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浅析隧道二衬空洞的成因及防治加固 陈 春（中铁二十四局福建铁路建设集团有限公司，福建 福州 350011）摘 要 文章分析了隧道二衬空洞产生的原因，并从防水板挂设、混凝土浇筑、台车支垫、人为因素等方面采取防治措施，以期杜绝二衬背后脱空，并简述空洞处理措施。关键词 隧道；二衬空洞；成因；防治；处理措施；注浆0引言随着高速铁路的不断发展，隧道在线路的比例越来越 重，以温福线为例，2009 年通车的温福铁路总长 298.4km，其 中隧道长度为 140.5km，占线路总长度近 50%。目前高速铁 路隧道多采用复合式衬砌结构，隧道二次衬砌空洞是一种常 见质量缺陷。二衬空洞造成二衬厚度不足，结构受力特性变 差，并引起二衬开裂、渗漏水、掉块甚至塌方，给线路运营带 来极大的安全隐患，许多高铁线路不得不对二衬空洞进行分 析研究和加固。二衬空洞到底是如何形成的？在施工中有哪 些防治措施？出现二衬空洞该如何处理？这些都是许多建设 者共同关注的问题。1二衬施工方法及空洞类型目前国内高速铁路隧道主要采用新奥法施工，一般都采 用初期支护、专用防水层和二次衬砌构成的复合式衬砌。目 前二次衬砌基本都采用模板台车浇筑，如图 1 所示。压满后封口，拆除泵送管。从大量的检测结果和现场整治情况来看，二衬空洞主要 分布在每一模衬砌的两头和中部，以及在部分超欠挖处引起 的边墙脱。这些都与隧道施工工艺及质量控制密不可分。 2隧道二衬空洞的成因与防治隧道二衬空洞与施工工艺、原材料配合比和施工机械设 备均有密切关系。通过这几年对高速铁路隧道二衬病害整治 施工情况了解，总结分析出七个方面造成二衬空洞的原因。 2.1 防水层松铺不足造成脱空由于隧道超欠挖现象普遍，隧道初支面不平顺，局部存 在较深的凹坑，防水板挂设后形成一个空腔，因防水板松弛 度所限，在混凝土浇筑后形成空洞。但如果加大混凝土泵送 压力，有可能挤破防水板，造成漏水。为了防止此类空洞的出现，防水板挂设前应先对初期支 护喷射混凝土进行检测，不满足要求的应进行补喷整平。外 露的锚杆头及钢筋网头应齐根切除，并用水泥砂浆抹平，使 混凝土表面平顺，同时，防水层的铺挂必须保证足够的松铺 系数。2.2 混凝土收缩造成脱空混凝土有凝固收缩特性，即使模板内灌满，待混凝土凝 固后，拱顶仍不可避免出现些小空隙。如果混凝土浇筑时水 灰比过大，待凝固时收缩性会更大。为了避免由于混凝土收缩性而产生空洞的主要方法从 原材料下工夫，混凝土原材料中添加膨胀剂，降低混凝土凝 固收缩；添加减水剂，减小混凝土水灰比，提高混凝土流动 性。2.3 浇筑泵送压力不足和振捣不足造成脱空二次衬砌混凝土大多采用混凝土泵通过输送管灌入模 板，由任何原因造成的输送泵压力不足都会导致台车模板内混凝土压力不足而不能充分灌满模板，特别是一些边角和距图 1 模板台车（上为侧视图，下为台车内部正视图）在混凝土浇筑中，首先通过模板台车两侧的观察孔向模板内泵入混凝土，泵至观察孔位置时封闭观察孔，再从上一 排观察孔泵入。拱顶部分通过模板台车顶部的泵送孔压入，·58·施工技术■第 1 期（总第 165 期）离较远位置。混凝土模板内的阻力，混凝土与模板面、泵送管的摩阻，模板内的钢筋阻拦，位置高处势能损失，接口压力损 失等都会影响混凝土的浇筑。混凝土在浇筑过程中振捣不密 实，内部存在气孔、空洞等，上部混凝土浇筑完成后在自重作 用下下沉，在拱部造成空洞。尤其要注意端头模板，拼接不密 实，浇筑过程中容易造成压力损失，而且在完成后在等强过 程中从接缝里漏浆、跑浆，使拱部混凝土下落，形成空洞。为此，施工中要定期对泵送设备进行维护、保养，保证泵 送压力最大化。每次泵送完成，要完全清洗泵送设备和管道， 保证设备和管道无混凝土残留，从而减小混凝土泵送阻力。 泵送管与台车泵送口要衔接密实、牢固，减小压力损失。模板 各个衔接处在浇筑前要注意检查，在浇筑过程中要安排专员 检查是否由于模板内压力而使衔接处错位。2.4 衬砌台车底座支撑不牢固造成脱空目前隧道施工中，为了效率，在混凝土浇筑过程中台车 多采用方木支垫行车轨道，由于隧道临时排水不畅，滞留水 较多，使得衬砌台车附近较潮湿，方木容易糟烂，在混凝土浇 筑后方木易被压碎引起台车下沉，造成混凝土浇筑过程中或 浇筑后变形下沉。为了避免这种台车下沉问题，应做隧道临时排水，防止 方木长期被水浸泡。现场管理人员要定期检查方木受压能 力，防止混凝土浇筑后被压碎引起台车下沉，同时衬砌台车 在使用过程中要定期检查、维护，防止台车变形。2.5 泵送口角度不合理或选择不当造成脱空二衬台车一般在拱顶设置有三个或三个以上的泵送孔， 为了方便这些泵送孔大多垂直于模板面，在混凝土从管内进 入模板，流动方向改变为 90°，由此会带来泵送压力损失， 从而造成压力不够形成局部出现脱空。为