赵守东

（中交一公局华中工程有限公司，湖北 武汉 430000）

0 引言

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。

1 工程概况

该隧道项目处于太行山附近，整体地形为北部较高、西部较低，中间相比于两侧更高，且地形受到构造的影响较为显著，附近存在大量的原始森林以及河谷，隧道项目整体施工较为复杂，需要考虑到地形穗隧道施工产生的影响。图1为路罗隧道线路位置图。

该隧道速度设计为120km/小时，根据相关要求为I级隧道项目，建成后主要用于煤炭资源运输，但是受到地形及结构的影响，隧道施工内容较为复杂，存在多项施工难点。本次隧道项目的使用年限设计为100年，隧道工后沉降要求达到标准规范；为了保证隧道建设质量，排水需要按照防水、排水等多项方式结合的模式，根据工程地质实际情况确定最佳的排水施工措施。本次隧道工程需要严格依据国家规定标准，在隧道使用年限内确保其不会出现质量问题，依据设计方案对施工材料等进行配置，同时对施工技术进行优化，保证施工技术能够符合实际需求；本次隧道工程结构排水防水要求较高，所以需要优化混凝土材料配合比，依据实际情况增加外加剂，比如减水剂以及引气剂等，保证基础材料综合质量。隧道施工战线长，施工工期紧，给施工组织带来了很大的难度。隧道洞身穿越断层破碎带、交叉垂直节理、节理密集带等不良地质带，地质条件复杂，围岩岩性差异性较大，围岩软硬不均，工序转换频繁，工艺复杂。

2 隧道二衬缺陷及病害基本情况及原因分析

2.1 隧道二衬缺陷及病害基本情况

为了保证本次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[1]。

2.2 隧道二衬缺陷及病害成因分析

2.2.1 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在本次工程检查中发现，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[2]。图2为本次隧道工程中混凝土浇筑出现的孔洞问题现场图。④由于泵送压力不足，且混凝土浇筑方法不够科学，在本次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。

2.2.2 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。

2.2.3 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。

3 隧道二衬缺陷及病害整治处理及预防措施分析

3.1 拱部二次衬砌表面剥落整治处理措施

针对拱部二次衬砌表面起皮剥落的部分，在处理过程中，需要采用开凿、磨平以及刮平等方式，对起皮剥落部分进行清除，防止因车辆行驶引起振动导致其脱落，否则会导致行车安全受到很大负面影响。

3.2 二次衬砌厚度不足、背后空洞以及不密实整治处理措施

依据本次工程的二次衬砌病害实际情况，采用检测、锚杆、钢带以及回填注浆等措施对其进行整治处理，在充分考虑到二次衬砌破坏引起的病害问题基础上，通过减少拆换的方式进行整治，具体措施包括：（1）二次衬砌监测处理措施。对于二次衬砌存在厚度不足等问题的区域，需要结合实际情况进行调整，且二次衬砌表面没有裂缝、没有漏水、没有空洞以及存在多重病害问题的施工段，通过采用观测、监测以及实时治理的方式进行处理。（2）回填注浆处理措施。针对二次衬砌有效厚度在设计厚度75%以上，或二次衬砌有效厚度在60%-75%之间、连续长度低于5m的二次衬砌，二次衬砌表面不存在裂纹、没有漏水，但是二次衬砌背后存在孔洞或不密实的，应用回填注浆措施进行整治，注浆采用水泥净浆或水泥砂浆，注浆管采用直径为40mm的特殊结构钢花管，钢花管顶部距离孔洞顶面不超过20mm，注浆管在孔洞位置2m设置一个注浆口孔，每段不少于3个注浆孔，注浆压力设计为0.1-0.5MPa，注浆水灰比设计为0.5:1-1:1之间，灰砂比设计为1:1-1:2之间。（3）锚杆加固处理措施。针对有效厚度在60%-75%之间、连续长度低于5m的二次衬砌，但是二次衬砌表面存在裂缝，没有渗漏水、二次衬砌背后没有空洞等叠加缺陷的，本次工程中采用自动式中空注浆锚杆对二次衬砌背后围岩进行注浆处理，通过注浆能够有效提高二次衬砌背后围岩承载能力，从而降低二次衬砌背后围岩对于二衬的地层压力；在治理过程中，锚杆长度和布置间距按照围岩级别和单双线进行确定，单线隧道、二到三级围岩中，锚杆长度设计为2.5m，布置间距设置为1.5m（环向）＊1.2m（纵向）；四到五级围岩中，锚杆长度设计为3.5m，布置间距设计为1.2m（环向）＊1.2m（纵向）；双线隧道二到三级围岩中，锚杆长度设计为3.5m，布置间距设置为1.5m（环向）＊1.2m（纵向）；四到五级围岩中，锚杆长度设计为4.5m，布置间距设计为1.2m（环向）＊1.2m（纵向）[3]。（4）锚杆与钢带加固处理措施。对于部分厚度不足、连续长度没有超过5m的二次衬砌，如果其设计要求能够达到相关规定，且外观良好、没有裂缝等病害叠加的二衬段，或二次衬砌表面存在开裂、错动等病害达到A1级的，本次工程中采用锚杆与钢带结合的加固处理措施；在处理过程中，钢带采用W260钢带，钢带纵向间距设计为1.0m，钢带利用锚杆外部露出端部的垫板进行加固；锚杆采用自进型中空注浆锚杆，布局间距设计为1.2m（环向）＊1.2m（纵向）；锚杆长度依据单双线进行确定，单线隧道、二到三级围岩中，锚杆长度设计为3.0m、二到三级围岩中，锚杆长度设计为4.0m；双线隧道二到三级围岩中，锚杆长度设计为4.0m、二到三级围岩中，锚杆长度设计为5.0m；在加固过程中，加固范围内的缺陷部位需要向周围延伸不低于1m。（5）预应力锚杆与钢带加固处理措施。针对有效厚度低于设计厚度60%但是不低于10cm、连续长度低于5m的二次衬砌，同时二次衬砌混凝土能够满足设计要求规范，外表良好、没有裂缝等病害叠加的二衬施工段，还有二次衬砌表面存在开裂、错动等病害达到AA级的，本次工程中采用预应力锚杆与钢带结合的加固处理措施；在具体施工过程中，纵向钢带采用W260型钢材，环向钢材应用W250平钢钢材，钢带环向和纵向距离都设置为100cm，结合其他加固方式，确保钢带能够保持稳定，从而能够避免多项问题发生；在拱顶45°范围内采用自进式中空注浆锚杆，其他两端采用预应力锚杆和自进式中空注浆锚杆交错布置，间距设计为1.0m（环向）＊1.0m（纵向），预应力锚杆施加的预应力为60kN，锚杆的具体长度设计，需要依据实际情况进行调整，不同情况下需要采用不同长度的锚杆；针对双线隧道的锚杆设计，在设计方案中已经表明，锚杆设计长度为5～8m；（6）凿除、植筋以及钢筋混凝土嵌补、锚杆以及钢带加固处理措施。针对有效厚度低于设计厚度60%，连续长度低于5m的二次衬砌，在通过现场检查后发现存在开裂以及其他问题的，本次工程采用凿除、植筋、钢筋混凝土嵌补、锚杆或钢带加固的处理措施；在对混凝土进行凿除时，缺口形状需要控制为内部宽、外部窄，构成倒梯形，切口表面需要较为粗糙，但是结构需要致密，不能存在气孔以及孔洞问题；之后采用钢丝刷对其进行冲洗和处理，保证壁面整洁；针对孔洞周围的其他部分，为了防止二次衬砌出现病害问题，采用钢筋加固措施，钢筋安装距离设计以及型号，根据孔洞的实际情况进行确定，在实际应用中具有良好的效果；植筋采用A级锚固剂进行加固；在混凝土浇筑前，需要依据设计方案对隧道排水防水系统进行检测，如果防水板出现破损，需要对其进行修复，保证防水板与初期支护连接紧密；在浇筑过程中，向预留钻孔内浇筑C35微膨胀混凝土，并对其进行充分振捣；浇筑钻孔封口区域需要预埋注浆管，以便于后期对进行压浆[4]。

3.3 二次衬砌缺陷及病害有效预防措施

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因为本次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，使得本次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[5]。

4 结语

综上所述，本文结合具体工程案例，对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。