鐵路隧道常見缺陷及整治措施

1、鐵路隧道常見缺陷及整治措施摘要：隨著交通基礎設施的快速發(fā)展，高等級鐵路建設了一大批隧道投入運營， 大大改善了交通環(huán)境，但隧道建設過程中和運營后陸續(xù)暴露出諸多缺陷病害，已 成為影響鐵路運營的重大安全隱患。尤其是高速鐵路隧道，受施工技術條件的限 制，出現(xiàn)隧道襯砌厚度不足、背后脫空、裂紋、滲漏水等情況，嚴重危及行車交 通安全，因此需要我們在鐵路隧道質量缺陷防治上下功夫，要研究把消缺前置。1.1目的（1）樹立系統(tǒng)化理念，強化技術管理能力（2）推行標準化管理，提升隧道施工品質（3）落實常態(tài)化管理，嚴控隧道施工質量（4）堅持科技創(chuàng)新，增強隧道專業(yè)化能力1.2背景一是質量意識差。自2018年國鐵集團開展紅線

2、檢查以來，隧道工程質量有所 改進，整體水平逐步提升，但是還是有部分項目隧道問題突出，特別是在紅線檢 查工作已開展多輪的情況下，還有項目在紅線監(jiān)督檢查中被發(fā)現(xiàn)存在隧道二襯厚 度嚴重不足的情況，并被認定不良行為，這在一定程度上反應了有些項目的質量 意識比較差，還需要提高。二是質量隱患多。一方面是原材料的把控能力弱，由于環(huán)保要求高，地材資 源緊缺，可供項目選擇的合格料源受限，另外項目原材料進場關沒有把好，項目 物資、試驗部門聯(lián)動效果不佳，導致一些質量不合格的材料進入現(xiàn)場，質量風險 高；另一方面是現(xiàn)場監(jiān)督執(zhí)行不力，有些隧道協(xié)作隊伍施工行為不受控，管理人 員缺乏有效的監(jiān)管手段，三檢制度未得到落實，關鍵工

3、序質量隱患大。二、初期支護缺陷類型2.1初支厚度不足2.1.1缺陷現(xiàn)象噴射混凝土厚度不足，噴射回彈量大。2.1.2原因分析（1）輪廓面欠挖（2）拱架加工精度不足或立架偏位（3）沉降收斂超預留沉降量或沉降量預留不足（4）噴射混凝土平整度差，噴射厚度不足（薄弱部位：臺階連接處； 鎖腳位置；下臺階拱腳；）（5）初支脫空、空洞（薄弱部位：鋼架周邊、背后及連接板間）（6）隧底虛渣清理不干凈，底、墻連接處定位控制不準（7）測量放樣不準（控制點擾動、計算錯誤等）2.1.3防控措施（1）開挖測量放線控制：架子隊每循環(huán)測量放樣、工區(qū)每周每掌子面復核一 次、項目部每月每掌子面核查一次，留存記錄、數(shù)據(jù)；對圍巖級別變

4、更及易出問 題洞口，加密檢查次數(shù)。（2）拱架加工件滿足設計要求；拱架出廠進時，按頻次進行試拼裝檢驗，合 格方可出廠；立架定位準確并復核驗收合格。（3）根據(jù)圍巖地質情況、監(jiān)控量測情況、成環(huán)封閉時間，及時調整沉降預留量。（4）噴錨時，對噴射混凝土表面進行修整；噴射后，進行平整度、厚度檢查 （平整度，拱頂每1米檢測一尺，共檢測5尺；厚度，拱墻每5米一個斷面，一個斷面7個檢測點、仰拱每兩板檢查2個檢測點），發(fā)現(xiàn)問題及時補噴或返工處 理；及時進行總結培訓考核，獎優(yōu)罰劣。（5）鋼架背后、鋼架翼緣板間，認真操作；連接板處清理干凈；作業(yè)時，檢 查是否存有掉塊；通過打孔驗證、雷達或敲擊檢查進行復查。（6）仰拱初

5、支開挖后清理隧道虛渣，并整平夯實；底部、拱墻鋼架連接定位 準確;初支完成后及時鉆孔檢查（仰拱每兩板檢查2個檢測點）是否存在虛渣及厚 度不足。（7）測量放樣采用換手復核；工區(qū)每周復核一次；項目部每月復核一次。2.2初支背后脫空2.2.1缺陷現(xiàn)象初支背后脫空2.2.2原因分析（1）超挖后為減少噴射混凝土量，人為采用支擋、填塞雜物等方法，造成初 支空洞（2）噴射混凝土施工過程中圍巖掉塊未及時清理，造成初支背后空洞（3）圍巖滲水侵蝕、沖刷后形成空洞（4）噴射工藝（距離、壓力、角度、方向等）（薄弱部位：鋼架周邊、背后 及連接板間）2.2.3預防措施（1）加強開挖控制，從源頭上控制混凝土超耗量，提高工效，

6、杜絕人為原因 造成空洞。黃土隧道采用機械人工相結合開挖方式，盡量減少對圍巖擾動，開挖 后及時封閉，防止圍巖失穩(wěn)掉塊；石質隧道采用聚能水壓爆破、光面爆破，減少 對圍巖擾動，減少超挖量。確實因地質原因造成局部超挖的，必須留存影像資料， 并提前預埋好23個注漿孔，超挖部位必須用噴射混凝土噴填飽滿、密實，待 噴射混凝土強度滿足要求后，要及時進行注漿，確保超挖部位不能出現(xiàn)空洞現(xiàn)象。（2）巖面有滲水時，在噴射混凝土前預埋排水盲管，做好集中引排措施，避 免圍巖面水散流，造成噴射混凝土與圍巖粘連不牢，后期流水滲蝕、沖刷混凝土 形成空洞。（3）加強鋼架周邊噴射混凝土施工工藝控制，分片噴射自下而上進行，先噴 鋼架

7、與壁面間混凝土，再噴射兩棉鋼架之間混凝土，保證鋼架周邊噴射混凝土無 盲區(qū)。（4）噴射混凝土施工時設置厚度控制標識，對施工人員做好技能培訓和交底， 嚴格控制噴射混凝土表面平整度，保證防水板鋪設平順。（5）初支完成后、防水板鋪設前，項目部必須安排初支施工質量雷達掃描檢 測（自檢或第三方檢測），檢測7條線（拱頂1條線、兩側起拱拱腳2條線、上 臺階兩側拱腳以上11.5m處2條線、下臺階兩側電纜槽頂以上11.5m處2條 線），檢測頻率，每座隧道100%檢測。檢查合格后方可允許鋪設防水板。2.3拱架施工不規(guī)范2.3.1缺陷現(xiàn)象拱架加工幾何尺寸不規(guī)范，鋼架連接板焊接不牢，架立間距較大。2.3.2原因分析（1

8、）現(xiàn)場管理人員質量意識較差。（2）型鋼拱架的彎曲設備對兩端的弧度控制有偏差。（3）電焊工技術較差，責任心不強。2.3.3預防措施（1）加強現(xiàn)場管理人員的質量意識，拱架架立間距偏差控制在50mm。（2）型鋼拱架的每節(jié)彎曲時，兩端60cm范圍內的弧度要嚴格控制，確保整 個拱架幾何尺寸。（3）提高電焊工的業(yè)務水平，增強責任心，確保連接板和拱架之間的焊接質 量。三、襯砌缺陷類型3.1防水板切割二襯3.1.1缺陷現(xiàn)象防水板切割二襯3.1.2原因分析防水板鋪設松弛度過大，接頭局部焊接效果不好，混凝土順著接頭縫隙進入 防水板背后，從而造成二襯混凝土被防水板切割。3.1.3預防措施防水板鋪設松緊適度。固定點間

9、距拱部按照50cm要求布置，拱腰按照80cm 要求布置。防水板搭接長度、焊縫及固定點焊接，嚴格按防水板施工作業(yè)要求施 工到位。3.2襯砌厚度不足3.2.1缺陷現(xiàn)象襯砌厚度不足取芯驗證襯砌厚度不足鉆孔驗證襯砌厚度不足質量化指標:3.2.2原因分析（1）光面爆破效果差，欠挖斷面未處理；由于爆破炮孔布置、成孔質量、裝 藥結構等問題斷面尺寸出現(xiàn)欠挖，欠挖斷面未及時量測或發(fā)現(xiàn)后未處理。（2）初支拱架未按照斷面測量定位放線侵界；初期支護預留變形量不夠，變 形侵限。（3）襯砌臺車定位不準確，未按交底定位，斷面檢查驗收缺項；襯砌臺車端 模封堵雜物未清理；澆筑拱部混凝土時，未澆筑滿形成空洞，導致厚度不足。（4）

10、防水板鋪設未控制好松弛度，致使在澆筑混凝土后過緊，呈扯拉狀導致 防水板后形成脫空，襯砌厚度不足。（5）中埋止水帶固定不牢，混凝土澆筑時止水帶受擠壓變形形成厚度不足（6）背貼止水帶與防水板粘結不牢，混凝土澆筑時止水帶受擠壓變形形成厚 度不足（7）仰拱矮邊墻錯臺3.2.3預防措施（1）初支斷面掃描，禁止侵限。（2）土工布、防水板與初支面鋪設密貼、牢固，防止褶皺、脫落，固定點 間距符合要求。（3）砼沖頂時，預留泄壓口，泄壓口封閉后，持壓沖頂，確保砼密實；及時 帶模注漿及注飽滿。（4）模板定位，架子隊每板復核，工區(qū)每周每口復核一次，項目部每月每口 復核一次。（5）兩帶敷設順直、定位（鋼端模、鋼筋卡等）

11、準確，背貼帶焊密貼牢固。（6）拆模后封堵雜物及上板混凝土漿清理干凈。（7）仰拱施工采用全腹模工裝，模板定位準確。3.3襯砌背后脫空3.3.1缺陷現(xiàn)象3.3.2原因分析（1）防水板鋪設松弛度不足，局部緊繃或褶皺，在防水板與噴砼面之間形成 空腔。（2）防水板固定點數(shù)量不足，砼澆筑過程中易因砼摩擦力而下坍，引起拱部 防水板緊繃而脫空。（3）擋頭板封堵不嚴實，漏漿，造成二襯背后脫空或不密實。此情況多出現(xiàn) 于拱頂處。（4）混凝土澆筑時僅利用個別窗口，混凝土流動距離過長，距灌注窗口遠處 易因混凝土供應數(shù)量不足、壓力不足而造成脫空。（5）混凝土澆筑過程中未振搗密實，澆筑完成后混凝土受自重下沉，造成拱 部脫空

12、。（6）混凝土澆筑至拱部時，難以精確掌握混凝土量，拱部混凝土灌注量不足 而致使拱部局部形成脫空。（7）拱頂帶模注漿時注漿孔堵塞、注漿材料性能差、注漿工序操作不當?shù)龋?不能完全消除二襯拱部空洞（8）下坡施工時，澆注段與上循環(huán)之間會形成空氣囊（拱部）而造成襯砌背 后空洞。3.3.3預防措施（1）二襯混凝土澆筑嚴格落實逐窗分層澆筑工藝要求，振搗到位。每層窗口 間安裝一臺附著式振動器，并安設一個對應專用電表，入模窗口、附著式振動器 和集中控制柜開關統(tǒng)一編號管理，集中操作控制?；炷吝吶肽＿呎駬v，每次入 模時，混凝土振實振平。四層及四層以下窗口采用“插入式振搗棒與附著式振動器 相結合方式振搗，五層窗口采

13、用帶壓入模。各預留孔洞封堵到位，拱部澆筑預留 通氣孔，防止下坡施工時，澆注段與上循環(huán)之間會形成空氣囊（拱部）而造成襯 砌背后空洞。沖頂補方時，保證混凝土及時供應、和易性良好，沖頂孔使用順序 按照坡度方向，由下及上，充分利用附著式振動器輔助振搗密實，同時利用拱頂 密貼度監(jiān)控儀，實時監(jiān)控二襯沖頂情況?，F(xiàn)場填寫二襯施工可溯源管理信息表， 為分析二襯混凝土施工情況提供基礎數(shù)據(jù)，以便總結分析采取相應有效措施，指 導后續(xù)二襯施工，提高二襯澆筑質量。嚴格執(zhí)行帶模注漿工藝要求。二襯澆筑完成46個小時后開始帶模注 漿。拱頂帶模注漿施工工序：安裝RPC注漿管并固定一襯砌混凝土澆筑一安裝注 漿組合件一一漿液拌制一注

14、漿一拆卸注漿組件、襯砌脫模一襯砌混凝土表面清理一 養(yǎng)護；現(xiàn)場主要有四個注漿孔，原則上除4#孔外每一個注漿孔均需注漿，但在注 漿過程中進行其他孔注漿時未注漿的孔流出達到相同密度的漿體時，該孔也可封 閉，不進行注漿。注漿過程中主要以臺車上部壓力表和端模出漿情況來作為注漿 雙控標準。如果端頭模板圓弧最高點漏漿，先停止注漿，及時對漿漏處進行封堵， 然后繼續(xù)注漿，直至漿體與制漿機中一致，然后更換下一個注漿孔。注漿時如果 臺車處壓力表超過1.0Mpa,直接轉至下一注漿孔。及時跟進帶模注漿情況，注漿 異常時，一次一分析，不斷總結提高注漿質量。仰拱施工前必須將基底虛渣清理干凈，嚴禁在仰拱局部超挖部位采用虛 渣

15、回填。同時做好仰拱排水管路(道)排水暢通，確保仰拱底不積水，防水仰拱 底基巖被水浸泡后軟化或被流水沖刷造成仰拱底部出現(xiàn)空洞。改善作業(yè)環(huán)境。隧道襯砌臺車作業(yè)平臺二端增設鼓風機，降低工作面溫 度，改善操作人員工作環(huán)境。兩帶(環(huán)向背貼式止水帶、中埋式止水帶)均采取加固措施。背貼式 止水帶利用襯砌端頭環(huán)向內層主筋頂撐牢固，使之與防水板密貼，并用膠水與防 水板粘接，再利用縱向襯砌14構造筋水平支撐，環(huán)向間距按照40cm控制；中 埋式止水帶采用p8U”筋進行固定，環(huán)向間距按照拱部40cm,拱腰以下60cm控制; 每板二襯拆模后檢查端頭情況，及時清理堵縫土工布。利用好自創(chuàng)軌行式自動控濕標養(yǎng)臺車，做好二襯混凝

16、土養(yǎng)生工作，減少 因養(yǎng)護不到位引起的混凝土自身收縮、徐變而引起的砼與防水板間空洞。對每板二襯做好敲擊自檢，一板不落，在襯砌施工150m后即安排雷達 檢測，以便能夠及早發(fā)現(xiàn)問題，制定解決方案。通過不斷總結分析，改進工裝和 調整施工工藝，減少后續(xù)施工襯砌空洞現(xiàn)象的發(fā)生，促進襯砌混凝土施工質量的 總體提高。3.4襯砌施工冷縫3.4.1缺陷現(xiàn)象施工冷縫3.4.2原因分析隧道拱墻襯砌要求一次連續(xù)灌筑，但施工過程中由于某種原因造成澆筑中斷、 前澆筑混凝土在已經(jīng)初凝后，現(xiàn)場未取相應的處理措施就進行后澆筑混凝土的灌 筑，導致前后混凝土連接處出現(xiàn)一道軟弱的結合面。3.4.3預防措施采用斷面儀測量斷面，預估混凝土

17、澆筑數(shù)量，在封頂混凝土澆筑時進一步確 認混凝土數(shù)量，保證混凝土供應。3.5接觸網(wǎng)預留槽道缺陷3.5.1接觸網(wǎng)預留槽道缺陷現(xiàn)象接觸網(wǎng)槽道間距不符合要求槽道外露不符合要求槽道離伸縮縫過近槽道漏埋（5）中錨槽道只有單邊滑槽（6）中錨底座滑槽高度不符合要求（7）槽道被水泥覆蓋（8）附加線滑槽無預埋（9）附加線滑槽有異物（10）附加線槽道過高（11）附加線滑槽有水泥（12）錨臂槽道和拉線槽道距離太近，不符合要求3.5.2原因分析（1）槽道位置偏差主要是由于開孔時定位不準確產(chǎn)生的，一旦用螺栓固定在 襯砌臺車模板上后，槽道將很難再產(chǎn)生位置變動。（2）槽道被水泥覆蓋主要是由于槽道內發(fā)泡填充物的不完整。（3）槽

18、道漏埋主要是由于每模二襯的槽道類型、具體里程以及二襯環(huán)向施工 縫的里程未按設計施工。3.5.3接觸網(wǎng)預埋槽道防控措施（1）槽道定位前準備a、檢查槽道內發(fā)泡填充物的完整狀態(tài)，如有殘缺，應進行填補。b、對于兩根一組的槽道，應根據(jù)設計要求的槽道平行間距，用鋼筋或型鋼焊 接牢固。鋼筋等效截面不小于16的圓鋼，并對焊縫進行噴鋅處理。c、依據(jù)臺車模板上槽道的設計要求位置，在模板臺車上開螺栓二次定位安裝 長孔，每根槽道上固定點建議為兩處（槽道兩端部各一處），隧道頂部2.5m的 弧形槽道固定點建議為三處（槽道兩端、中間各一處）。小二次定位安裝長孔的開孔原則：應結合所有槽道預留臺車模板布置圖進行 統(tǒng)籌優(yōu)化，減少

19、模板開孔數(shù)量，開孔方向見施工圖；應避開臺車模板的加固支撐、 頂升固定點及各種連接結構；應嚴格按圖控制槽道距臺車邊緣的距離。（2）槽道一次定位a、綁扎第二層網(wǎng)片鋼筋后，按照設計位置，測量出槽道布置位置，在鋼筋網(wǎng) 外層將事先焊接好的成組槽道就位。b、在槽道后部錨桿處，垂直槽道方向，間隔綁扎幾根短筋，長約30mm，將 錨桿和短筋綁扎固定在鋼筋網(wǎng)上。c、根據(jù)接地要求，將槽道錨桿與相應的接地鋼筋可靠焊接。d、將槽道與模板固定點位置（開孔位置）的發(fā)泡填充物扣除。（3）槽道二次定位a、臺車移動就位到指定位置后，油缸頂升拱頂、拱腰模 板到位，與網(wǎng)片鋼筋上固定的槽道接近貼住后，通過二次定位孔，找到并調整槽 道位

20、置。一根槽道用一個順線路開孔、一個垂直線路開孔固定及進行調整。b、將T型螺栓穿過鋼模板上的二次定位長孔，放入槽道，水平旋轉90，可參考T型螺栓安裝外部檢查標準（即后部壓痕垂直于槽道方向）。c、將開孔封堵鋼板安裝在二次定位孔的T型螺栓上，扭緊螺母，使槽道緊貼 模板，進行模板上精確的二次定位。d、對模板上開的二次定位孔需要采用可靠的封堵，封堵鋼板可用鉚釘與臺車 模板固定，確保局部不會出現(xiàn)漏漿，脫模后造成外觀缺陷。（4）槽道脫模處理1、脫模后T型螺栓螺母松開，打開封堵，將T形螺栓反方向旋轉90度，取出螺栓，螺栓螺母可重復使用。2、將槽道表面的少量水泥漿剔除，并做好養(yǎng)護工作。脫模處理四、質量管理與工裝工藝創(chuàng)新4.1工裝工藝創(chuàng)新4.1.1仰拱工