隧道二次衬砌质量问题及防治措施

董丽钢

摘 要：在隧道工程施工设计中，通过二次衬砌，不仅能够有效的提高支护措施，而且还能提高隧道工程的承载结构，因为隧道工程荷载的大小，会在很大程度上影响隧道补砌支护的参数，因此对影响二次补砌的荷载因素进行有效的研究具有非常显著的意义。而且在相关隧道设计细则中，也对隧道初期的支护和二次补砌的作用力大小进行了纤细的计算。这对提高二次补砌质量以及相关问题的解决具有重要的意义。因此在本文中我们主要对隧道二次补砌质量问题以及相关的防护措施进行了详细的分析与探讨。

关键词：隧道二次衬砌;质量问题;防治措施

1 不同裂缝产生原因分析

1.1 干缩性裂缝

在混凝土硬化的过程中，内部的水分会不断的进行蒸发，因此就会导致混凝土出现收缩变形，而在变形过程中就会产生一定的应力，在应力的大小超过混凝土所能承受的抗拉强度时就会出现混凝土裂缝。

1.2 温度裂缝

混凝土的内外温度有所不同，而这种温度梯度就直接导致混凝土出现应力问题，而当温度应力大于混凝土内外的约束力时，就会出现温度裂缝。

1.3 荷载变形裂缝

在施工过程中如果隧道的边墙基础和仰拱的虚渣没有处理干净的话就会导致混凝土在浇筑完成后会出现不均匀沉降问题，或者是堵头板的固定不稳固从而出现过早脱模的情况，再有就是在脱模过程中因为对混凝土产生了很大的撞击，所以导致混凝土出现了变形裂缝。

1.4 偏压引起的结构性裂缝

在隧道的洞口位置，或者是在浅埋地段，或者是是在高地的应力区域，因为不均匀受压的情况从而导致了隧道出现了局部的应力集中问题，因此引起二次补砌结构出现破坏情况。

1.5 不均匀沉降诱发的二衬开裂

隧道施工区域本身的地质构造以及岩性都会存在不同程度上的不均匀，再加上结构的自重、车辆的荷载或者围岩的压力等，就会非常容易导致其出现不均匀沉降，而这时就容易诱发补砌开裂问题。

1.6 地下水对二衬开裂的影响

如果隧道工程经过腹水区域，那么在长期的地下水侵蚀作用下就会非常容易导致隧道周围水压出现变化，再加上排水系统如果受阻的话，就会诱发混凝土补砌出现开裂问题。

1.7 施工过程出现的裂缝

在二次补砌浇筑施工中，因为会出现先后浇筑的情况，所以会导致先后浇筑的混凝土之间出现施工缝，如果施工单位对施工缝没有予以有效关注，没有对其进行科学处理，再加上施工不标准，方法科学等问题，就非常容易导致混凝土裂缝的出现。

2 二衬形变压力影响因素分析

本文中我们以Ⅴ级围岩深埋双车道隧道模型为例对二次补砌形变压力进行有效的分析，同时对支护的时间，开挖的方法以及初期支护刚度等对二衬形变压力所产生的影响进行有效的分析。

2.1 支护时间对形变压力的影响

先后对掌子面与二衬20米、30米以及70米三种不同距离时二次补砌所产生的形变压力进行计算，通过对比来确定最合适的时间范围内的形变压力值，进而分析二次补砌工作提前或者延后的话所受到的形变压力的影响变化。

通过计算我们看到，通过对不同补砌时间进行对比发现，如果二次补砌时间提前的话就会导致形变压力加大，而如果补砌时间延后的话，直至达到46米后，二次补砌形变的压力就会逐渐的趋于平衡，并且达到一个稳定数值。

2.2 开挖方法的不同对形变压力影响

开挖方法主要为超短台阶开挖法以及单侧壁导坑法两种，首先选择超短台阶开挖法二衬时，其最大的变形数值为-0.31毫米，而最大的轴力为-69.81kN/m。如果采用单侧壁导坑法进行开挖时，则其产生的最大变形值为-0.67毫米，最大的轴力-745.33kN/m。由此我们可以清晰的看出，使用超短台阶法进行隧道开挖能够使二次补砌的变形压力较小。而单侧壁导坑法方法则产生了很大的轴力。

2.3 初期支护的刚度对形变压力的影响

在对二次补砌与掌子面之间的距离进行计算时，通过不同的距离对比来分析不同距离下对二次补砌产生的压力数值。

通过表格我们可以看出，如果对初期支护的厚度进行改变，就会对补砌的轴力产生很大的影响，而通过提高喷射混凝土的标号以及加密钢拱架布设密度的方式则对变形压力产生的影响是非常小的。

3 隧道二次衬砌质量缺陷的有效控制策略

3.1 二次衬砌空洞整治措施

通过科学应用凿除、切割的方法，能够很好的控制二次补砌的厚度，并且使其有效的达到规定的数值。而在这个过程中需要注意的是，为了确保混凝土的缺口形狀呈现倒梯形，施工人员一定要对空洞旁边松散土层进行及时的清理，从而实现洞口内宽外窄的规定。

3.2 隧道渗漏水整治措施

通过对壁后注浆以及边墙结合的施工方式进行科学的选择，并且依据工程的实际情况来进行科学的使用，就能够在很大程度上提高隧道工程的排水效果;此外就是如果一旦发现隧道的某一部位出现漏水问题，施工人员就要在漏水的位置设置一个楔形洞，若此就能够更加有效的将补砌表面的积水进行由此的排出。加入在环向施工中出现混凝土裂缝渗漏水问题，那么施工人员则需要事先在环柱上面的积水情况进行仔细的分析，然后再选择合适的解决措施将环柱上面的积水进行有效的排出。

3.3 二次衬施工缝解决措施

在隧道二次补砌施工中，混裂缝是非常常见的一个问题，并且对隧道工程产生了很大的影响，所以在对裂缝进行处理时，施工人员需要实现对裂缝的性状予以仔细的分析，如果裂缝的形状是单条形状，那么则可以使用针孔注环氧树脂浆液的方法来对其进行修复。而如果使用贴嘴注环氧树脂方法进行补裂时，则要充分保证补砌的表面是清洁的，并且对出现裂缝的位置进行仔细的标注，并且为了为后期排水工作提供便利，还要在裂缝周围涂抹一定的防水材料。

此外我们可以通过一个项目来对另一种政治措施进行分析，如果补砌位置出现问题的话，可以先通过无损检测的方式来对其进行检查，确定其是否出现了欠厚或者脱空的问题，然后再对二衬的厚度以及强度进行有效的确定，施工人员再使用砂轮把错台凸出的部分进行打磨，确保其平整和圆顺效果，而这个过程要充分确保施工的安全性。在打磨过程中如果发现错台有欠厚或出现脱空缺陷，就必须要实现按照施工标准对其进行有效的处理，然后再开展打磨工作。

总之，在隧道工程施工中，二次补砌是非常关键的一个环节，因此在实际的施工过程中一定要依据工程的实际情况来对其进行处理，只有这样才能从根本上来确保隧道工程施工的质量。

参考文献：

[1]程崇国，郭军.公路隧道衬砌裂缝处治对策[J].公路交通技术，2017，33（06）：95-98+104.