第３３卷第７期 Ｖｏ１．３３ Ｎｏ．７ 企业技术开发 ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬ ＤＥＶＥＬ０ＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰＲＩＳＥ ２０１４年３月 Ｍａｒｌ２０１４ 隧道常见质量缺陷整治方法 吴光辉 （中铁五局衡茶吉铁路工程指挥部，湖南茶陵４１２４００） 摘要：隧道各类质量缺陷是从事项目施工经常遇到的问题，了解这些问题的处理方法对各级管理、技术人员在施工现 场遇到类似问题时采取适当的应对措施具有一定的借鉴作用。文章以衡茶吉铁路项目为例，总结了一些常见的隧道质量 缺陷的整治方法及施工注意事项，并对避免这些常见的质量缺陷提出了建议。 关键词：隧道；质量；整治；方法 中图分类号：Ｕ４５７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—８９３７（２０１４）０７—００３２—０３ Ｒｅｎｏｖａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｃｏｍｍｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｄｅｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ ＷＵ Ｇｕａｎｇ－ｈｕｉ （Ｈｅｎｇ－Ｃｈａ－Ｊｉ Ｒａｉｌｗａｙ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｄｑｕａ￣ｅｒ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｎｏ．５ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ，Ｃｈａｌｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ ４１２４００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔ ｒａｃｔ：Ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｑｕａｌｉｔｙ ｄｅｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ ａｒｅ ｏｆｔｅｎ ｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｈａｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｃｅ ｆｏｒ ｍａｎａｇｅｒｓ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃｉｓｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｉｔｅ．Ｔａｋｉｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｈｅｎｇ－Ｃｈａ－Ｊｉ Ｒａｉｌｗａｙ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｓｏｍｅ ｒｅｎｏｖａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｃｏｍｍｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｄｅｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ ｆｏｒ ａｖｏｉｄｉｎｇ ｔｈｏｓｅ ｄｅｆｅｃｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌ；ｑｕａｌｉｔｙ；ｒｅｎｏｖａｔｅ；ｍｅｔｈｏｄ １项目概况 衡茶吉铁路（井冈山至衡阳段），东起江西吉安井冈 山市，终到湖南衡阳茶山坳站。线路主要技术标准为：Ｉ 级、单线、１６０ ｋｍ／ｈ预留２００ ｋｍ／ｈ平面条件、电力牵引。其 中，笔者所在标段共有隧道１７座２４ １８８延米，大多处于剥 蚀低山区，出露沉积岩，浅变质岩，地形陡峻，沟谷深切 的地形地貌中；隧道穿越地段普遍存在浅埋偏压、稻田 于设计厚度５ ｃｍ以内的条件下的验算，均未出现小于安 全系数３．６的情况。 对于二衬厚度小于设计厚度５ ｃｍ以上的部位，按不 同原因采取不同处理措施。 ①初支未侵限，二衬总厚度大于２０ ｃｍ，二衬背后有 脱空的，采用二衬背后注浆处理措施。 施工步骤：首先，确定脱空位置及范围，然后，按设 计要求布置钻孔点（一般按梅花型均匀布置，但一处脱 空范围内不少于３个设置点），钻孔安设注浆管，按设计 配比压注浆液，封孔处理，如图１所示。 谷底软弱地层，碳质页岩、砂岩煤系地层，或深埋、高地 温和岩爆危害，溶洞、裂隙水发育等不良地质条件。隧道 施工过程中存在着复杂因素，造成竣工后的质量缺陷， 本文归纳总结了常见质量缺陷类型及相应的整治方法。 ２二衬混凝土厚度局部不足的整治方法 对于二衬观感质量良好、实际衬砌厚度小于设计厚 度５ ｃｍ以内的部位，由设计单位根据围岩情况及二衬混 凝土实际强度（实际强度应不小于设计强度，小于设计 图１二衬背后脱空注浆示恿图 强度的按二衬混凝土强度不足进行补强处理）进行结构 受力验算，一般的，如混凝土抗拉强度安全系数大于《铁 路隧道设计规范》（ＴＢ １０００３—２００５）规定的强度安全系数 ３．６时，可不做处理；小于安全系数３．６时，需进行处理，但 在本案中，实际强度不小于设计强度，实际衬砌厚度小 收稿日期：２０１３—１２—２０ 施工注意事项：注浆需连续作业不任意停泵；时刻 注意注浆压力，必要时，缩短浆液凝胶时问或间歇式注 浆；设专人记录注浆过程数据，并严格控制注浆压力；设 置检查孔检查注浆效果。 需要补充的是，工务部门作为参与验收的接管单位， 对这种常见的注浆处理措施还有特别的要求，即必须要 钻孔核实二衬厚度，当二衬厚度不足２０ ｃｍ时，不得采取 注浆方式，而是要求破拆厚度不足的二衬部位重新模筑 混凝土的方法（以下简称破拆重筑法）。． 作者简介：昊光辉（１９７Ｏ一），男，湖南平江人，大学本科，工程师，主要 从事工程项目的安全质量环保管理工作。 第３３卷第７期 吴光辉：隧道常见质量缺陷整治方法 ３３ ②初支未侵限，但二衬总厚度小于２０ ｅｍ，采用破拆 重筑法，如图２所示。 图２破拆重筑不惹图 图３二衬厚度范围非贯通裂缝处理示意图 工艺流程：确定二衬局部厚度不足的范围一凿除厚 注意环境温度影响；材料储存在阴凉处，严禁明火。 度不足的二衬混凝土至厚度满足设计处一切割二衬背 ③或缝宽大于１ ｍｍ，但未形成闭环，采用下文中二 后的防水板一凿除侵限初支或围岩并修补平整一对切 衬表面裂缝渗漏水的整治方法处理（注浆封堵、骑缝锚 割破坏的防水板进行修补一在二衬砼切口面钻孔植 杆补强）。 筋一打入自进式锚杆一在二衬砼切口面及锚杆上做界 ④裂缝在二衬厚度范围贯通，形成闭环（一般为月 面及防水处理一布设外模锚固点一预埋注浆管一模板 牙形闭环，常出现在拱顶两环二衬施工缝附近），采用上 安装加固一浇筑高一标号的微膨胀混凝土一注浆一新 文中破拆重筑的整治方法处理。 筑混凝土表面及与原二衬混凝土接触面处理。 施工注意事项：凿除二衬砼时，缺口应内宽外窄，形 ４二衬表面渗漏水的整治方法 成倒梯形，切口表面应粗糙洁净；割除防水板时，需留足 ①施工缝处的渗漏水，采用凿槽埋管引排法。 搭接长度，修补时，采用两道热焊连接；二衬混凝土切口 环向施工缝的渗漏水处理，是沿施工缝从渗水源头 面，应设置两道闭合的缓膨胀止水条，并刮涂水泥基渗 凿开沟槽，埋设透水软管接通至墙脚盲管内；纵向施工 透结晶型防水涂料２遍；锚杆在靠近防水板及二衬内侧 缝渗漏水的处理，是沿纵向缝掏槽埋设透水软管汇积渗 外，包两道遇水膨胀橡胶止水条；拱部模板采用拼装窄 漏水引排到水沟内；仰拱施工缝的渗水处理，是在渗水 木板，加固用槽钢按照二衬表面轮廓进行弯制，砼浇筑 的施工缝处凿沟，埋设透水软管将水引至排水沟内；凿 最后设活动板，利用“刹尖”方式封口；拱部范围预留注 出的沟槽，均采用抗渗强度较高的砂浆回填密实。 浆管时一般还需预留一根排气管。 施工注意事项：所埋透水软管一般沿管径破成两半 补充：模筑混凝土由于标号高、水化热大，再加上洞 使用，开口面朝沟槽内壁安设。 内温度、湿度环境影响，如果不注重拆模后的湿法养生， ②二衬表面的点渗、局部面渗，采用注浆封堵与凿 很容易形成混凝土表面裂纹，造成次生质量缺陷。 槽埋管引排结合法。 ３二衬表面裂缝的整治方法 施工步骤：在点渗或面渗出水点凿一定深度的小孔一 垂直二衬表面小孔安设注浆管一采用环氧砂浆压实注 裂缝在二衬厚度范围未贯通，缝宽≤０．３ｍｍ时，采用 浆管四周空隙一注浆一在注浆孔表面四周涂刷防水 直接封闭法。 层一必要时，在二衬混凝土表面凿槽埋管引排未封堵彻 先清洗干净裂缝表面，把缝两侧５Ｏ ｍｍ范围擦拭干 底的渗漏水，如图４所示。 净并保持干燥，然后，刷涂环氧树脂浆液２～３遍，最后，刮 抹料、调色料处理混凝土表面，尽量使颜色与周围衬砌 混凝土颜色一致。 ②裂缝在二衬厚度范围未贯通，缝宽＞０．３ ｍｍ但≤１ ｍｍ 时，采用压力注浆修补法。 施工流程为：用裂缝放大镜观察裂缝宽度、深度一清 除裂缝表面灰尘及松动部位一按规定间距确定注入 口一预留并安装底座一采用规定封缝胶封闭底座间的 裂缝一链接管线与注浆器一注入环氧树脂浆液一拆除 注浆器一清除封缝胶及底座，如图３所示。 注意事项：注浆起始压力不宜过大；使用树脂时应 图４点渗、局部面渗注浆孔及排水槽布置示意图 企业技术开发 ③裂缝处的渗水，采用注浆封堵、环氧砂浆压实嵌 补、锚杆补强的方法处理。 ２ｏ１４年３月 ①如二衬强度、厚度、观感质量均满足设计，表面无 施工步骤：沿裂缝长度方向凿倒梯形槽一沿裂缝长 度方向一定间距安设注浆管一采用环氧砂浆压实嵌补 槽道一沿裂缝两侧交错打设骑缝锚杆 注浆。 裂纹及渗漏现象的，一般可不做处理。 ②如必须对隧道初支背后的空洞进行压浆处理，则 应待注浆完成，浆液达到设计强度后，对打入的注浆管 范围内的二衬部位进行破拆重筑（见上文破拆重筑法）， 重点在于修补防水板。 ６．２二衬与初支间的脱空 骑缝锚杆的作用，是将隧道衬砌和周边围岩紧密地 联系在一起，形成一个共同受力的整体，抑制衬砌裂纹 的进一步发展，因此，施工中，必须按设计要求施做规定 型号的锚杆，并保证锚杆的长度及数量充足。 直接采用 ２注浆管对二衬与初支间的脱空部位压 注水泥砂浆，注浆压力控制在０．２ ＭＰａ以内。当注浆压力 达到设计终压并稳定５ ｍｉｎ以上、吸浆量很少或不吸浆时 ④实际整治过程中发现，个别富水隧道的渗漏水整 治，无论是注浆封堵，还是埋管引排的效果均达不到“二 衬表面保持干燥、无湿痕”的观感质量要求，原因是二衬 背后渗漏水总会有一定的水头压，因此，根本办法还在 减压疏排——在更低的钻孔放水。施工中，采取措施是： 沿二衬边墙墙角电缆槽沟壁上每隔５～ｌＯ ＩＴＩ钻孑Ｌ排水，不 少眼位钻通时，有短时的压力水涌出，之后，为稳定的渗 流，疏排水后大约２～３ ｄ，洞内二衬表面即达到干燥状态， 整治效果可说立竿见影，如图５所示。 图５二衬边墙墙角电缆槽沟壁上钻孔排水 ５仰拱（或隧底）虚碴的整治方法 ①小范围的虚碴时，采用注浆填实法。 施工步骤：核实虚碴位置及范围一按设计间距梅花 型均匀布置注浆点一钻孔安设注浆管一注浆一封孔。 施工注意事项：注浆管选用马牙扣形钢花管，并与 混凝土密实连接，钢花管底端距虚碴底面不大于２ ｃｍ，注 浆压力控制在０．３—０．４ ＭＰａ，从外侧向内侧间隔注浆。 ②大范围的虚碴时，采用破拆重筑法。 施工步骤：现场核定虚碴范围一对虚碴段落混凝土 进行凿除一浇筑比拆除混凝土高一级标号的新混凝土。 施工注意事项：为减小对周边保留部位混凝土结构的振 动破坏，拆除虚碴段落混凝土时，要求采取切割法，重新 浇筑混凝土前，应做好新旧混凝土界面的防水处理，一 般在混凝土切口面设置两道闭合的缓膨胀橡胶止水条。 实际整治施工时，往往发现个别隧道内已完成了线上铺 轨整道，这时为避免大范围的拆轨扒碴影响工程线运 输，一般也会采用逐段注浆填实法进行虚碴整治。 ６初支、二衬背后脱空的整治方法 ６．１初支背后脱空 即可结束该孔注浆。为防止压力过大破坏衬砌结构，在压 浆时，不能一次注满，分几次压浆，使二衬与初支、围岩 成一个整体受力。如钻孔控制不当打穿了防水板，则需 采用扩孔修补后，采用高一标号微膨胀混凝土封堵扩孔。 ７其他质量缺陷的整治方法 ①二衬钢筋保护层厚度不足（局部露筋）的情况：在 衬砌厚度、强度等主要指标满足验标或规范的前提下， 一般采取用环氧树脂和碳纤维布对衬砌表面进行防锈 处理，即先在衬砌表面刷涂ｌ层抗氧化的环氧树脂涂料， 然后，贴１层碳纤维布，再刷ｌ层环氧树脂的方法，以加强 防腐蚀及防碳化处理，保证衬砌钢筋能得到有效保护。 ②二衬混凝土浇筑时，各环向、纵向施工缝存在的 错台情况：一般要求凿除高出部位并将两端适当打磨平 整即可。不要求采用砂浆填充低处部位的修补方法，特 别是拱部位置，绝对不允许采用填补的方法处理。 ③防水板外露的情况：按工务部门的要求，采用破 拆至防水板设计位置处，进行防水板修补后，重新模筑 混凝土的方法。 ８质量缺陷整治效果分析 标段１７座隧道，自２０１３年３月５日通过第三方无损检 ‘测及监督站组织的外观检查发现质量缺陷后，经过参建 各方现场核实、初步方案会商、设计出图、专家评审等工 作程序，于２０日开始全面整治施工，同年５月２５日完成整 治并接受了相关单位的验评。隧道质量缺陷的整治效果 良好，满足了接管单位对隧道质量的要求。 ９结语 随着列车时速的提高，带来了越来越严格的行车安 全要求，质量缺陷整治，这一项耗时、费力却得不到补偿 的工作，也成为了隧道最终交付使用前的必经环节，上 述常见隧道质量缺陷整治方法，基本上是一些较为简单 的解决方案，实际施工中，会遇到许多综合性质量缺陷， 如影响二衬厚度不足的侵限初支背后有溶腔、需要拆换 侵限初支拱架等会牵涉更为复杂的处理方案，因此，尽 可能消除或减少质量缺陷的出现逐渐成为了项目施工 追求的目标。而要实现这一目标必须坚守（下转第４６页） 企业技术开发 ３．３地表预防措施 ２０１４年３月 锚杆原材料规格、长度、直径符合设计要求。锚杆孔 位、孔深、孔径及布置形式符合设计要求。 ３．８监控量测 ①预留注浆孔。沿线塔周围埋设８根（１）４２钢花管，钢 管壁厚３．５ ｍｍ，钻孔孔底至于基础底面下３ ｍ，钢花管在 隧道开挖前进行预留，若在施工过程中，出现监控量测 ①洞内洞外地质和支护等状况观察。观察记录工作 面的工程地质与水文地质情况，如岩性、结构面产状，渗 变化较差、地表下沉、电塔基础下沉等现象，则采用钢管 进行加固。 ②加强监控量测。施工开始之前，对该段地表沉降、 电塔倾斜及沉降进行监测，以便指导现场施工，电塔沉 降控制标准根据电力主管部门意见，原则上沉降控制标 准按照沉降大于３０ ｍｍ，隆起不大于１０ ｍｍ进行控制，倾 斜控制标准按照倾斜总量７％。进行控制，且包含已经发 生的倾斜。 ３．４超前支护及措施 涌水等作地质素描，结合探孔情况对地质进行预测。观 察开挖面附近初期支护状况和喷砼表面裂纹状况，结合 变形监测判断围岩、隧道的稳定性和初期支护的可靠性。 观察隧道施工影响范围以内地表变形开裂情况。 ②拱顶下沉及水平收敛量测。 ③地表沉降监测。 ④建（构）筑物监测。 ⑤监测数据统计分析与信息反馈。 为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，建立 快速信息反馈平台。对施工情况进行评价并提出施工 建议。 本段超前支护采用（Ｉ）８９大管棚＋ ４２小导管进行超 前，以保证施工安全，防止隧道开挖后因拱顶坍塌引起 地表房屋沉降。 ３．５超前地质预测预报 为了避免出现不必要的安全事故，因此，施工过程 中，需做好超前地质预测预报。 ３．６隧道洞身开挖 ４结语 通过对施工方案的研究，确保了施工过程中１４＃高压 线塔的安全。研究成果可为类似工程提供技术参考。 参考文献： 隧道采用三台阶法全机械开挖施工。三台阶法开挖 上台阶循环进尺为０．６ｍ，中下台阶循环进尺视地质情况 可为０．６～１．２ｍ，台阶长度３～５ｍ。 ３．７初期支护 【１】ＴＢ １０７５３—２０１０，高速铁路隧道工程施工质量验收标准【ｓ］ ［２］ＴＢ １０１２１—２００７，铁路隧道监控监控量测技术规程［ｓ】． 【３］ＴＺ ２０４—２００８，铁路隧道工程施工技术指南【ｓ】． 隧道的初期支护，主要由系统锚杆、钢筋网、喷射混 凝土、钢拱架组成。 【４］铁建设［２００８１１０５号，铁路隧道超前地质预报技术指南【ｓ】 （上接第３４页）如下原则：上道工序不合格绝不进行下 道工序的施工，即不把上道工序的质量缺陷带入下道工 序而被隐蔽，必须真正落实施工质量的过程控制，处理 好所有今后需隐蔽的隧道断面结构层次（围岩层、初支 层、防水层、二衬钢筋层）可能遗留的质量缺陷，才能最 后做到“道道工序合格，筑就成品合格”。 参考文献： 【１］ＴＢＪ １０００３—２００５，铁路隧道设计规范［Ｓ Ｊ ．【２］ＴＢ １ ０２０４—２００２，铁路隧道施工规范【Ｓ］． 【３］ＧＢ ５０１１１－２００６，铁路工程抗震设计规范（２００９年版）［ｓ】． 【４】ＧＢ ５００１０—２０１０，混凝土结构设计规范【Ｓ１． ［５］ＧＢ ５０１０８—２００８，地下工程防水技术规范【Ｓ】． ［６］ＴＺ ２０４—２００８，铁路隧道工程施工技术指南【ｓ】． 【７］ＴＢ １０１０８—２００２，铁路隧道喷锚构筑法技术规范［ｓ】． 【８］铁运函【２００４１１７４号，铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂 行规定【Ｓ］． （上接第４３页） ［１］赵凤祥，刘颖．浅谈在应用目视化管理时不应忽视的几个 问题【ＪＪ．安全生产与监督，２０１２，（２）：３１． ［２惠彦臣，王石．２］检维修作业目视化管理方法的应用［Ｊ］．安 全，２０１３，（８）：４９—５０，５２． 目视化管理，作为现代企业先进管理理念，通过在具 体油库现场管理中的应用推广实践，有力证明了目视化 管理在油库现场管理运用中的可行性和重要性，也是提 升油库安全管理水平，夯实基础管理的重要管理手段。 参考文献：
