某既有铁路隧道缺陷整治技术（论文）.pdf

·80· 随着我国建成隧道的不断增多，隧道病害也逐渐增多，既 有隧道病害会对行车安全构成严重威胁。因此，弄清隧道缺陷 的类型、病害形成机理，选取合适的缺陷整治方案，对隧道 正常运营至关重要。姚成华对隧道混凝土结构无损检测进行 了研究，结合案例分析了隧道衬砌层厚度检测的方法。郭海 鹏等分析了隧道衬砌背后空洞的危害、原因及对衬砌结构内 力的影响，从而更好地对隧道病害进行整治。总的来说，隧 道衬砌缺陷种类繁多，缺陷原因不同，整治缺陷所要采取的 措施也不相同，需因地制宜，有的放矢。工程实际中常见的 缺陷整治措施主要有 ：钢筋混凝土套衬、波纹钢板套衬、二 次衬砌结构加固、注浆加固等。以某既有隧道衬砌空洞整治 为研究对象，简要分析了衬砌缺陷处理的技术要点。 1 工程概况 1.1 B
 ? 某既有隧道全长 1 042 m。进口段632 m位于R-5500 m 的 曲线上，其余均位于直线上。洞身主要穿越残积土，全风化、 强风化和弱风化的粉砂岩，等。隧道衬砌缺陷段距离隧道进口 340 m，缺陷长度约 5 m。缺陷段隧道洞顶埋深约 107 m。2010 年5月 20日掌子面掘进至缺陷里程断面时，掌子面全断面为 角砾土稍密，褐黄色，角砾成分为砂岩，含少量方解石，地 下水较发育，掌子面为 V级围岩 ；采用复合式衬砌支护类型， 初期支护采用 C25喷射混凝土（设单层钢筋网） + I20a型钢钢 架， 厚 28 cm，二次衬砌拱墙厚度为 50 cm，采用C35钢筋混 凝土，钢筋布置形式为 ：主筋采用 22@200，纵向分布钢筋 采用 12@250，箍筋采用 8@250。 1.2 Iu???? 施工单位在对该隧道排查时发现，缺陷处拱顶存在掉块 隐患，衬砌内存在脱空情况。隧道缺陷处衬砌空洞，如图 1所示。 为进一步查明拱部衬砌背后空洞分布、大小、深度等情况， 对隧道空洞前、后共 20 m范围采用地质雷达扫描进行了检测， 经检测结果分析得出 ： （1）在检测里程范围内发现空洞一处，空洞纵向长度范 围为0.6~2.2 m，横向长度范围 3.8~5.3 m； （2）空洞位置二次衬砌厚度范围为 7~45 cm，其中最小二 次衬砌厚度为7 cm，最大二次衬砌厚度为 45 cm；空洞深度范 围为10~50 cm，脱空最小位置深度为 10 cm，脱空最大位置深 度50 cm ； 图1 既有隧道缺陷处衬砌空洞内部现状 （3）空洞背后为初期支护，初期支护内未发现明显脱空现象； （4）二次衬砌内发现双层钢筋，实测钢筋间距 22 cm。 综合缺陷现状及检测结果，缺陷展示，如图2~图4所示。 1.3 B
??P??e 根据空洞现状及无损检测结果分析，造成缺陷的原因可 能是在浇筑二次衬砌结构混凝土时，由边墙至拱顶灌注，混 凝土坍落度较小，流动性差，未能全部充填拱部区域，未施 作拱顶回填注浆，造成拱顶形成空洞。 2 缺陷整治方案分析 根据分析结果，采取植筋和混凝土注浆整治措施，对衬 砌拱顶空洞的缺陷进行处理。施工顺序如下 ：缺陷衬砌凿除 + 植筋、锚杆施工+钻注浆孔 +清洗界面、恢复衬砌 +注浆 + 整治效果分析。 2.1 ??Iu?? 缺陷段为钢筋混凝土衬砌，凿除施工相对困难，且凿除 的面积过大，对后续吊模、恢复衬砌施工影响较大，同时会 影响既有线运营。在保证结构安全和满足施工工艺要求的前 提下，采用分区法对有效厚度小于 15 cm的二次衬砌面积进行 凿除，凿除的面积为 3.5 m 2，单次凿除面积以1个天窗时间控制， 衬砌周边凿成内大外小的倒梯形。 2.2 、 &?] 2.2.1 植筋 缺陷衬砌凿除后，在环向距施工缝 25 cm处大里程方向， 在二次衬砌法向植入 6根 22 钢筋，植筋间距为 1 m，钢筋嵌 入衬砌40 cm，且保证没有穿透防水板。在凿除衬砌范围内， 在衬砌底部附近植入 20单层主筋和 20分布筋，以增强衬砌 的连接性和完整性，其中钢筋保护层厚度不小于 5 cm。在植筋 的过