隧道初支空洞檢測及處理方案
更新時間：2021-07-15 15:00
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隨著國家對隧道工程投入的增大，隧道時速的增加，隧道建設出現(xiàn)的各類問題也越來越多，尤其是隧道的初支空洞問題。隧道初支是隧道對圍巖穩(wěn)定性的直接受力體，初支如果出現(xiàn)空洞將會極大的影響到隧道的安全。因此國家對隧道的安全質(zhì)量的要求也越來越嚴格，安全質(zhì)量問題的排查刻不容緩，必須要保證隧道施工的安全質(zhì)量，才能更好的杜絕隧道事故的發(fā)生。尤其是隧道的初支空洞問題，在這里，提出一種隧道初期支護空洞檢測及處理方案。
關鍵詞：隧道；初期支護；空洞；檢測；注漿
1工程概況
南平市延平區(qū)水南街道后嶺下村九峰山2#隧道出口為淺埋暗挖客貨共線雙線隧道，列車設計時速200km/h，全長1851m，由于地形環(huán)境復雜，隧道出口人口較多，一般沒有地下深基礎，對于施工安全、環(huán)境的保護及水土保持有相當高的要求，埋深最最淺處僅為10m。圍巖為燕山早期花崗巖與侏羅系黎山群石英砂巖侵入接觸，無軟弱結(jié)構(gòu)面，巖體較完整。節(jié)理裂隙較發(fā)育，風化較強烈。地下水主要為基巖裂隙水，較發(fā)育。
2檢查方案
2.1隧道初支錘擊回聲檢測方法
用初支檢測錘擊打噴砼初支表面，利用敲擊回聲分辨初支背后是否有空洞，并做出相應的記錄。
如圖1
2.1隧道初支鉆孔檢測方法
縱向5m、環(huán)向3m一個鉆孔，用手電檢測觀察初支是否有空洞，尺子量測初支厚度，并做相應的記錄。如圖2
2.1隧道初支鉆孔檢測方法
應用地質(zhì)雷達檢測初支厚度及是否有空洞，檢測隧道斷面七道線，分別是拱頂一道線、兩側(cè)拱腰兩道線、兩側(cè)起拱線兩道線、兩側(cè)邊墻兩道線。并做出相應的記錄。如圖3
3原因分析
3.1九峰山2#隧道出口主要受鉆孔精度、爆破技術(shù)、施工組織管理等因素的影響，開挖超欠挖現(xiàn)象比較嚴重，針對此現(xiàn)象進行以下原因分析：
①開挖循環(huán)進尺過大，未遵循“短進尺，弱爆破”的原則。也未能及時修正爆破參數(shù)，難以保證開挖斷面有良好的爆破效果；
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②人工鉆孔未嚴格按設計要求施工，主要存在的問題有：周邊眼間距普遍大于設計間距，外插角度誤差較大，布眼不均勻。掏槽未采用雙層斜眼楔形，輔助眼密度過稀，為根據(jù)巖體軟硬變化程度調(diào)整；
③爆破裝藥量未嚴格按照爆破設計規(guī)定裝藥，雷管段號用普通雷管代替，并且為了減少補炮而加大裝藥量，對圍巖造成破壞，易形成超挖；
④施工時鉆孔外插角誤差過大，造成兩茬炮相接處超挖；
⑤圍巖層理、節(jié)理發(fā)育，層間結(jié)合力弱，極易滑塌；
3.2初期支護工序混亂
在未對開挖巖層表面進行清理及超挖區(qū)域掛設鋼筋網(wǎng)，噴射砼補平的工序下，直接立工字鋼架、錨桿施工和布設鋼筋網(wǎng)片，為空洞的形成創(chuàng)造了條件；還有鋼筋網(wǎng)片施工工序錯誤，對噴射砼直接接觸巖面起到了一定阻礙作用，特別是鋼架后面和邊角處，不易噴實，初噴施工時間延長3～4h，圍巖在此期間沒有約束，易變形，形成空洞。
4處理方案
根據(jù)檢測確定的初期支護混凝土脫空范圍和密實度，分三種情況處理：初期支護脫空范圍較大或脫空深度較深處（破檢查驗，含初支噴砼厚度超過50cm深度或面積超過1m?），將脫空范圍的噴射混凝土全部鑿除，根據(jù)脫空的深度確定是采用掛多層網(wǎng)片噴射混凝土還是單層網(wǎng)片噴射混凝土的處置方法（如圖4）；脫空深度較小或僅僅是混凝土和圍巖之間有少量間隙，采用注漿機向脫空處壓注水泥砂漿的方法對脫空或空隙進行處理；噴射混凝土不密實部位，鑿除后掛網(wǎng)補噴。
5注漿作業(yè)
5.1機具配置
電動空壓機1臺，風鉆4臺，注漿機1臺，砂漿攪拌機1臺，全站儀1套
5.2勞動組織
空壓機司機1人，鉆孔4人，注漿6人（含拌料）、鑿槽埋管2人
5.3材料準備
P.O 42.5水泥、φ32*3.25mm熱軋鋼管
5.4作業(yè)條件
注漿前應清理預埋的注漿管，將管內(nèi)雜物和混凝土清理干凈；注漿機壓力性能表良好，高壓管暢通；對機械設備、風水管路、電纜線路等已進行全面檢查及試運轉(zhuǎn)；作業(yè)區(qū)有良好的通風和足夠的照明裝置；初支背后注漿，必須待噴砼完成28天才能進行；如圖5
5.5施工操作工藝措施及主要做法要求
5.5.1工藝流程
埋設注漿孔、埋設注漿管、漿液配置、檢查注漿設備、灌注漿液、注漿完成
5.5.2施工操作要點及要求
5.5.2.1施做注漿孔
縱向施做注漿孔，注漿孔為鉆孔埋設，根據(jù)脫空面積大小區(qū)別布設。連續(xù)脫空部位，環(huán)向間距0.6m，縱向間距0.5m；獨立脫空較小部位，一次注漿完成，空洞較大部位，初期支護脫空范圍較大或脫空深度較深處（含初噴砼厚度超過50cm），將脫空范圍的混凝土全部鑿除，鑿出后根據(jù)脫空的深度確定是采用掛多層網(wǎng)片噴射混凝土還是單層網(wǎng)片噴射混凝土的處置方法，直到密實。
5.5.2.2埋設注漿管
利用破檢孔洞埋設注漿管，注漿導管采用φ32*3.25mm熱軋鋼管，長度為40cm，當有超挖時適當加長，注漿管迎水面位置應與圍巖密貼。
5.5.2.3漿液配置
（1）注漿采用M20水泥砂漿，水泥漿由普通硅酸鹽水泥和水攪拌而成
（2）灌注漿液
注漿管與注漿機連接好后，排除管內(nèi)空氣，調(diào)整好注漿壓力，啟動注漿機開始注漿，注漿應在距封閉成交底內(nèi)容：注漿離掌子面5m外進行，注漿時先注兩側(cè)孔，后注拱頂孔。注漿壓力一般為0.3～0.5Mpa。注漿終壓力0.5Mpa。注漿時隨時觀察壓力和流量變化。當壓力逐漸上升，流量逐漸減少，注漿壓力達到終壓時，穩(wěn)定2min，可結(jié)束本次注漿。（3）堵孔
注漿完畢后，用棉紗封堵注漿管，以防止?jié){液從管內(nèi)溢出。
（4）監(jiān)控量測
注漿過程中測量人員使用全轉(zhuǎn)儀對隧道拱頂下沉，凈空變化加強監(jiān)控，防止一次性注漿過快過大導致鋼架變形，同樣注漿結(jié)束后，使用全站儀加強對初支變形監(jiān)控量測。
5.6質(zhì)量要求
5.6.1主控項目
漿液配合比應符合設計要求；
初支背后注漿應保證回填密實；
5.6.2一般項目
注漿壓力、注漿量應符合設計要求；
注漿孔的數(shù)量、布置、間距、孔深應符合設計要求；
注漿范圍符合設計要求；
注漿應在初期支護混凝土強度達到設計強度后進行；
6注意事項
6.1安全注意事項
施工中，應定期檢查電源線路和注漿設備的電器部件，確保用電安全。
經(jīng)常檢查和清洗注漿管，防止堵塞，發(fā)現(xiàn)問題應及時處理。
注漿平臺安置平穩(wěn)，洞內(nèi)車輛通過支架時，必須慢行，并有專人指揮，防止撞擊支架。
注漿作業(yè)時，作業(yè)人員應使用防塵用具和膠皮手套。
當泵壓出現(xiàn)異常增高，應立刻停機，排除故障后方可使用。
注漿管連接必須牢固、接頭設置連環(huán)扣，防止注漿管接頭脫落傷人。
6.2環(huán)保注意事項
應優(yōu)先選用對環(huán)境影響小的漿液；應采取有效措施防止?jié){液遺灑；漿液的配置量應計算準確，隨拌隨用，剩余的漿液不得隨意潑灑。
較小的空洞和缺陷，進行壓漿填充，再用地質(zhì)雷達檢測，直至密實為止，需注意的是，本可以用水泥凈漿液填充，因水泥凈漿液凝固后收縮，再次檢測仍然存在空洞，必須要1：1的水泥砂漿填充
7安全、質(zhì)量及環(huán)境保護措施
鉆孔應嚴格按所給的孔位進行，鉆孔過程中經(jīng)常觀察造孔走向，當發(fā)現(xiàn)有較大偏差時應及時進行糾正。
注漿時嚴格按注漿配合比施工，并根據(jù)注漿結(jié)束條件適時結(jié)束注漿作業(yè)。注漿過程中及時、完整的填寫注漿記錄。
注漿時應觀察噴射混凝土表面裂隙的發(fā)展情況，并采取措施確保注漿效果。
施工時應佩戴好安全防護用具，并設置專職安全員隨時觀察圍巖變化情況。
注漿作業(yè)完成后應及時對場地進行清理，所使用的機械設備按要求歸位，以滿足文明施工的要求。施工時應佩戴好安全防護用具，并設置專職安全員隨時觀察圍巖變化情況。
注漿作業(yè)完成后應及時對場地進行清理，所使用的機械設備按要求歸位，以滿足文明施工的要求。
8結(jié)語
隧道初支空洞是隧道安全質(zhì)量控制項目中相當重要的一項，絕不能有半點疏忽。隧道初支是隧道圍巖穩(wěn)定性的直接受力體，若存在空洞將會給隧道安全行車帶來不可估量的損失。所以，對于隧道初支空洞的檢查，我們必須采取各種檢測空洞措施層層把關，發(fā)現(xiàn)及時做出相應的處理措施，堅決不允許隧道初支空洞的出現(xiàn)。
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