郝尚斌

摘要：高速公路在近年来得到了一定程度的发展，这主要归功于我国社会发展和科学技术的进步。随着高速公路的发展，其隧道在线路中也发挥着至关重要的作用。隧道二衬空洞作为高速公路隧道衬砌结构中最典型的质量弊端，其不仅会引起隧道的塌方，渗水和开裂等现象，还在很大程度上使高速公路隧道的整体安全性大打折扣。因此对二衬空洞的产生原因进行分析并研究防治措施已经成为了当前高速公路隧道发展的主题。

关键词：高速公路隧道；二衬空洞；原因

一、常见空洞分类

二衬背后空洞按照位置分四类。一是初支空洞；二是防水板与初支间的空洞；三是二衬混凝土与防水板间空洞；四是二衬端头“两带”（环向背贴式止水帶、中埋式止水带）与二衬混凝土之间的空洞。其他分类，浇筑泵送压力不足、台车底座支撑不足等。

二、空洞原因分析

（一）初支空洞的成因主要分为以下几个方面

1.围岩较差时，产生较大超挖，特别是孤石掉落的情况，喷射混凝土难以喷满、喷实；

2.岩面渗水，未进行有效处理，渗水流至隧道的混凝土结构中，在水分冲刷作用下形成空洞。

3.喷射混凝土施工时，钢架周边存在喷射盲区，喷射不到位形成空洞。

（二）防水板与初支间空洞成因为：

1.初支平整度较差，防水板很难与初支密贴，形成空洞；

2.喷射混凝土没有建立合理的水灰配合比等原因，造成混凝土强度不足，在二衬施工前喷射混凝土发生剥落、掉块，形成空洞。

3.防水板铺设时松弛度不足，局部紧绷，形成空洞；铺设防水板松弛度过大，固定点数不足，在二衬混凝土浇筑时防水板脱落、褶皱，形成空洞。

（三）二衬混凝土与防水板间空洞成因分析

1.二衬混凝土浇筑时仅利用个别窗口，布料不均，混凝土依靠振捣流动至其他各窗口，流动距离过长，易造成粒料分布不均，混凝土不密实，浇筑完成后受自重下沉引起拱部脱空；

2.二衬混凝土冲顶时供应不及时、和易性差、振捣不到位，造成局部形成空洞，而在拱顶带模注浆时注浆孔堵塞、注浆材料性能差、注浆工序操作不当等情况下，注浆不能完全消除二衬顶部空洞；

3.由于混凝土存在凝固收缩的弊端，因此在混凝土完成全面凝固之后，会在拱顶出现大小参差不齐的漏洞。

（四）衬砌端头“两带”（环向背贴式止水带、中埋式止水带）与衬砌混凝土之间的空洞成因

1.环向背贴式止水带与防水板粘接不牢固，混凝土浇筑时止水受挤压变形形成板缝空洞；

2.中埋式止水带固定不牢，混凝土浇筑时受挤压变形跑边、褶皱形成板缝空洞；

3.混凝土浇筑时端头堵缝采用土工布，下板二衬混凝土浇筑时未及时清理，形成空洞。

（五）浇筑泵送压力不足的诱因

施工人员在进行二次衬砌混凝土的工作时，在利用输送管将混凝土灌入模板的过程中，如果输送泵压力没有达到施工的要求，则会导致台车模板内混凝土压力问题而不能使模板得到充分的灌满[1]。这种由于泵送操作的压力不足产生的问题，通常与操作人员机械设备本身的运行状态有直接的关系，如果施工人员在进行泵送操作时未能按照规范的操作流程实施浇筑混凝土的泵送操作，或者设备本身存在质量上的问题 ，则都会对泵送操作的压力产生负面的影响。另外，由于施工技术的弊端经常会出现振捣密实性差的现象，因为从振捣技术本身的角度出发，其在实际操作时也有较高的技术性和专业性要求，例如振捣操作的频率和力度，都会对最终的振捣效果产生影响。如操作不到位，不仅会使内部产生空隙和裂缝，也会导致二衬空洞形成的可能性增加。

（六）台车底座支撑不足的诱因

在目前的隧道作业中，施工人员因为过于追求效率，利用方木支垫行车轨道进行混凝土浇筑台车的工作，从而导致隧道临时排水工作出现问题，产生大量的废弃液体。

三、有效防治措施

（一）原材料应用的科学选择

首先，气泡砂浆

在现阶段的二衬空洞防治过程中，气泡砂浆被工程建设所广泛应用在注满空洞的工作进程中。其工作原理是，将特殊的铝酸盐和原始的气泡砂浆进行充分的搅拌，使其融合在一起[3]。这在很大程度上提高了限定注液的可能性，也是目前在空洞防治措施中最为广泛应用的压浆材料。

其次，吸水性材料

吸水性材料在现阶段的高速公路隧道建设中，也对防治空洞建设工作有着至关重要的作用。由于混合剂使通过树脂和速凝剂混合而成的，因此吸水性在很大程度上得到了提高。

再次，JETMS材料

JETMS材料是现代科技化的产物，最广泛应用在工程建设之中。由于其材料双液性的特殊本质，对防止二衬空洞有着非同小可的作用。JETMS材料作为一种无机材料，没有使用其他任何药剂进行配比，不仅可以在流水的条件中进行施工，而且在高速公路隧道建设的过程中，可以有效避免二衬空洞的产生。

（二）因浇筑操作和设备应用原因造成的空洞问题解决

1.具体的处理方法是及时进行回填施工。当在高速公路隧道建设的过程中，如果已经出现了二衬空洞的现象，那么就要进行注浆回填的工作，使空洞可以得到有效处理。当二衬空度在10厘米之内时，要使用Φ42毫米的压注纯水泥浆进行回填，灰和水的比例要在1：0.5的范围之内；如果空洞的高度超过了10厘米，那么就要使用M35的水泥砂浆和Φ42毫米处理压注水泥砂浆，并且要使用减水剂进行配比回填。

2.在进行注浆工作之前，要对空洞的位置和边缘情况利用雷达检测仪器进行全方面的检查，对注浆加固的范围，孔位和数量进行明确的定位，并在对工程现场的实际情况进行仔细的分析，明确注浆顺序和钻孔的方向。

四、结束语

高速公路建设过程中隧道二衬空洞是最为广泛出现的质量问题，对整体高速路的安全有着很大程度的负面影响。如何防止二衬空洞已经成为了高铁工作者的共同目标，首先要全面分析产生空洞的原因，在此基础上利用科学的建筑材料和先进的技术进行合理的防治措施，进一步加强施工过程中的质量管理，使出现二衬空洞的可能性大幅度降低，从而推动高速公路隧道的发展。

参考文献：

[1]张良山.隧道衬砌背后空洞上方落石对衬砌结构的破坏机理及整治措施[J].铁道建筑，2015（6）：63-67.

[2]苏长柄.高速公路隧道二衬错台剖析及防治措施[J].福建交通科技，2013（3）：31-33.

[3]孙立坤，王智勇.公路隧道二次衬砌搭接错台的原因及防治措施[J].吉林交通科技，2002（3）：27-28.

（作者单位：中铁十一局集团第一工程有限公司）