的管理，加强施工人员技能培训。
云桂铁路石林隧道二次衬砌背后脱空受力分析及预防措施
向 自由； 底部边界 取 Ｙ方 向固定 ， 方 向 自由； 在 ２个 角
点 上 ， 】 ， 方 向均 固定 。计 算 模 型共 离 散 为 ２ ７ ４ ０个 单
７ ３ห้องสมุดไป่ตู้
２ ． ２ 数值 模 拟工 况
数值 模拟 共 分为 １ ０种 工况 （ 见表 ２ ） ， 其 中 １种 无 脱 空 工况 ， ９种脱 空 工况 。为 模 拟 ９种 脱 空 工 况 ， 从 隧 道 二 次衬 砌拱 顶 至边墙 沿 外轮 廓 每 １ ． ０ ｍ划 分一 个脱
空单 元 ， 脱空 高 度 ０ ． ５ ｍ， 共划分 ｌ ６个 脱 空 单 元 。其
中， 单 元 １～ ４为拱 顶单 元 ， 单 元 ９～１ ２为拱 腰单 元 ， 单
元 １ ３～１ ６为边 墙单 元 ， 见图 ３ 。
表 ２ 数 值 模 拟 工 况
工 况
模 拟 内 容
节 点 号
ｆ ｃ ） 边墙脱 空
一
无脱空 一 拱顶脱 空１ ｍ一 拱顶脱空２ ｍ一 拱顶 脱空４ ｍ
全 隧穿越碳 酸盐岩地 层 ， 碳酸 盐岩脆硬 ， 溶 蚀裂 隙发育 ， 开挖 轮廓不易控 制 ， 二次衬砌 背后 易产生脱 空现象 。
图 ｌ 地 层 一 隧 道 断 面 网 格 划 分 示 意
２ 二 次 衬 砌 背后 脱 空 对 结 构 的 影 响
为 了掌 握 二 次 衬 砌 各 部 位 脱 空 对 结 构受 力 的 影 响， 采用 有 限元计 算 方 法对 二 次衬 砌 拱 顶 、 拱腰 、 边 墙
１ 工 程 概 况
隧道衬砌施工通病原因分析及防治措施
隧道衬砌施工通病原因分析及防治措施一、质量问题及现象1.衬砌背后存在空洞；2.衬砌错台明显、漏浆、流沙严重，外观质量差；3.衬砌的厚度不满足设计要求；4.衬砌渗漏水；5.衬砌混凝土开裂；6.水沟电缆槽外观质量差；7.排水沟排水不畅。
二、衬砌背后空洞病因分析1.对超挖未按规范进行施工回填；2.衬砌时拱顶灌注混凝土不饱满，振捣不够；3.泵送混凝土在输送管远端由于压力损失，坡度等原因造成空洞；4.防水板挂设松弛度控制不到位。
三、衬砌背后空洞防止措施1.隧道开挖面难免出现凹凸不平，对于小范围内因超挖等造成的陷坑，施工时一般采用衬砌混凝土回填，注意挂设防水板要紧贴岩面，松紧度适合；对于因塌方造成的深陷坑，在二衬施工前采用坍方处理措施回填平顺；2.一般衬砌模板台车在拱顶部位前后各一个泵送砼预留孔，如果模板台车较长，可在中部再增加预留孔，防止隧道纵坡较大时浇筑砼不到位，衬砌施工后进行回填注浆；3.新式衬砌模板台车在边墙、拱腰部位均安装有附着式振捣器，同时在砼浇筑时台车两侧各配两台插入式振捣器，从台车预留窗口进行分层振捣，这些可有效解决振捣问题。
四、衬砌表观质量差病因分析1.衬砌台车刚度不够，模板整修不到位；2.衬砌混凝土和易性不好，泌水严重；3.两侧未进行对称浇注；4.浇注速度过快，台车上浮；5.模板涂油太多，拆模后形成鱼鳞云；6.局部模板未清理干净，拆模后形成“扒皮”掉块现象。
五、衬砌表观质量差防止措施1.衬砌台车都是由正规厂家加工出来的，加工前都经过强度、刚度检算的，购买时要检查检算资料；2.衬砌施工时如果衬砌模板台车搭接不超过0.5m，一般不会出现错台，因此衬砌施工前要规划好台车就位里程段落，避免出现较长的搭接。
同时测量人员要有一定的施工经验，衬砌中线、高程控制好，模板台车两侧支距控制合适，防止出现过大、过小影响下一组台车就位；3.衬砌砼严格按设计的配合比施工，设计配合比时要考虑泵送砼和易性要求，同时模板台车要涂脱模剂，脱模剂最好采用专用脱模剂，涂抹均匀，用量适中，可提高衬砌表面质量；4.衬砌浇筑时要两侧分层对称浇筑，且混凝土自落高度控制在2m以内，防止离析；5.如果模板台车上粘有部分混凝土，下次浇筑前清除干净，再涂抹脱模剂，否则影响影响下一组衬砌表面光洁度；6.衬砌模板台车由于边墙脚现浇砼压力会上浮、端头压力会纵向移动等问题，因此衬砌施工前模板台车加固牢固，同时衬砌砼浇筑到圆心高度及拱腰时将台车所有丝杠再重新加固一次，防止台车因上浮部分丝杠松动，造成移位。
铁路隧道衬砌脱空、开裂及掉块典型案例分析与预防措施
铁路隧道衬砌脱空、开裂及掉块典型案例分析与预防措施中国是世界上铁路隧道最多的国家，1990年以后，我国投入运营的铁路隧道4095座/7100余公里，在建铁路隧道3900余座/7400余公里。
新投入的运营铁路大多为电气化干线铁路和客运专线铁路，行车密度大、行车速度快，隧道衬砌背后脱空、开裂、掉块脱落给行车安全构成极大威胁。
根据铁路总公司运输局搜集的近年运营铁路隧道拱部开裂、掉块脱落和各铁路局上报的运营铁路隧道开裂、掉块脱落情况统计，2010年以来，有7条新开通运营的铁路、26座隧道先后出现拱部开裂掉块和施工缝修补脱落。
其主要原因大多为隧道衬砌厚度严重不足并伴有衬砌背后存在空洞，造成衬砌开裂产生脱落掉块，也有部分隧道施工缝和衬砌表面混凝土修补粘结不牢产生脱落掉块。
铁道部对此高度重视，工管中心和运输局联合下发了《关于开展运营铁路隧道衬砌质量专项整治工作的通知》（工管质安电【2012】134号文），要求对已经开通运营的铁路隧道衬砌进行全面第三方无损检测，集中整治衬砌背后脱空、开裂和衬砌厚度不足问题，彻底消除安全隐患，确保铁路运输安全。
2010年以前已处理、在建铁路以及因隧道地质原因产生的高地应力、岩溶及裂隙高压水造成衬砌开裂破坏的，未纳入统计范围。
2010年后开通运营铁路隧道开裂、脱空、掉块脱落统计表项目隧道拱顶掉块拱顶脱空衬砌开裂施工缝脱落数量衬砌最小厚度数量衬砌最小厚度铁路1山五11cm 岭新1浮浆1土平17cm1铁路2乡天14cm1函关12cm11沟大12cm11铁路3山太12拱部铁路4龙青810cm52cm 庄赵115cm1居义110cm1铁路5王岭1镇堡15cm10关野310cm312箐马310cm312齐山14cm打坪13cm梁槽24cm岭长21cm寺三12cm1铁路6独田16cm1铁路7虾蚶2坡白1良充3铁路8依里拱部修补脱落17处一、典型案例本文收集整理了部分铁路隧道拱部脱空、开裂、脱落掉块典型案例进行分析，初步分析了问题产生的原因，提出了防范措施，便于今后施工过程中加以克服。
铁路隧道衬砌缺陷类型及产生原因分析元腾飞
铁路隧道衬砌缺陷类型及产生原因分析元腾飞发布时间：2021-07-26T16:55:25.297Z 来源：《基层建设》2021年第14期作者：元腾飞[导读] 通过铁路隧道运营期间的衬砌缺陷类型以及对其产生的原因进行分析，对隧道施工提出需要注意的施工要点。
中国铁路设计集团有限公司天津 300308摘要：通过铁路隧道运营期间的衬砌缺陷类型以及对其产生的原因进行分析，对隧道施工提出需要注意的施工要点。
关键词：隧道；衬砌缺陷引言截止至202年底，我国的铁路运营里程14.6万公里，稳居世界第一。
随着运营期的增长，隧道均产生不同程度的衬砌缺陷。
运营隧道衬砌缺陷的类型主要有初期支护厚度缺陷、二次衬砌厚度缺陷、混凝土质量缺陷、衬砌背后空洞或者回填不密实、隧底缺陷、拱架及钢筋缺陷等。
1.衬砌厚度缺陷衬砌及基底混凝土厚度不足是常见的隧道缺陷类型，大量隧道无损检测结果表明，衬砌厚度不足大多分布在拱顶，其次是拱腰，边墙偶有分布；基底混凝土厚度不足主要呈现出由墙脚逐渐向隧道中心减薄的趋势。
另外，衬砌及基底混凝土厚度不足多分布在洞身段，洞口段相对较厚。
造成衬砌出现厚度不足的原因较多，主要是因为隧道在修建期间施工工艺不当引起的：如围岩欠挖，造成初期支护侵入二次衬砌；二衬模板台车支撑不稳，浇筑混凝土时因压力过大引起台车滑移，造成二次衬砌一边厚一边薄的情况；施工过程中因塌方或围岩压力导致初期支护钢拱架变形侵入二次衬砌。
2.基底病害由于隧道仰拱及填充厚度不足、仰拱底存在空洞或不密实、渗漏水等引起的碎石道床及整体道床的下沉、断裂、吊空、翻浆冒泥等现象。
基床病害容易导致线路几何状态难以保持，制约列车提速，危及行车安全。
引起隧道基底病害的原因主要有：（1）隧道水沟底面偏高，排水不畅，使基底存水；（2）基底超挖部分为浮碴填充，遇水形成翻浆冒泥病害；（3）软岩膨胀底鼓也会造成整体道床断裂及翻浆冒泥等病害；3.衬砌混凝土质量缺陷类型（1）强度等级、弹性模量、抗渗等级等性能未达到设计要求。
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第32卷第2期岩石力学与工程学报V ol.32 No.2 2013年2月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Feb.，2013铁路运营隧道衬砌背后接触状态及其分析张顶立，张素磊，房倩，陈峰宾(北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室，北京100044)摘要：铁路隧道衬砌背后接触状态可分为衬砌背后接触密实、衬砌背后接触松散和衬砌背后空洞3种情况，其中，衬砌背后接触松散和衬砌背后空洞统称为衬砌背后接触不良，是常见的隧道质量缺陷。
研究表明：衬砌背后接触不良是诱发隧道病害的重要原因，直接影响到隧道结构的安全性。
通过对100余座铁路运营隧道衬砌无损检测及统计分析，取得以下结论：(1) 同等条件下，单层衬砌比复合式衬砌更易出现衬砌背后接触不良状况，且单层衬砌背后接触不良程度高于复合式衬砌；(2) 衬砌背后接触不良段所占比例及严重程度与围岩级别有密切关系，在隧道围岩稳定性较差的区段更为严重；(3) 衬砌背后接触不良状况随断面位置而变化，以拱顶处最大，拱脚减小；(4) 衬砌背后空洞的存在受到隧道设计理念、工程质量控制和运营养护水平等因素的影响，而衬砌背后及时的回填注浆则是控制的关键。
取得的隧道衬砌背后接触状态及其分布规律可为结构缺陷的病害演化及致灾机制的研究提供参考与借鉴。
关键词：隧道工程；铁路运营隧道；衬砌背后接触状态；接触松散；空洞；无损检测中图分类号：U 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2013)02–0217–08STUDY OF CONTACT STATE BEHIND TUNNEL LINING IN PROCESS OF RAILWAY OPERATION AND ITS ANALYSISZHANG Dingli，ZHANG Sulei，FANG Qian，CHEN Fengbin(Key Laboratory for Urban Underground Engineering of Ministry of Education，Beijing Jiaotong University，Beijing 100044，China)Abstract：There are three types of contact states between the primary linings and the secondary linings for the railway tunnels. Those are tight contact state，loose contact state and voids. Both the loose contact state and the voids behind the linings can be regarded as poor contact，which are deemed as typical tunnel quality defects. The research results show that the poor contact states have great influence on tunnel structure safety. General law of contact states behind railway tunnel linings in China is obtained according to the lining nondestructive test data of more than 100 railway tunnels. The research results show that：(1) Poor contact states behind linings are more incidental and serious in single shell lining than in the composite lining under the same conditions. (2) The occurrence proportion and severity of poor contact conditions behind linings have a close relationship with the surrounding rock classification；and they are more disadvantageous in the poorer surrounding rock. (3) The occurrence proportion and severity of poor contact states behind linings are affected by the positions of the poor contact states around the tunnel cross-section. The negative effects of the contact states decrease from the tunnel crowns to tunnel feet. (4) The appearance of the voids is affected by tunnel design principle，construction quality control，operational maintenance efficiency，etc. The prompt contact grouting between the primary lining and surrounding ground is the key to control this undesired phenomenon. The results obtained in this study can provide useful reference for studying the contact states between the primary linings and the secondary linings. It收稿日期：2012–08–06；修回日期：2012–10–20基金项目：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2010CB732100)作者简介：张顶立(1963–)，男，博士，1995年于中国矿业大学采矿工程专业获博士学位，现任教授、博士生导师，主要从事隧道及地下工程方面的• 218 • 岩石力学与工程学报2013年will also be helpful to study the development of the defects in the tunnel structure system.Key words：tunnelling engineering；railway operation tunnel；contact states behind tunnel linings；loose contact；voids；nondestructive test1 引言据不完全统计，截止到2010年底，我国已经建成的铁路隧道总长度已经超过7 000 km，在建铁路隧道总长度已超过7 500 km，正在设计和规划建设的隧道总长度超过10 000 km[1-2]，我国已经成为名副其实的隧道大国[3]。
然而，由于受设计、施工、运营管理等诸多环节中不利因素的影响，铁路隧道在投入运营后出现了不同程度的病害现象，如衬砌变形及裂损、结构渗漏水、道床损坏等，严重威胁着隧道内的行车安全，缩短了隧道的维护周期和使用寿命，形成了安全隐患和财产损失。
在导致隧道病害的诸多因素中，隧道衬砌背后接触状态不良是隧道结构病害的主要成因之一[4]。
目前，国内外隧道工程界的专家学者们也逐渐意识到隧道衬砌背后接触不良给衬砌结构安全性所带来的危害，纷纷采用理论分析、数值计算和室内相似模型试验等手段进行了相关研究，并获取了一些有价值的结论，如吴江滨[5]基于平面复变函数法推导了含衬砌背后空洞时围岩三次应力与衬砌内力计算公式；M. A. Meguid等[6-8]利用数值计算方法对隧道衬砌背后空洞的安全性影响进行了研究；何川等[9-10]利用室内模型试验对衬砌背后空洞存在时，衬砌结构的变形规律、承载特性和病害形成模式进行了研究。
隧道衬砌背后接触状况不良是典型的隧道工程质量缺陷，其形成的原因非常复杂，但其对隧道结构安全性的影响是至关重要的，然而，对我国铁路运营隧道衬砌背后接触状态一直缺乏系统的调查和研究。
笔者在铁道部重点项目“铁路运营隧道病害综合整治技术研究及安全性评价”的支持下，完成了100余座铁路运营隧道衬砌无损检测工作和评估工作，获取了大量的隧道衬砌背后接触状态现场检测数据。
本文拟对这些检测数据进行系统分析，以期形成对我国铁路运营隧道衬砌背后接触状态的基本认识，进而作为隧道衬砌结构病害机制和安全性控制研究的基础。
2 隧道衬砌背后接触状态的分类一般来说，隧道衬砌背后接触状态可分为衬砌背后接触密实、接触松散和衬砌背后空洞3种情况。
按照不同的工程与地质条件，采用合理的施工方法及规范的衬砌施工工艺，隧道建成以后衬砌与围岩之间接触良好，两者能够形成良好的“围岩–支护”相互作用体系，通常称这种接触状态为衬砌背后接触密实；然而，在隧道施工过程中，由于爆破作业操作不当等原因，往往会产生超欠挖现象，按照相关规定，超挖部分应予以回填，但有时回填材料和施工质量不能满足相关要求，而是由一些松散介质堆填起来的，此时的接触状态称为衬砌背后接触松散；更有甚者，由于隧道超挖处未做任何处理或衬砌浇筑时压力不足等原因，衬砌与围岩之间出现了脱空现象，将这种接触状态称为衬砌背后空洞。
在这3种接触状态中，笔者将衬砌背后接触松散和衬砌背后空洞统称为衬砌背后接触不良。
衬砌背后接触密实时，衬砌结构在承受围岩压力作用的同时，能够产生充分的地层反力，使衬砌结构处于良好的受力状态，而当衬砌背后接触不良时，恶化了衬砌结构的受力条件，使得衬砌结构出现局部的应力集中，严重时导致衬砌结构产生病害现象。
而且如果衬砌背后空洞过大，隧道在投入运营以后，空洞附近的围岩可能在车辆荷载、地下水等影响下出现松动，造成围岩的失稳，严重时可能导致运营隧道出现塌方，国外曾有过因隧道衬砌背后存在较大的空洞而造成的塌方事故的报道。
为了探明隧道衬砌背后接触状况，一般采用无损检测与部分钻探相结合的技术手段对衬砌背后的空洞分布和围岩密实度等进行探测。
3 隧道衬砌接触状态的无损检测目前，对隧道衬砌背后接触状态的无损检测方法主要有地质雷达无损检测法、超声波无损检测法和锤击回声法等[11]。