隧道二次衬砌缺陷整治技术

隧道二次衬砌缺陷整治技术

摘要：为保障我国经济稳定发展，铁路基础建设如火如荼的进行着，在铁路建

设过程中，因为各种原因，导致实体工程存在质量缺陷，目前我国已建成隧道二

次衬砌存在不密实、空洞、裂纹、露筋等缺陷，影响铁路运营安全。

关键词：隧道二次衬砌缺陷整治

一、原因分析

导致隧道二次衬砌不密实、空洞、裂纹、露筋等缺陷的因素主要有以下几点：

1、混凝土收缩造成

2、泵送压力不足或混凝土流动性不足

3、泵送角度不合理

4、防水层松铺不足

5、台车泵送车封口不当

二、隧道二次衬砌缺陷整治总体措施

隧道内衬砌病害整治在保证满足设计要求和经济、合理、安全可行的基础上，采取以下整治措施：

1.针对二次衬砌不密实缺陷，进行注浆处理。

2.二次衬砌混凝土实测厚度≮20cm时，对有空洞的部位进行打孔回填注浆。

3.二次衬砌的混凝土厚度在15cm到20cm之间的，针对衬砌厚度不足的地方、范围、混凝土实测强度及钻孔验证情况等综合因素，采用回填注浆或混凝土局部

凿除措施。

4.二次衬砌混凝土实测厚度小于15cm的衬砌背后空洞地段，对实测二次衬

砌厚度不足20cm的部位进行凿除。

三、整治技术

（一）二衬不密实处理技术

1.对缺陷部位打设注浆孔，为确保防水板完整性，打设孔深要按照检测提供

的衬砌厚度采取限深措施，而后注浆处理。

2.注浆孔按梅花形布设，间距0.6m，每个缺陷整治点不少于3处注浆孔；

3.在这里需要安装直径为42mm的马牙扣形钢花管，并且要保证钢花顶端到

空腔顶面之间的距离在2cm以内；

4.在管口设置灌浆嘴，从低到高灌注浆液；

5.注浆材料采用1:1水泥浆液；

（二）衬砌后空洞注浆处理技术

1.采用细石混凝土填筑，填筑完成后再压注水泥浆液（水灰比1:1）。

2.注浆孔梅花形布置，间距0.6m，每个缺陷整治点不少于3处注浆孔。

3.在这里需要安装直径为42mm的马牙扣形钢花管，并且要保证钢花顶端到

空腔顶面之间的距离在2cm以内。

4.在管口设置灌浆嘴，从低到高灌注水泥浆液。

5.注浆前应进行水泥浆液工艺性试验，确定注浆参数，对设备和管路状况进

行详细检查，压力表读数0.15MPa。

6.浆液的胶凝时间为2-5分钟。如果在此期间不能满足胶凝需求，可以添加适量的速凝剂来加快胶凝的时间。

（三）衬砌后空洞混凝土凿除处理技术

1.素混凝土地段

1)在素混凝土地段，首先应该凿除混凝土，随后彻底的清洗整个凿除面，并且涂洗水泥等相应的防水材料；

2)二衬中部纵、环向放入 HRB400 钢筋，环向Φ20mm@200，纵向

Φ16mm@200；混凝土凿除时将原有钢筋网片预留15d，并对锈蚀部分采用除锈剂进行除锈，对于新绑扎钢网片和钢筋的焊接方式主要就是通过单面焊接的方式来进行两者的连接，且要保证焊接搭接焊的长度大于等于10d；

3)当纵向凿除宽度≮1.5m 时，纵向在衬砌空洞范围外植入钢筋，植入深度不小于500mm；

4)凿除范围内设置 L-2.5Φ22mm 锚杆，凿除范围外设置Φ22mm 锚筋加固，采用梅花形布置模式，其间距为1.0×1.0，并且锚杆垫片需要布设在混凝土之内，锚筋长度不大于 d1+d2；

5)锚杆穿透防水板时，采用埋入二衬混凝土止水法兰盘来止水，止水法兰板其开口形状与穿二衬物件相适应，且必须保证止水板边缘距二衬边缘的最小距离为200mm，止水板与穿二衬物件焊接密实，需不透水焊接，详见下图：

2.钢筋混凝土地段

1)对于钢筋混凝土地段，首先应该凿除原有的混凝土，保证其清洁，而后要在其表面涂刷防水涂料，预防其渗水；

2)对于排气孔以及注浆孔的预留规格为Φ20mm，并且建立相应的模板，在其中浇筑混凝土。

3.混凝土凿除完成后，钢筋混凝土二衬的段落，对既有钢筋用除锈剂除锈，若钢筋严重锈蚀，通过新的绑扎钢筋来替代现有的钢筋，同时钢筋单面的焊接长度也保证超过10d；

4.灌注混凝土采用高强快硬混凝土，并预留注浆管道，在浇筑之后，当混凝土达到了设计的要求之后便开始进行注浆填充，而植筋也需要满足混凝土使用标准的相关规定，这样才能够保证其质量；

（四）隧道二衬裂缝处理技术

1.适用范围

根据裂缝深度及分布、切割情况评价其对结构的影响及整治措施

1)第一种裂缝：单条裂缝以及边墙裂缝当缝的宽度大于 0.3mm 和钢筋混凝土二衬缝宽大于 0.3mm 时，采取针孔注环氧树脂浆液技术进行整治。

2)第二种裂缝：施工缝、沉降缝处的月牙形裂缝

3)第三种裂缝：拱部裂缝造成混凝土独立成块

4)第四种裂缝：小于 0.3mm 的裂缝

2.处理技术

1) 第一种裂缝：

①在对裂缝进行修补的时候，主要是从裂缝的走向、深度以及宽度等多方面来进行的分析，要明确裂缝的性质；

②要对裂缝周围3cm区域内的灰尘都能够清除干净，同时要将周围的混凝土凿松，按照裂缝的走向，每隔20-30厘米粘贴一处胶带；

③按照胶带的走向刮涂型号为J-1的快干胶封堵两道，在胶体固化之后便揭除相应的胶带，同时要安装建立灌浆嘴，保证其裂缝走向，通常来说注浆孔的间隔都应该在20cm到40cm之间，并且裂缝越稀，距离越短。还需要在每条裂缝上加注相应的排气孔以及进浆嘴。注浆嘴埋设时先在预订孔位钻孔，设置灌浆嘴后采用环氧胶泥将其底部周围封堵严实，不得漏气。

④封缝检查采用压气试漏（用普通打气筒压入空气）。从进浆嘴来填压空气，主要的目的就是要检查是否存在气泡；

2) 第二种裂缝：

施工缝、沉降缝处的月牙形裂缝，纵向宽度不大于 15cm,将松动、独立的混

凝土块进行凿除；凿除后按照空洞整治技术进行处理,并与二衬结合部位打磨平顺。

3) 第三种裂缝：

若拱部裂缝导致混凝土独立成块，先钻孔探测，二衬混凝土厚度满足设计要求、无空洞，凿除后按照空洞整治技术进行处理；未独立成块的，对裂缝进行注

浆处理。

4) 第四种裂缝：

小于0.3mm的裂缝，采取封堵技术进行处理。首先需要将混凝土表面的凿毛

清除干净，保证表面的清洁度，随后使用环氧树脂填充混凝土表面，封堵裂缝；

而后用水泥砂浆涂覆表面直至与原衬砌表面，最后涂刷水泥基渗透结晶性防水涂料。

四、隧道二次衬砌缺陷整治技术应用注意事项及要求

（一）注浆施工注意事项

1．隧道轴线分左右逐段压注，由两侧向中间，由左至右，由低向高依次注浆； 2．注浆是一项连续作业，为防止管路堵塞，不得任意停泵；

3．注浆时，首先掌控好注浆压力，及时的观察注浆筒的浆液消耗状况。如果注浆的时间比较长，并且不升压，有可能是浆液的流窜范围比较大，因此应该缩

短浆液蜂胶的时间，或者暂时停止注浆；如果注浆跑漏比较严重，那么就需要停

止注浆或间歇性注浆；

4．在注浆时要指定专人来针对浆液的消耗量以及相应的压力数据等进行登记，保证对注浆工作的实时监控；

（二）凿除混凝土的要求

1．凿除混凝土时，沿纵向凿除的宽度应不小于0.5m，在拆除的时候需要

1m-2m的纵向宽度。

2．混凝土凿除时应核实衬砌厚度，衬砌强度低于 C25 或裂损严重不足以承受锚栓拉力，或者衬砌厚度不足锚栓长度时，应立即提出，另行处理。

3．在凿除混凝土的时候需要注意防水板，要保证对防水板的安全性，并且保证密封性。

4．凿除混凝土时，应按照倒梯形模型进行凿除，即缺口内宽外窄。边沿应修整平齐，圆顺，不得留有尖角；混凝土凿除至结构密实处，并将表面清理干净，

且凿毛面凹凸差不小于 6mm ，同时还需要满足我国铁路混凝土施工标准的相关

规定；

参考文献

[1]《地下工程防渗治理技术规范》（JGJ/T3013-2010）

[2]《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范技术规范》（DL/T5148-2012）