高速公路隧道二衬脱空处治方案

XX至XX高速公路（四川境）工程项目

XX隧道二衬脱空缺陷整治

专 项 方 案

XXXXXXXXXXXXXXXXX有限公司

XX高速项目经理部

2017年6月

XXXXXXXXXXXXXX有限公司 XX高速项目经理部隧道二衬脱空缺陷整治专项方案

目 录

一、编制依据.................................................................................................... - 1 - 二、治理的基本原则........................................................................................ - 2 - 三、隧道衬砌检测缺陷种类及成因................................................................ - 3 - 1、初期支护背后空洞 .................................................................................. - 3 - 2、二衬背后脱空 .......................................................................................... - 3 - 四、隧道衬砌脱空处治方案............................................................................ - 4 - 1、二衬与初支脱空 ...................................................................................... - 4 - 2、初支与基岩脱空 .................................................................................... - 11 - 五、质量保证措施.......................................................................................... - 12 - 1、组织措施 ................................................................................................ - 12 - 2、技术措施 ................................................................................................ - 13 - 3、后期预防保障措施 ................................................................................ - 13 - 六、安全、环保措施...................................................................................... - 14 - 1、安全措施 ................................................................................................ - 14 - 2、环保措施 ................................................................................................ - 14 -

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XX至XX高速公路（四川境）工程项目

隧道二衬脱空缺陷整治专项方案

XX高速公路（四川境）工程主线段：K0+000～K28+894.769，线路长为28.944 km；丽攀连接线LK26+190～LK38+245.854，线路长12.058km；路线总长41.002km，共计隧道5座，分别为中坝隧道、宝鼎1号隧道、宝鼎2号隧道、灰嘎隧道、半边街隧道，隧道总长26601延长米，占全线比例64.9%。

一、编制依据

(1)《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009)

(2)《公路工程质量检验评定标准 第一册(土建工程)》(JTG F80 1-2004)；

(3)《公路隧道养护技术规范》(JTG H12-2003)；

(4)《公路工程竣(交)工验收办法实施细则》(交公路发〔2010〕65号；

(5)《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2013)；

(6)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(TGB 50204-2002)； (7)《地下工程防水技术规范》（GB50108-2010）； (8)《地下工程渗漏治理技术规程》(JCJ/T212-2010)； (9)本工程项目施工图及相关图；

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(10)其它项目隧道衬砌质量缺陷整治经验。

二、治理的基本原则

(1)对每一座隧道衬砌质量缺陷建立缺陷台账，并对于质量缺陷段要进行验证，并以最终验证的结果为准。在检测报告出来后会同检测单位等，对检测报告中缺陷段落通过目视、敲击听空音、钻孔等方法进行检查验证，确认衬砌背后空洞缺陷范围，必要时通过取芯、破检、摄影、摄像等方法进行验证。验证后对检测资料进行修正、补充和完善，并对衬砌缺陷进行重新分级，确保检测、检查资料符合现场实际，并据验证后的资料进行整治，整治时按照先难后易、先严重缺陷后轻微缺陷、先拱部后边墙的整治程序进行。

(2)每一座隧道建立一张隧道缺陷展开图，把本隧道所有的砼脱空缺陷情况全部标注在图中，并且标明二衬模与模之间的施工缝位置。

(3)坚持按照技术准备、现场准备先行原则，有计划、按重点开展。技术准备重点是专项方案经过审批，现场检测发现问题核对清楚、现场里程标志、问题部位核查标定明确；现场准备重点是：人员到位、技术交底到位，现场作业平台、模架、设备、机械、材料到位，仪表、器具已鉴定并在有效期内。

(4)按照问题分类，针对各类问题的集中程度、严重程度、范围大小等具体情况，采取对问题集聚、严重、突出的段落优先处理，零星部位次之的顺序处理。整改过程中必须规范处理程序，按规定记录、

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总结处理经验，为后续处理提供理论基础和实践经验的支持。

(5)坚持处理工序完成一道验收一道，各项记录签认完善一道，隐蔽一道，确保一次到位，不留后患。第三方检测单位和项目经理部质检科全程配合，缺陷处理后采用地质雷达再次验证，现场要准确标出详细部位和范围，确保处理范围对问题全覆盖、不扩大。

三、隧道衬砌检测缺陷种类及成因

1、初期支护背后空洞

初支背后空洞主要是由于工人责任心不强，初期支护混凝土喷射出现不密实或空洞，或者是开挖后有渗水，将喷砼冲走，导至喷砼背后出现空洞。 2、二衬背后脱空

二衬背后脱空主要形成原因如下：

(1)局部存在超挖现象，且形成较深的，在挂防水板以前没有将凹坑及不平整地段用砼或砂浆抹平处理，致使初支面不平顺，防水板挂设松弛度不够，形成一个空腔。

(2)防水板挂设张弛度不适。防水板如果挂设太紧，会造成防水板与初支面之间留下空隙；防水板如果挂设太松，在混凝土浇筑过程中会因受挤压形成褶皱，在褶皱之间留下空隙，也会形成脱空。

(3)混凝土在浇筑过程中振捣不充分、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，在拱部形成空洞。

(4)拱部混凝土浇筑时，由于泵送压力或浇筑方式、观察不到位

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等问题，致使拱顶位置浇筑不到位，留下空洞。

(5)端头模板拼接不严实，混凝土浇筑完成后在凝固过程中接缝处出现漏浆、跑浆，使拱部混凝土下落，形成空洞。

(6)混凝土和易性差，出现离析现象，加之振捣不到位，浇筑后的混凝土极易出现不密实的情况；浇筑拱部混凝土时，混凝土塌落度过小，泵送入模的混凝土流动性差，加之振捣不到位，局部将出现混凝土未浇筑到位而留下空洞。

(7)浇筑二衬混凝土时，提前停止混凝土泵送浇筑，且没有进行充分振捣，造成二衬混凝土没有与初期支护密切结合，而在拱部形成空洞。

四、隧道衬砌脱空处治方案

首先根据自检和第三方检测结果，确定隧道混凝土缺陷的位置、大小、长度、深度等参数，综合确定缺陷的严重程度，根据问题的严重程度进行综合分析，采取不同方法综合治理。对脱空的问题，要钻孔确认。治理后再进行复检，复检不合格的再重新整治。 1、二衬与初支脱空

衬砌背后存在的空洞及不密实体,是影响衬砌结构及隧道运营安全的主要病害,应采取注浆等措施进行充填。根据脱空深度、有效衬砌厚度及脱空深度加上有效厚度不能满足设计厚度等情况采取不同的处理方法。首先依据检测、验证资料，选择处理方法。

(1)衬砌背后脱空（有空洞）整治量化指标

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根据公路工程竣(交)工验收办法实施细则，将隧道衬砌衬砌背后脱空进行指标量化，将隧道衬砌背后单个空洞面积为基本原则进行量化确定缺陷等级。

表1 二衬与初支脱空（有空洞）整治量化指标 缺陷等级 缺陷项目 单个空洞面积（m2） 衬砌背后有空洞 1 轻微 S≤1 对行车安全无影响 2 较严重 1＜S≤3 对行车安全尚未产生影响 3 严重 3＜S≤5 存在危及行车安全可能 4 极严重 S＞5 已经危及行车安全 安全等级评定 注：S为衬砌背后单个空洞面积（m2） 在对二衬与初期支护间脱空进行处理时，原则上属于较严重及以上的缺陷均应进行处理。

对脱空区域钻孔（?42钻孔）注水泥砂浆或细石砼填充二衬背后空洞，钻孔间距1.0X1.0m交错布置，浆液配合比采用0.8:1，并通过现场试验进行调整，当地下水为侵蚀性环境时，所用材料应根据侵蚀环境类型采用耐侵蚀浆材，注浆压力控制在0.2PMa以内。

(2)施工工艺：钻孔→埋管→制浆→注浆→检测→清理 ①注浆处理前相关准备

核对施工里程，必要时钻设Φ25mm孔进行脱空和混凝土不密实部位核对，对核实存在的缺陷区进行标识，做到标识清楚，编号有序，不致于盲目施工。

②钻孔及安设注浆管

利用梯架作业平台，对检测及已经核对的空洞进行标识，准备钻孔及安设注浆管，施工方法如下：

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先注低处孔，后注高处孔。要求钻设不得小于2个有效孔，一个在空洞较高处，作为排浆孔和观察孔，一个在较低处，做为注浆孔。钻孔前应注意观察衬砌回填泵达砼口和隧道坡度方向，一般来说脱空空洞位于远离泵送口且位于上坡最高处，在此钻设做为排浆孔兼观察孔。在预计空洞较低处钻设另一孔作为注浆孔。采用冲击钻钻孔，钻孔直径为Φ42mm，孔口管直径Φ32mm。先采用30cm短钻杆钻孔，待钻至约20cm，根据地质雷达扫描长度换设长钻杆继续施钻，直至钻进混凝土还有约5cm即将钻通时，采用人工钢钎缓慢打孔，钻通二次衬砌厚度，找到脱空处。

钻孔间距按1.0mX1.0m布置，实际施工中按空洞大小、缺陷范围等作调整。

在钻设的过程中注意严禁将防水板钻通、钻破。排浆孔锚管深入距防水板约1cm处，尽可能伸出砼面，以便于排浆和验证是否注满浆液；注浆孔锚管深入空洞约5cm即可，以便于浆液注入。孔口管采用植筋胶锚固，注浆过程中，相邻孔应设置孔口塞，以免跑浆。

发现需要脱空处理的位置，前后1～2道施工缝要做密封膏进行封闭，以防止灌浆的时候施工缝漏浆（因为存在个别止水带施工期间安装不到位，混凝土振捣不密实，拆模期间接头处混凝土崩边等现象，注浆期间漏浆，所以要封堵）

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图1 钻孔布置示意（隧道中线上的孔为观察孔、泄浆孔）

?注浆操作

注浆材料要求需具有良好的流动性，选用的注浆泵、管接头、闸门控制系统等设备应保证浆液流动畅通并尽可能减少注浆液收缩，接头牢固可靠。

注浆液采用膨胀水泥砂浆，建议配合比0.8:1，通过现场试验后确定。注浆浆液采用搅拌机二次拌浆，确保搅拌质量。

注浆机压力控制在0.2MPa，注浆尽可能一气呵成，直至排气孔排出均匀浆液，要求注浆孔和排浆孔均应设置浆液阀，出浆孔应设浆

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液回浆管，回流浆液流入搅拌料储料桶。当排浆孔无空气流出时，关闭出浆孔阀门稳压慢慢注5min即可停止注浆。

施工前进行压浆试验，并通过试验结果调整注浆参数。 应对钻孔进行编号，钻孔及注浆过程中应对钻孔、注浆压力、注浆量等参数进行记录，根据钻孔情况确定注浆钢管长度。

注浆过程中应严密观察衬砌状况，若发现衬砌有异常、变形、开裂或既有裂隙有加速发展的趋势，则应立即停止注浆，以确保衬砌安全。注浆完毕后应及时采取封堵措施，防止浆块掉落，影响行车安全。

根据记录分析判断注浆效果，必要时，等浆液达到设计强度后，钻检查孔检查注浆效果，注浆不密实或仍有空洞时，应钻孔补注浆，以确保衬砌背后空洞充填密实。

④注浆过程中可能出现的特殊情况处理

在注浆过程中可能存在前后几板环向施工缝漏浆的问题，在注浆过程中应加强观察，当发现施工缝或冷缝有漏浆时，应及时调浓配合比，对漏浆点及时采用麻筋封堵，待停止漏浆后将其取出。如因实在难堵漏浆时，可采取间歇注浆或隔夜注浆方式处理，确保注浆效果。

⑤关于钻孔过程中防水层的保护措施

如果处理的段落没有水，防水板背后还有脱空，且脱空面积大于3m2则可以打穿防水板；如果防水板背后没有脱空，则不必打穿防水板。如防水层需要保护，则在处理背后脱空中，采用冲击钻和风枪进行钻孔，根据检测报告确定实际二衬厚度，依据设计厚度选用不同长度的钻头，原则上选用的钻头比设计厚度短5cm以上，防止钻透防水

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层，如由于超挖衬砌厚度超厚，则依据实测厚度，选用短于实际厚度10cm以上的钻头。待钻至位置后，因没有钻透混凝土，则采用人工钢钎逐渐凿进，或根据空洞大小按实际厚度选定钻头长度。

⑥注浆完成后，封堵注浆孔。先凿出10cmX10cmX8cm的楔形孔，孔底尺寸为13cmX13cm，将孔清洗干净，后采用膨胀水泥砂浆封堵注浆孔，膨胀剂物理性能指标应符合《JC476-2001混凝土膨胀剂建材行业标准》，胶凝材料(水泥、膨胀剂和掺合料)的总量最少用量为50kg/m3，膨胀剂用量不宜大于15%，不宜小于10%，水胶比不宜大于0.5。达到强度后将砼表面打磨平整。

图2 注浆孔封闭示意图

⑦施工过程中如遇以下情况立即启动预案 A二衬开裂

注浆时，严格控制注浆压力按照设计压力，并派专人旁站观察注浆位置二衬是否有开裂，如开裂应立即停止注浆，调查裂缝位置、大

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小及贯通情况，分析裂缝对结构的影响，如存在较大隐患应对该段衬砌进行破除后重新浇筑。

B注浆压力异常变化

注浆过程中，时刻注意泵压和流量的变化，若吸浆量很大或压力突然下降，注浆压力长时间不上升，应查明原因，如注浆孔漏浆，可采用锚固剂进行封堵。

C施工缝等漏浆

注浆时邻近施工缝出现漏浆，应减小压力或暂停注浆，对施工缝进行封堵后再进行注浆，注浆完成后对施工缝进行打磨处理。

D机械故障

注浆机在施工过程中出现故障，应及时更换备用设备。 ⑧施工操作要点及要求

A钻孔前，精确测定钻孔的平面位置、实际施工厚度等。 B施工中应严格控制钻机偏移及卡钻。

C注浆过程中做好注浆记录，记录每孔的钻孔情况、注浆压力、浆液流量、注浆量，以及注浆过程中发生的事故等，为效果分析提供数据。

D衬砌钻孔处一定要采用毛刷将钻的孔清刷干净，采用四周涂刷快凝的环氧树脂封堵密实。

E严格进行注浆效果评定，符合要求时才能结束注浆作业。当未达到注浆效果时，应进行补孔注浆。

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2、初支与基岩脱空

根据检测资料对脱空区域采用钻孔（?42钻孔）注浆填充初支背后空洞或不密实区，钻孔间距1.5X1.5m交错布置，钻孔深度穿入基岩面不小于1.0m,注浆材料：初支背后脱空，采用水泥砂浆，初支背后不密实采用纯水泥浆，浆液配合比采用0.8:1,并通过试验调整。当地下水为侵蚀性环境时，所用材料应根据侵蚀环境类型采用耐侵蚀浆材，衬砌为素混凝土时，注浆压力控制在0.5PMa以内，钢筋混凝土衬砌时控制在1.0MPa以内。

注浆时孔口设置?32孔口管，并用植筋胶固定于?42注浆孔内，注浆过程中，相邻注浆管设置孔口塞，以免跑浆。

注浆时隧道纵向应由下坡方向向上坡方向进行，横向应先注边墙孔，两侧孔，再注拱顶孔。

应对钻孔进行编号，钻孔及注浆过程中应对钻孔、注浆压力、注浆量等参数进行记录，根据钻孔情况确定注浆钢管长度。

具体注浆工艺见前面衬砌与初支脱空小节。

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图3 注浆钻孔布置示意图

五、质量保证措施

1、组织措施

(1)成立缺陷处理机构：成立以项目经理部经理罗春雨为组长，总工程师李凌姜同志为副组长，项目经理部质检科长许川、各项目分部项目经理、总工为组员的领导小组，把好施工质量关。

(2)加强现场指挥调度工作，项目分部派技术人员24小时值班，进行旁站施工。

(3)建立严格的奖罚制度：项目部实行分工责任，从上到下每个人明确自己的职责，责任到人，施工中出现质量问题，项目部追究责任，一查到底，并进行经济处罚，对干的好的个人，进行奖励。

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组员：质检科许川 组长：罗春雨 副组长：李凌姜 组员：项目分部经理 组员：项目分部总工 作业班组 图4 缺陷处治领导机构

2、技术措施

(1)缺陷处理专业性比较强，一般的工人来施工难以达到要求，所以，在施工前应完善技术交底制度，明确技术要求，质量标准，安全措施，明确交底人和接受交底人间的责任，以便更好的施工。

(2)提前编制、报审切实可行专项施工方案，指导施工工作顺利开展。

(3)加强现场施工三检制度，做好自检、互检、交接检记录，确保每道工序有序可控。

(4)做好施工过程控制资料和检查资料的整理、收集工作，严格做到资料和施工同步，使整个工程有序可控、有据可查。

(5)在施工期间，加强与业主、设计、监理等各单位的沟通、协调工作，使工程顺利开展。 3、后期预防保障措施

(1)加强技术交底与技术培训，让在场的二衬作业人员从思想确保施工质量。

(2) 建立奖惩制度，奖优罚劣，让每位工人对施工行为负责。

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(3)根据设计文件施工时预留注浆孔，施工完成后采用木锤轻轻敲击二衬，发现有空洞及时注浆，保证二衬背后密实、饱满。

(4)项目经理部与集团检查公司签订合同，定期对所有标段二衬进行雷达波扫描，发现空洞及时通过预留孔注浆。

六、安全、环保措施

1、安全措施

(1)施工前对全体作业人员进行培训，增强施工人员安全意识。 (2)施工时必须选用经检验合格的料具，防止机械事故的发生。 (3)施工作业平台必须搭设牢固、平整，高空作业人员必须佩戴安全带。

(4)注浆作业人员必须按要求配带防护用品，不得直接接触浆液。 (5)施工的各班组间，应建立完善的交接班制度，并将施工、安全等情况记载于交接班的记录簿内。工地值班负责人应认真检查交接班情况。

(6)所有进入隧道工地的人员，必须按规定配带安全帽等安全防护用品，遵章守纪，现场有专人指挥。 2、环保措施

(1)注浆废浆液运至弃碴场掩埋处理。 (2)应采取有效措施防止浆液遗洒。

(3)浆液的配制量应计算准确，随拌随用，剩余的浆液不得随意泼洒。

(4)注浆作业完成后应及时对场地进行清理。所使用的机械设备

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按要求归位，以满足文明施工的要求。

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