高速鐵路隧道襯砌缺陷整治措施探討

鐘卓綱

（中國鐵路北京局集團(tuán)有限公司北京工務(wù)段，北京 101149）

1 工程概況

1.1 隧道概況

某高速鐵路隧道全長455m，位于直線段，隧道內(nèi)縱向?yàn)閱蚊嫔掀?，坡度?.8‰，設(shè)計(jì)速度250km/h。二襯缺陷段落長10m，里程為：DK89+102～DK89+112。距離隧道出口15m。

1.2 地質(zhì)概況

隧址區(qū)位于丘陵地帶，地形起伏較大，最大高差約30m，植被較發(fā)育。隧道進(jìn)出口地表為殘坡積粉質(zhì)黏土，洞身主要穿越強(qiáng)風(fēng)化-全風(fēng)化花崗巖，最大埋深約25m，全隧為Ⅴ級(jí)圍巖。

1.3 原設(shè)計(jì)襯砌概況

全隧采用Ⅴb型復(fù)合式襯砌支護(hù)。初支采用C25網(wǎng)噴混凝土，厚28cm，二襯采用C35鋼筋混凝土，厚50cm。

1.4 襯砌缺陷概況

通過人工檢測和鉆孔破檢，發(fā)現(xiàn)該段襯砌缺陷情況如下：1）由地質(zhì)雷達(dá)掃描結(jié)果看，隧道內(nèi)K357+209～K358+219缺陷段（縱向10m，環(huán)向4m）二襯厚度為10～32cm（原設(shè)計(jì)二襯厚度為50cm），不滿足設(shè)計(jì)要求，且原設(shè)計(jì)K357+210～K357+214段二襯內(nèi)為雙層鋼筋，實(shí)測二襯內(nèi)鋼筋為單層鋼筋或鋼筋缺失。2）從混凝土襯砌強(qiáng)度反彈測試結(jié)果看，該段襯砌混凝土強(qiáng)度為33.0MPa，不滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度（35.0MPa）。3）根據(jù)鉆孔驗(yàn)證及破檢情況（鉆孔10處，破檢1處），其中有4處在孔深10～22cm之間時(shí)見防水板，且存在脫空，脫空范圍為2～5cm。4）在破檢處有1條環(huán)向長約5m的裂紋，經(jīng)驗(yàn)證，該裂紋為施工冷縫。

2 施工總體方案

2.1 關(guān)于襯砌脫空缺陷的整治

在長期使用后，受鋼筋混凝土襯砌脫空的影響隨之產(chǎn)生缺陷，以所在隧道的襯砌結(jié)構(gòu)特性為基準(zhǔn)，以不影響外層鋼筋有效握裹為基本前提，為之實(shí)行回填注漿方式，在特殊情況下搭設(shè)釬釘。若襯砌厚度≤20cm，與此同時(shí)未握裹鋼筋，需實(shí)行開“天窗”模筑的方式展開施工作業(yè)，所用材料為C40微膨脹細(xì)石混凝土，經(jīng)回填注漿處理后改善襯砌性能。防水板：1）若出現(xiàn)防水板松弛現(xiàn)象，使用小直徑PVC管，借助外層鋼筋適當(dāng)抬升防水板并使其與初支達(dá)到緊密貼合狀態(tài)，2）防水板繃緊且與初支存在較大間隔時(shí)，若內(nèi)支護(hù)厚度相對(duì)不足，此時(shí)可沿著隧道軸線處理防水板，經(jīng)切割操作后再通過焊接的方式將外側(cè)補(bǔ)齊，使防水板處于相對(duì)松弛的狀態(tài)，并遵循1）的方法進(jìn)一步處理，若防水板處于繃緊狀態(tài)，同時(shí)內(nèi)支護(hù)厚度滿足工程要求。

2.2 關(guān)于鋼筋混凝土夾層缺陷的整治

通過鑿除的方式處理缺陷部分，做好清理工作，具體工序有：1）當(dāng)鋼筋外露時(shí)，需要對(duì)該部分進(jìn)行打磨，在其表面涂抹適量改性環(huán)氧樹脂材料，若保護(hù)層厚度未達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際刷涂厚度需超過1mm；2）若鋼筋完全存在于襯砌之中，即未出現(xiàn)外露時(shí)，需使用砂輪機(jī)打磨，在保護(hù)層厚度不滿足工程要求時(shí)，表面處理尤為關(guān)鍵，需要在該處涂抹適量改性環(huán)氧樹脂，厚度需超過1mm。

2.3 關(guān)于襯砌施工縫裂損的整治

若襯砌施工縫在使用中出現(xiàn)掉塊等缺陷，需要做好松弛部位的清理作業(yè)，以實(shí)際深度為準(zhǔn)采取合適處理措施，諸如切口打磨或是噴射混凝土等，并在上述基礎(chǔ)上涂抹適量改性環(huán)氧樹脂。

2.4 關(guān)于止水帶切割缺陷的整治

出現(xiàn)此類病害后，需要將發(fā)生裂損的部分清理干凈，分析支護(hù)帶松動(dòng)情況，做好該部分的割除作業(yè)，特殊情況下可通過注漿的方式加以處理。

2.5 關(guān)于拱部異物的整治

分析襯砌混凝土的表面狀況，若出現(xiàn)注漿管松動(dòng)或是玻璃掉塊等問題，需做好拱部異物的清理工作，可利用手持砂輪機(jī)加以打磨，提升其平順性。

2.6 關(guān)于襯砌裂縫缺陷的整治

在出現(xiàn)襯砌裂損病害后，需分析具體的裂縫狀況，考慮形態(tài)、貫通性等多方面因素，為之制訂可行的處理措施。

2.7 關(guān)于襯砌蜂窩麻面等缺陷的整治

將缺陷處的混凝土塊清理干凈，隨后使用清水處理，針對(duì)缺陷區(qū)域刷涂滲透性材料，持續(xù)操作2次，刷涂3次環(huán)氧膠泥，使得環(huán)氧膠泥能夠有效進(jìn)入到結(jié)構(gòu)內(nèi)部，增強(qiáng)與混凝土的黏接效果。

2.8 驗(yàn)證孔洞處理

部分襯砌出現(xiàn)未鉆透現(xiàn)象，此時(shí)需針對(duì)口部加以處理；若鉆孔完全穿透混凝土，考慮到堵漏效果，需將環(huán)氧樹脂填入其中。

3 施工注意事項(xiàng)及應(yīng)急措施

1）施工中產(chǎn)生的棄渣、廢料不得隨意丟放，可先集中堆放洞口附近的柵欄外，達(dá)到一定數(shù)量后二次倒運(yùn)到附近原渣場。2）當(dāng)隧道變形管理等級(jí)達(dá)到三級(jí)時(shí)，列車正常運(yùn)行；當(dāng)隧道變形管理等級(jí)達(dá)到二級(jí)時(shí)，列車限速慢行；當(dāng)隧道變形管理等級(jí)達(dá)到一級(jí)時(shí)，封鎖運(yùn)行區(qū)間。3）開通時(shí)必須確保工完料清、場地干凈、結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)固。無任何構(gòu)件侵入限界，經(jīng)核查無誤后方可收工，開通線路。4）模板掉落時(shí)及上部結(jié)構(gòu)松動(dòng)的處理。①接觸線斷線、回流線斷線搶修利用雙掛梯或便攜式車梯作業(yè)，將斷線用手拉葫蘆臨時(shí)緊起，脫離接地，用電聯(lián)接短接，保證接觸線高度不低于該區(qū)段規(guī)定最小值5150mm，送電降弓通過；②承力索斷線搶修利用雙掛梯或便攜式車梯作業(yè)，將斷線用手拉葫蘆臨時(shí)緊起，脫離接地，用電聯(lián)接短接，滿足機(jī)車車輛限界要求，送電開通。

4 結(jié)語

目前高速鐵路運(yùn)營隧道襯砌病害整治最安全可靠的措施是采用套襯施工技術(shù)，該措施滿足鐵路運(yùn)營安全和耐久性要求。本文通過對(duì)高速鐵路隧道病害整治套襯的實(shí)踐驗(yàn)證，并經(jīng)過鐵路局各專業(yè)部門組織驗(yàn)收，滿足設(shè)計(jì)及運(yùn)營安全要求。