原创《隧道工程衬砌与病害处治浅述》：本文是一篇关于衬砌论文范文，可作为相关选题参考,和写作参考文献。
[摘 要]文章结合工作经验,先对隧道进行了概述,然后对隧道复合衬砌及处治方案进行了论述,并对隧道二衬混凝土厚度不足、脱空处治方案作了论述.
[关键词]隧道工程 衬砌 病害处治
[中图分类号]U455.91 [文献标识码]A [文章编号]2095-3089（2017）12-0082-01
一、隧道概述
(一)隧道围岩分级
根据隧道工程的地质、围岩的整体性、种类、强度及水文状况,共分为六级,级别越高,岩质越差（2000年以前为类别,类别越高,岩质越好）.Ⅰ、Ⅱ级为坚石,整体性很好,其二次混凝土衬砌基本上是装饰性衬砌,但也有强制性要求,厚度>20cm；Ⅲ级为次坚石；Ⅳ、Ⅴ级分别为弱风化石、强风化石,需在初期支护上增设型钢等结构进行加强防护；Ⅵ级为风化颗粒碎碴及土质,一般在进出洞口段和大断层夹层中,其进洞需增加土层加固措施,如超前管棚、地表注浆加固等措施.
(二)隧道工程常见病害原因
1.混凝土施工中渗漏水通道.①在隧道混凝土施工中,由于没有严格控制混凝土调配比例会导致水灰比过大,也容易導致毛细型渗水,也就是说水分过多混凝土材料在使用中不利于拦截渗水.②在隧道混凝土施工中如果材料不利于拌合,那么泥浆材料将无法缝隙粘结,进而导致出现各种形状缝隙,也会导致渗水病害.③在隧道混凝土施工中,混凝土材料拌合会存在杂物,混凝土浇筑完后杂物腐蚀形成空隙也会导致混凝土缝隙和渗漏,因此这也是隧道渗水的一个原因.④在隧道混凝土施工中没对“三缝”进行密封处理,就会导致缝隙漏水,如果对混凝土隧道缝隙不能进行填补和预防,就会导致隧道工程的渗漏.⑤在隧道工程混凝土施工中,有关部门防水板安装并不合理,没达到相关质量标准也会导致接缝破损,进而导致排水管渗漏,出现渗水现象.
2.隧道衬砌结构破损.隧道结构破损也是导致渗水的原因,因此在隧道施工中,相关部门要加强对结构问题的预防与控制.一般来说,隧道工程结构破损原因有地质因素、设计因素及施工因素.其中反映在施工施工中的问题是比较普遍的,如强度不足、厚度不够、模板变形及浇筑时机不合适等,但地质原因在衬砌结构破损中起主要作用,尤其是地基不均匀沉陷和山体滑移错动.
二隧道复合衬砌
(一)初期支护
软弱围岩段施工必须坚持“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、早封闭、勤量测”的施工原则,初支紧跟掌子面；Ⅳ～Ⅵ围岩初支必须保证尽早封闭成环.初期支护以锚喷混凝土支护为主,辅以型钢、隔栅支架、小导管注浆等加固软弱围岩段（Ⅳ级以下围岩）的支护体系,保障后续工程的施工安全.①按设计布打锚杆（Ⅳ级以下先初喷混凝土后,再打锚杆）,挂网喷射混凝土.②按设计布设型钢或钢筋隔栅支架,分部支护必须做好连接件及锁脚锚杆,锁脚锚杆一般采用2根以上准25中空锚杆且杆长大于3.5m的进行锁定,使钢架安全稳固.③复喷射混凝土达到设计厚度,且将型钢或隔栅完全置于喷射混凝土中,形成初期支护的整体结构.喷射混凝土2h后必须采取正常的喷水养护,时间不小于7d.④初支量测设置：必测项目为拱顸下沉和周边位移,按规范观测,绘制量测曲线,待稳定后,可进入二次衬砌混凝土的施工.⑤初支检测项目：锚杆长度、数量、抗拔力、钢架垂直度、连接件及纵向间距、喷射混凝土厚度、强度等.⑥提高喷混凝土的实体质量,改正操作程序和采取相应的技术措施,提高喷混凝土的密实度,如接长喷射头、喷管,减少回弹,降低造价.
(二)永久性支护
永久性支护的前提条件必须在初期支护沉降、收敛稳定后方可进行进行施工.①挂设防水卷材,要求牢固密贴喷射混凝土面,防水卷材采用真空粘贴,充气检验,形成整体防水体系.②台车就位,通过进料口检查各部位衬砌厚度,合格后台车固定,如不合格,退台车整改,整改后复位待浇灌混凝土.③泵送混凝土由于工作条件的要求,混凝土的水灰比较大,在保证泵送混凝土不堵管的前提下,适当降低水灰比,以减小混凝土收缩变形量.④模注混凝土利用台车进料口,必须两侧对称灌注混凝土,不能产生过大高差而形成偏载,防止不对称偏载对台车不均匀受力而产生位移.⑤拱部混凝土浇筑时,压注混凝土满后仍需继续持压10min,尽可能使拱部不脱空或减轻脱空现象,并预留3个注浆孔（9m台车,注浆孔位1.5m、4.5m、7.5m处分布）.⑥模板台车长度应该控制在9m过长混凝土收缩裂纹增多,过短对施工不利,接缝多处治不利.⑦二次衬砌完成后,应使用地质雷达对二次衬砌厚度、脱空情况选择5条线进行检测,两拱腰和拱顶必须检测,另随机抽检2条和每200m且每种二次衬砌断面形式沿拱圈环向抽检不少于一个断面.
三、隧道二衬混凝土表面裂缝及处治方案
(一)裂缝产生的原因
系混凝土在硬化过程爱温度影响产生收缩和膨胀,其收缩和膨胀受围岩开挖面糙度的制约,而产生表面收缩裂缝.
(二)处治方案
以裂缝封闭为主,构造裂缝以增补强度、钢度为主.①收缩裂缝：根据隧道养护规范规定,大于3mm宽度的裂缝必须修补,3～5mm裂缝采用10cm宽碳纤维布粘贴；大于5mm的裂缝切成V型槽,压注环氧树脂浆液处治.②构造裂缝：不论裂缝宽度大小,构造裂缝必错台,系受力不均所致,必须补强.
四、隧道二衬混凝土厚度不足、脱空处治方案
(一)二衬拱顶脱空
一般脱空均应在浇灌混凝土前预留注浆孔（或重钻注浆孔）压注水泥浆灌满即可.
(二)隧道二衬混凝土厚度不足
1.Ⅰ、Ⅱ级围岩：混凝土二衬主要是起安全储备的功能,其衬砌厚度达到设计的2/3厚且不少于20cm,可暂不作加固处理,但不能评优.
2.其他级别围岩,混凝土二衬起到承重围岩压力的作用,必须进行加固处理.二衬厚度不足（但不脱空）主要原因是严重欠挖,围岩开挖面侵入衬砌断面造成二衬厚度不足,根据检测资料,可按下列方法补强治理：a.二衬检测厚度大于2/3设计厚度,采用外部加固拱厚.b.二衬检测厚度小于2/3设计厚度,采用凿除混凝土及围岩,达到设计标准后,再重新立模压注混凝土.c.二衬内夹杂防水卷材：其治理方案：凿除混凝土20cm以上,植筋胶植准20钢筋（长50cm、孔深25cm、间距50cm）,混凝土槽周边凿除顺直也进行植筋胶植准20钢筋（长80cm、孔深25cm、间距50cm）,使后喷混凝土与原衬砌良好结合,喷射混凝土20cm后,表面打磨装饰涂料.上述处治方案是基于该段围岩为Ⅱ级,衬砌起安全储备作用,且无任何渗漏水现象,如有渗水,喷射混凝土中应增添防水材料.
五、结束语
公路隧道在运营过程中,衬砌会不同程度的出现开裂、渗水、混凝土剥落等现象,直接威胁运营安全,因此研究隧道二次衬砌病害及处治措施具有重要的工程意义.
衬砌论文参考资料：
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