隧道衬砌背后脱空处理施工专项方案

隧道衬砌背后脱空处理施工专项方案

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目 录

一、适用范围 .......................................................................................................................................... 2 二、二衬背后脱空原因分析 .................................................................................................................. 2 三、二衬背后脱空处理措施 .................................................................................................................. 3

1、二次衬砌后回填注浆 ................................................................................................................ 3 2、整改过程中注意事项 ................................................................................................................ 7 四、二衬背后脱空预防措施 .................................................................................................................. 7

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一、适用范围

承建XX铁路客运专线6标管段内正线工程隧道累计8.243km，联络线工程新建隧道累计6.083km，改扩建隧道累计2.898km，均为单线隧道。目前隧道已陆续进行了二次衬砌施工。在检查中发现部分隧道二次衬砌背后局部出现脱空现象，为了保证隧道二次衬砌质量符合验标规范要求，现对隧道二衬背后脱空现象进行分析处理。 二、二衬背后脱空原因分析

隧道二衬背后脱空主要集中在拱顶和侧壁拱腰等部位。从二衬背后脱空部位分析，总结得出大致有以下几个原因：

1、光面爆破效果不好，造成隧道开挖轮廓凹凸不平，有棱角；初期支护，喷射混凝土没有把凹凸面补平，平整度达不到规范要求；防水板安装未预留足够的松散系数；二衬混凝土被防水板挡住未与初期支护表面密贴，导致二衬背后出现脱空现象。

2、人为原因：现场技术管理人员对现场衬砌实际需要的混凝土数量不清，提供混凝土用量的不真实数据，造成搅拌站停止搅拌，实际衬砌在未注满的情况下停止，造成二衬脱空。在混凝土未初凝前急于拆管，造成未自稳的混凝土掉落下来形成漏斗，造成衬砌脱空。 在拱顶混凝土施工出现堵管，现场人员在未仔细分析的情况下即认为已经泵满，停止混凝土泵送造成二衬厚度不足，出现脱空现象。

3、技术原因：砼施工配合比水灰比偏大、混合料坍落度大、砼振捣不密实，砼自重下沉；砼收缩徐变，造成留有空隙。用输送泵送砼时，拱顶排气孔设置不规范，拱顶面的砼在输送过程中把部分空气密闲在狭小的空间内无法排出，造成留有空隙。 三、二衬背后脱空处理措施

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对拱顶部位二衬背后脱空采用拱顶预留注浆孔进行注浆回填；对拱腰及边墙处二衬背后脱空采用钻孔后注浆回填。

1、二次衬砌后回填注浆

首先以雷达检测数据为依据，根据脱空里程，用取芯机钻一个直径Φ100mm的孔，检测脱空部位情况，明确需注浆加固的范围和数量。

⑴根据现场实际情况选定合适的注浆方案

对于脱空高度小于10cm,一般采用Φ42mm小导管压注纯水泥浆处理，水灰比为1:0.5。

对于脱空高度大于10cm～15cm，一般采用Φ42mm小导管压注水泥砂浆处理，水泥砂浆要具有良好的流动性。

对于脱空高度大于15cm，一般采用Φ150mm钢管接混凝土输送泵直接泵送混凝土。混凝土要具有良好的合易性和流动性。塌落度控制在15cm～20cm，碎石最大粒径要小于1cm。

其次在施工中注意，钻孔预埋注浆管时，管口距围岩要预留5～10cm空隙，以便浆液能顺利流出；注浆管要用钢板和膨胀螺栓与既有衬砌固结，最后通过法兰盘连接注浆管或注浆泵进行注浆或泵送混凝土；注浆过程速度不能太快，当出现较大压力时可暂停10分钟左右，使浆液顺利扩散。注浆完成不要急于拆除法兰盘，待浆液有一定的自稳能力后再拆并及时封堵注浆口。为确保注浆效果，在埋注浆管的同时还要预埋检测管，检测管顶端与围岩要有1～2cm的空隙。当检测管有浆液流出，应封闭检测管并保持缓慢注浆，当压力持续升高时停止注浆。

⑵注浆材料、机具、人员准备 ①注浆材料

材料 型号 - 4 -

数量（kg） 备注 水泥 速凝剂 减水剂 膨胀剂 P.O42.5 粉状/终凝≤8min 液态/减水率≥25% 根据实际工程量计算 根据实际工程量计算 根据实际工程量计算 根据实际工程量计算 ②注浆设备

机械 单液注浆泵 搅浆桶 高压胶管 无缝钢管 取芯钻 高压球阀 连接器 压力表 储浆桶 凿子 小锤 型号 额定压力1MPa 300L/120rmp Φ55/2MPa Φ50 Φ100 ＞1MPa 2MPa 100L 数量 1台 1台 30米 50米 1台 20个 2个 4块 2个 3把 3把 产地 自制 自制 自制 ③人员

人员 现场负责人 技术员 注浆工 钻工 制浆工 杂工 需求数量（人） 1 1 2 2 1 3 工作内容 协调现场人员、材料、机具。 观测注浆压力，记录注浆过程及注浆量，依照施工方案指挥各工种人员正确施工。 操作注浆泵、搅浆桶，负责管路连接 负责钻孔、凿孔。 负责浆液制作，根据技术员指示调控水灰比。 装卸水泥，材料机具就位，注浆结束后清理场地。 ⑶实施方案

首先利用最近一处拱顶预留注浆管进行注浆，注浆完毕后进行无损检测，如果仍旧存在空洞，则采用以下方案：

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①钻孔

在每处空洞部位最深位置采用取芯钻钻孔，为防治损坏防水板，钻孔深度为控制在27cm以内，剩余砼需人工凿除，直至露出背后空洞。为保证与注浆管良好连接，孔口10cm混凝土需做凿毛处理。根据现场脱空里程，检查是否预留注浆孔，若现场未预留，则按照本方案实施。

图1：注浆孔（示意图）

②安装注浆管

注浆管采用Φ50无缝钢管，采用水泥配合速凝将注浆管固结在孔内，固结材料配合比为水泥：速凝剂：水=1：0.03：0.38。注浆管与高压软管连接后，开启止浆阀后即可进行注浆。

注浆管连接（示意图）

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③浆液制作

注浆浆液采用纯水泥浆液，浆液配合比为按照中心试验室报批监理的配合比来实施。浆液结石强度可达到40MPa，浆液水灰比可根据孔内吃浆量来调整，调整范围为1（水泥）：0.6（水）～1（水泥）：1（水）初始水灰比为1：0.6。

④清理空洞部位

在注浆以前首先要将止浆阀、回浆管阀门完全打开进行冲孔，当回浆管出水清澈无杂质责表明该处理部位已冲洗干净，方可进行注浆作业。

⑤注浆

注浆采用单液循环式注浆，设计压力为0.4MPa，压力通过回浆管上的阀门来控制，当孔内压力达到0.4MPa，且进浆量与回浆量相等时责表明空洞部分已回填密实，既可停止注浆。注浆泵停止工作后，关闭高压止浆阀。

⑥钻孔修补堵塞

在结束注浆48小时后将注浆管取出，将注浆孔凿成到漏斗形，采用水泥砂浆进行封堵。具体见下图：

⑷注浆措施

①灌浆过程中发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面

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封堵（封堵部位要在浆液凝固后凿除）、低压、浓浆、限量、间歇灌浆等方法进行处理。

②灌浆段注入量大，灌浆难于结束时，可选用低压、调整水灰比、限流、限量、间歇式注浆。

③灌浆过程中如回浆变浓，宜换用相同水灰比的新浆进行注浆，若效果不明显，延续30min，即可停止灌注。

2、整改过程中注意事项

⑴所有整改过程全部给现场监理报验，技术员，监理全过程监控下才允许施工。

⑵整改过程中留影像资料，以备回复和被查。 四、二衬背后脱空预防措施

1、加强现场管理，增强责任心，根据现场围岩情况调整爆破参数，提高光面爆破的效果，减少超欠挖。

2、加强培训，提高工人技能和增强责任心；对初支工人加强考核，特别是喷射混凝土的工人，以提高初支平整度。

3、加强对初支和二衬施工质量的监管，特别是初支和二衬混凝土原材料质量监管，特别是试验室要加强监管，随时现场取样，控制初支混凝土强度。

4、提高防水板挂设质量，与基面挂设牢固，并设置好注浆孔。 5、在今后施工中，定期联系检测局指中心试验室，加强自检，随时掌握隧道施工情况。发现问题及时整改，并在施工过程中随时调整施工工艺，保证一次施工质量合格。

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