隧道二衬缺陷及病害整治处理及其防治措施分析

隧道二衬缺陷及病害整治处理及其防治措施分析

杨健

浙江交工集团股份有限公司   浙江杭州    310051

摘要：在隧道工程施工建设中，二次衬砌施工是其重要的组成部分，但是根据工程实践情况来看，在施工技术等因素的影响下，很容易发生孔洞、不密实以及厚度不足等问题，尤其是在拱顶区域，容易发生孔隙等质量问题，孔隙会导致衬砌结构出现一定改变，在这种情况下二次衬砌质量将会受到很大影响，综合使用性能会严重下降。因此，在隧道二次衬砌施工过程中，需要准确掌握容易出现的缺陷问题和病害问题，并对其进行有效处理，从而保障隧道二次衬砌工程质量。

关键词：隧道二衬缺陷；病害整治；防治措施

一、隧道二衬的作用

公路隧道使用年限长久，二次衬砌保证了隧道在运营使用中永久稳定、安全、美观,同时也是作为安全储备的一种工程措施。地质条件良好的围岩依据新奥法原理施工的隧道在初期支护后结构基本稳定，但在不良特殊地质段初期支护很难保证围岩结构的长期稳定，需模筑砼二次衬砌立即加强围岩变形支撑。初期支护也很难封闭山体内水系而导致隧道内仍有渗漏水，这就需要防排水系统结合二次衬砌来保证隧道的不渗不漏。二次衬砌也承受软弱围岩的蠕变压力，膨胀性地压，或者浅埋隧道受到的附加荷载等。在出现较大自然的变化，如地震、山体出现了偏压及过大的压力水等等破坏力很强的自然灾害时，隧道初期支护不能完全保证围岩的稳定，这就需要进行二次衬砌以加强山体变化的支撑稳定。

二、加强隧道工程病害整治的重要意义

随着我国交通建设的发展，隧道工程以其特殊的优势，得到了长足的发展。然而，由于隧道施工的特殊性和复杂性，其质量也相对较难保证。充分认识隧道工程质量通病的危害性并加以防止，并选择科学、合理的施工方法，对提高隧道工程质量是十分重要的。近年来，隧道病害治理一直是一个热点话题，一般来说隧道病害隐患来自于仰拱和二衬两个方面。仰拱病害原因主要有底部虚渣层较厚；中心排水沟内杂物未清理，排水沟堵塞致排水不畅，仰拱长期处于饱水状态等。二衬病害原因主要有初期支护空洞较多，且凹凸不平，呈排骨型；钢拱架间距远超设计要求，或未按设计图纸施做钢拱架；钢拱架节段间无螺栓连接或拱架连接板间缝隙大，不密贴；钢拱架拱脚悬空；衬砌混凝土强度远低于设计要求等。当二衬强度不足时，混凝土的抗压、抗拉强度都会下降，衬砌抗裂性能减弱，主要表现为产生过多、过宽的裂缝，极大降低混凝土的使用寿命，影响隧道结构的安全性、耐久性。仰拱厚度不足或未按设计施工仰拱时，仰拱与上部衬砌难以有效闭合，衬砌结构的整体承载能力将大幅降低，围岩从双向（三向）受力状态转变成单向（双向）受力状态，稳定性降低，易使隧道结构发生拱顶拱脚沉降、衬砌收敛变形等问题，严重影响隧道衬砌结构的安全性。因此，为有效化解和处置隧道病害，延长隧道结构寿命，提高公路服务水平，保障人民群众的生命财产安全，必须要加强对隧道工程病害的治理。

三、隧道二衬缺陷及病害现状和原因分析

1、隧道二衬缺陷及病害现状。为了保证 隧道二次衬砌施工质量，结合相关要求规定，在施工前需要对其进行全面检测。根据检测结果来看，该隧道项目，在二次衬砌施工中，还存在着多项病害问题，比如密实程度不足、衬砌裂缝以及钢架与钢筋间距设置没有达到要求等多项问题。

2、隧道二衬缺陷及病害原因分析

（1）隧道背后空洞及密实性不足问题。导致隧道二次衬砌出现空洞以及密实不足的主要原因包括：①在隧道施工过程中，发现部分地区出现了超挖现象，超挖导致施工形成的凹坑深度超过规定范围，且在施工前期没有结合实际情况对其进行处理最终导致支撑面平整度不符合规定，因为受到防水板松弛度的限制，从而在二次衬砌浇筑完成后，实际施工质量与设计规范存在偏差。②在工程检查中发现，防水挂板施工过紧，从而导致与前期支护结构之间出现了较大的孔隙，该孔隙对于二次衬砌结构产生很大负面影响；同时由于混凝土浇筑施工压力过高，从而导致防水板在压力的作用下被破坏。③因为混凝土振捣不够充分，所以混凝土骨料之间存在气孔问题，气孔会导致混凝土结构质量受到影响，因此在重力的作用下，于拱顶形成孔洞问题。④由于泵送压力不足，且混凝土浇筑方法不够科学，在隧道工程的拱顶位置出现孔洞问题，导致二次衬砌结构受到很大负面影响。⑤端头模板拼接不够紧密，在混凝土浇筑完成后出现漏浆以及跑浆问题。

（2）二次衬砌厚度不足问题。按照检测结果来看，存在二次衬砌厚度不符合要求的问题，该问题发生原因为：①隧道开挖过程中，部分区域出现欠挖问题。②因为隧道地质环境较为复杂，没有充分重视监测工作，导致监测工作没有落实，在施工过程中预留变形量没有按照实际情况进行预留。③由于两次施工之间的时间间隔较长，从而导致衬砌结构出现明显的变形问题，衬砌的实际厚度与设计规范不符。

（3）二次衬砌混凝土裂缝问题。地基不均沉降导致二次衬砌混凝土出现裂缝问题；二次衬砌厚度不足导致混凝土出现裂缝问题；混凝土质量、混凝土强度以及养护施工等不符合规范要求；二衬施工初期的支护水平收敛以及拱顶下沉都没有达到稳定状态。

四、隧道二衬缺陷及病害防治措施

为了避免隧道工程二次衬砌出现缺陷问题，在施工作业时，需要做好预防工作，可以采用的预防措施包括：

1、因为工程中部分施工段的地质情况较差，会导致二次衬砌施工受到很大影响，所以针对该区域必须采用科学的解决方法。根据对地质情况的监测，需要在管线施工前进行超前支护，并严格控制注浆施工质量，尽量缩短开挖距离，并做好爆破保护工作，防止因爆破使得二次衬砌施工质量受到影响；通过科学的施工技术应用，使得二次衬砌工程施工质量问题得以良好解决，二次衬砌施工质量能够达到标准要求。地质较差的作业段存在多项影响二次衬砌施工质量的因素，需要在施工过程中进行严密监测，根据监测结果对后续措施进行调整，从而防止发生病害问题。

2、监测工作对于二次衬砌施工具有重要意义，所以在施工过程中，需要加强监测技术的应用，并积极创新监测技术与监测方法，确保二次衬砌施工过程中存在的问题能够通过监测工作及时发现，从而能够提高施工质量。监测工作需要落实在二次衬砌施工全过程，以实际情况为基础，通过数据的形式体现出二次衬砌的质量情况，为后续施工打下牢固基础。

3、混凝土浇筑过程控制措施。为了避免二次衬砌出现质量问题，则必须做好混凝土浇筑质量控制工作，重点加强浇筑过程中的裂缝控制、温度控制以及孔洞控制，确保二次衬砌成体施工质量符合要求。混凝土浇筑质量控制对于隧道施工而言具有重要意义，是保证施工质量的关键所在，所以必须加强浇筑过程中的施工质量控制，结合隧道项目的具体要求以及现实情况，在施工期间对其进行优化与调整。

五、隧道二衬病害防治中的注意事项

1、衬砌施作前首先检查断面尺寸确保二次衬砌厚度。检查合格后，根据有关测量数据将衬砌台车就位，并调试、配套有关设备。首先测量定位，测量工程师和隧道工程师共同进行水平、高程测量放样。通过轨道将台车移至衬砌部位，调好标高，按隧道衬砌内轮廓线尺寸调整好模板支撑杆臂。

2、根据技术交底的中线和标高铺设衬砌台车轨道，要求使用标准枕木和鱼尾板；轨距与台车轮距一致，左右轨面高差＜10mm。启动电动机使衬砌台车就位。涂刷脱模剂。启动衬砌台车液压系统，根据测量资料使钢模定位，保证钢模衬砌台车中线与隧道中线一致，拱墙模板成型后固定，测量复核无误。

3、清理二衬与小边墙接触面杂物、积水和浮渣；装设钢制挡头模板，按设计要求装设橡胶止水带，并自检防水系统设置情况。衬砌施工缝端头必须进行凿毛处理，用高压水冲冼干净。按设计要求预留沟、槽、管、线及预埋件，并同时施作附属洞室混凝土衬砌。混凝土衬砌灌注过程中，要杜绝破坏防水板现象发生。施工缝接头处要严防漏浆，确保接缝处质量。

结束语

总言之，公路隧道安全关乎人民群众生命财产和城市交通安全畅顺。文章对隧道二次衬砌缺陷及病害的形成原因进行分析，并提出多项有效的二次衬砌缺陷病害的整治处理措施和预防措施，希望能够对我国隧道工程施工起到一定的借鉴作用，为我国隧道工程建设提供支持，从而全面促进我国现代化公路工程建设质量提高与强化。

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