高速铁路隧道工程质量缺陷整治技术.doc

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高速铁路隧道工程质量缺陷整治技术

冀光华

（中国中铁隧道集团路桥工程处，安徽黄山245000）

【摘要】由于国内目前参建隧道工程施工的队伍施工能力及技术水准层次不齐，已完成并投入运营的隧道存在诸多质量问题或缺陷，给人民群众的生命及财产安全带来了极大的安全隐患，2013年中国铁路建设总公司、京福高速铁路安徽段有限责任公司先后就正在施工的京福高速铁路隧道工程质量问题专项整治工作下发了近15个管理文件，目的在于采取科学合理的技术方案或措施，把隧道工程质量问题或缺陷消灭在施工过程中或交付正式运营前，从而从真正意义上实现百年大计、质量第一的质量管理目标，本文以京福高速铁路安徽段站前各标段隧道工程为工程实例，通过对缺陷分类、整治工法的研究、探索与工程实践，总结出一套较为系统和成熟的经验，希望能为国内后续类似工程项目提供有益的技术借鉴。

【关键词】隧道工程；质量缺陷；整治技术

1前言

京福高速铁路安徽段站前八个标段累计承担了总计52.5座隧道约66.5KM的施工任务，截至2013年底，所有隧道将全部建成，隧道施工过程质量控制总体评价较好，各单位﹑分部﹑分项以及检验批质量满足国家现行高速铁路隧道施工技术规范﹑质量验收标准﹑基本实现施工设计文件意图；然而在施工过程中由于诸多因素影响，也产生了一些质量缺陷，为保证高标准的竣工交验，需要对隧道质量缺陷进行梳理和分类并采取针对性的措施认真进行整治。

2缺陷分类

根据全线施工现场排查结果统计，52.5座隧道的缺陷分类大致分为以下十八种情况：

⑴干湿裂纹：

系指大于0.3mm的施工缝部位收缩性单、双月牙形裂纹；拱墙45°不规则收缩裂纹；仰拱或底板施工缝裂纹﹑专业配电或综合洞室构造物裂纹；

⑵二次衬砌板间施工缝错台：

系指大于0.5mm~10mm的错台；

⑶二次衬砌拱墙背后脱空：

分防水板后初期支护脱空及防水板前二次衬砌脱空两种情况；

⑷拱墙衬砌表面残留后置件或凸出尖锐物：

系指悬挂风水及电力管线的后置钢筋或锚栓等；

⑸二次衬砌拱墙表观缺陷：

系指砼冷缝﹑蜂窝麻面﹑砂化﹑离析面﹑面渗﹑违规面状修补等；

⑹接触网槽道安置错误或破损：

分型号或规格使用错误；安置结构位置不准确；施工操作误损三种情况；

⑺边墙或拱部板间施工缝止水带外露；

⑻二次衬砌钢筋砼表面露筋或钢筋保护层厚度不足；

⑼隧底存在虚渣或结构砼不密实；

⑽拱部及边墙孔洞处理不规范：

包括二衬背后回填压浆孔、二衬灌注孔、实体检测取芯孔、墙脚泄水孔缺失或堵塞、隧道口横向排水管漏孔等；

⑾二次衬砌结构钢筋缺失或初支钢架间距超标；

⑿不稳定块处理不到位：

泛指隧道拱墙板间施工缝及孔洞周边崩边、掉角、掉砟等；

⒀接地端子缺失或安设标识错误：

含综合接地和防闪络接地两种；

⒁垃圾或灰尘清理不到位：

主要指通信信号及电力沟底、隧道拱墙表面、中心水沟底等施工垃圾；

⒂二次衬砌结构厚度不满足规范要求：

包括仰拱、填充层及隧道底板三部分；

⒃初期支护及二次衬砌砼结构强度不满足规范要求；

⒄二次衬砌结构筑物周边轮廓棱角缺失或线型不美观：

主要是隧道洞门轮廓、沟槽、专业配电和综合洞室轮廓线形等；

⒅洞外其它缺陷：

系指隧道弃渣场防护绿化不规范、截水天沟施做不规范、隧道洞门或明洞背后回填质量不规范、隧道进出口洞顶上方危石未清理等。

3处置工法

3.1干湿裂纹

⑴拱墙湿裂纹采取沿裂纹两侧（距离裂缝5cm）交叉斜向45°打孔（孔间距20cm）+清理裂缝和钻孔孔内灰尘+封闭裂缝+安装灌注针头+留置出气孔及观测孔+压注改性环氧树脂或其它高分子化学浆液材料进行封堵处理；边墙底部与沟槽盖板结合部需机械开槽埋管（∮50软式透水管），槽宽不小于5cm；槽深不小于10cm，最终将渗漏水引排至侧沟。

。

⑵隧道仰拱或底板裂纹渗漏水处理分两种情况：

①隧道底板未施做前采取首先沿隧道纵向在每一条仰拱填充顶面横向施工缝处切V型槽→安设∮50软式透水管→将原设计用来排泄防撞墙侧槽水的横向∮50PVC管自弯头以下更换为∮50软式透水管→沿防撞墙底部（内测），沿隧道纵向布设通长∮50软式透水管并与横向软式透水管T接→最终将水引排至中心水沟；②隧道底板施做以后采取沿隧道横向中心水沟方向在渗漏水处用切割机和手持电搞开正梯形槽（槽宽顶15cm，底宽20cm，槽深至原隧底一铺填充层顶面）→槽底布设∮100PVC半管→管顶填筑5cm透水材料（砂或碎石），→高标号微膨胀（C30）砼封顶→最后再拉毛整体道床板区域，最终将水引排至中心水沟；③上述两种工艺结束后沿隧道中心水沟纵向中心线5m间距用手持风钻垂直钻孔，孔径42mm，孔深至仰拱底以下10cm。

⑶专业配电或综合洞室漏水

原则上采取洞顶手持电钻打孔（∮20）+安管（∮20钢管，长度大于拱顶二衬结构厚度，外露10cm连接压浆管连接件）+螺杆压浆泵压注C30水泥净浆（水灰比C/W控制在1：

1～1：

2），采用注浆量及注浆压力双指标控制，注浆量控制在每个洞室0.2～0.3t水泥；注浆压力控制在小于0.4Ma为宜，注浆记录表需严格履行施工单位负责人、现场技术员、作业队和现场监理四方签认手续。

另外结合在内壁棱角部位埋管（∮50软式透水管），最终将水引排至通号及电力沟槽间侧沟。

⑷小于0.3mm的干裂纹原则上不做处理。

3.2二次衬砌板间施工缝错台

大于0.5mm小于1cm的错台采用电动手砂轮45°斜切2cm缝宽打磨处理，然后用钢丝刷清理松动颗粒，表面涂刷水泥基渗透结晶防水涂料即可，小于0.5mm的错台采用电动手砂轮90°直切0.5mm缝宽打磨处理，然后用钢丝刷清理松动颗粒，表面涂刷水泥基渗透结晶防水涂料即可。

3.3二次衬砌拱墙背后脱空

采取在隧道拱部手持电钻打孔（∮20）+安管（∮20钢管，长度大于拱顶二衬结构厚度，外露10cm连接压浆管连接件）+螺杆压浆泵压注C30水泥净浆（水灰比C/W控制在1：

1～1：

2），采用注浆量及注浆压力双指标控制，注浆量控制在每延米0.3～0.5t水泥；注浆压力控制在小于0.3Ma为宜。

注浆记录表需严格履行施工单位负责人、现场技术员、作业队和现场监理四方签认手续。

3.4拱墙衬砌表面残留后置件或凸出尖锐物

大多集中在大跨和轨面线位置，采取电动手砂轮切除并涂刷防锈漆及水泥基结晶涂料覆盖处理。

3.5二次衬砌拱墙表观缺陷

对于砼表面砂化﹑离析﹑蜂窝麻面和违规面状修补采取高压风﹑水清洗砼表面，人工规则涂刷水泥基渗透结晶防水涂料进行渗透和覆盖处理；局部面渗或二衬不密实采取表面梅花形布孔﹑高压控制灌浆﹑人工规则涂刷水泥基渗透结晶防水涂料进行表面恢复；拱墙局部砼冷缝原则上不做处理。

3.6接触网槽道安置错误或破损

对于现场埋置型号错误，按照以大带小原则进行现场确认和处理；对于破损错误，采取按设计图进行外置更换处理。

3.7边墙或拱部板间施工缝止水带外露

该缺陷为不稳定块高发区，采取手持电钻适量开槽，电动手砂轮清除不稳定块，然后用裁纸刀割除外露止水带即可，如果割除止水带后槽洞较大（宽度大于5cm，长度大于50cm），需采取手持电钻打孔植筋并用环氧砂浆或水泥聚合物灌浆料进行封堵处理，植筋直径不得小于HPB12。

3.8二次衬砌钢筋砼表面露筋或钢筋保护层厚度不足

⑴依据检测结果，对于钢筋保护层厚度大于等于2cm的原则上不做处理；

⑵依据检测结果，对于钢筋保护层厚度小于2cm的或钢筋彻底外露锈蚀的必须采取结构耐久性补强措施处理。

⑶对于钢筋保护层厚度大于1cm，小于2cm的区域采取表面凿毛→高压水水枪冲洗→涂刮特种加固装修胶泥（渗透性改性环氧胶泥）→水泥基渗透结晶涂料封闭表面的方法进行处理。

⑷对于钢筋彻底外露锈蚀的情况必须采取人工搭设简易门式脚手架或汽车作业平台→手持电钻剥离钢筋→钢筋重置或复位→凿毛钢筋间衬砌砼5cm深→涂刷钢筋防锈剂→涂刮特种加固装修胶泥（渗透性改性环氧胶泥）→水泥基渗透结晶涂料封闭表面的方法进行处理。

3.9隧底存在虚渣或结构砼不密实

⑴对于隧道底板存在虚渣的区段，采取手持风钻打孔（∮42）+安管（∮32钢管，长度大于隧道底板二衬结构厚度，外露10cm连接压浆管连接件）+螺杆压浆泵压注C30水泥净浆（水灰比C/W控制在1：

1～1：

3），采用注浆量及注浆压力双指标控制，注浆量控制在每延米0.1～0.3t水泥；注浆压力控制在小于0.3Ma为宜。

注浆记录表（详见附件）需严格履行施工单位负责人、现场技术员、作业队和现场监理四方签认手续。

⑵上述注浆参数适用于虚渣厚度大于10cm小于30cm的工况；虚渣厚度大于30cm的工况除采取压注C30水泥净浆外还需采取打设锚杆进行结构补强；虚渣厚度小于10cm的原则上不做处理；。

3.10拱部及边墙孔洞处理不规范

对于边墙取芯孔洞采用结构同标号（M30）砂浆进行封堵处理；对于拱部二衬压浆孔深度超过10cm采用手持电钻打孔植筋，环氧砂浆或水泥聚合物灌浆料进行封堵处理；孔洞表面规则涂刷水泥基结晶涂料；对于遗漏泄水管采用取芯机45°取芯补孔；对于二次衬砌回填压浆管及时进行切除和封堵；对于堵塞的泄水管采用人工配合机械疏通孔洞内杂物或砼浆（块），保证排水通畅。

3.11二次衬砌结构钢筋缺失或初支钢架间距超标

⑴ⅳ级围岩衬砌钢筋缺失长度小于6米的，实测二衬混个凝土强度、厚度满足设计要求，表面无裂纹，可以不处理；ⅴ级围岩衬砌施工缝两侧缺失钢筋连续长度小于3米的也可以不处理。

⑵级围岩段钢筋缺失长度大于6米小于10米的，按实际砼强度、结构厚度进行结构安全检算，不满足规定的可采用锚杆进行结构补强，长度大于10米的必须采取返工处理方案。

⑶断层带或岩溶较发育地段衬砌砼缺失钢筋的均应返工处理。

⑷ⅳ级围岩衬砌钢筋实测间距小于30cm、ⅴ级围岩衬砌钢筋实测间距小于或等于25cm的经结构安全检算，满足有关规定的可不处理。

⑸ⅳ级围岩衬砌钢筋实测间距大于30cm、ⅴ级围岩衬砌钢筋实测间距大于25cm的，根据衬砌砼实际厚度、强度，围岩级别、监控量测等情况综合分析，可采用锚杆补强处理。

3.12不稳定块处理不到位

⑴对于施工缝错台周边月牙形或双裂纹块采取手持电动砂轮进行规则切缝或结合部打磨处理；

⑵对于止水带外露形成三角形不稳定快，采用手持电动砂轮适量开槽清除三角形不稳定快；对已剥离外露止水带用刀具切除处理；如果割除止水带后槽洞较大（宽度大于5cm，长度大于50cm），需采取手持电钻打孔植筋，利用环氧砂浆或环氧胶泥进行封堵处理。

⑶对于拱部素凝土不规则闭合裂纹独立成块，先采用手持电钻钻孔探测二次衬砌结构厚度及空腔范围，若结构厚度满足设计要求，无空腔或空腔面积小于0.3平米时，用电镐凿除不稳定快后比照空腔处理原则进行处理；若结构厚度不满足设计要求，空腔面积大于0.3平米时，比照二次衬砌背后空洞方法进行处理。

⑷对于违规修补的蹦边或干裂块，采取手持电镐凿除修补区域比照第2条处理原则进行处理。

3.13接地端子缺失或安设标识错误

一是严格按规范在现场具体部位对综合接地和防闪络接地端子进行标准符号标识，二是施做沟槽时手持电钻打孔预置∮16钢筋及桥隧型接地端子。

3.14垃圾或灰尘清理不到位

隧道拱墙灰尘用高压水枪冲洗；通信信号及电力沟底的杂料或垃圾采用人工清理后安装沟槽盖板；中心水沟底杂物垃圾采用人工配合机械（挖机及自卸汽车）进行清运后安装中心水沟盖板，清理工作需专人负责，务求一次到位，隧道静态验收前需安排专人进行全隧道清洗。

3.15二次衬砌结构厚度不满足规范要求

⑴Ⅱ、Ⅲ级围岩衬砌厚度大于等于25cm的可不处理；小于25cm的根据砼实际强度、厚度缺陷段纵向长度等情况进行结构安全检算，确定处理方案，一般可采用锚杆补强措施，且要保证锚杆灌浆质量。

⑵ⅳ级围岩衬砌厚度大于设计值80%，混凝体强度满足设计要求，连续长度小于6米经结构安全检算满足有关规定的可不处理；小于设计值80%或连续长度大于6米，经结构安全检算不满足有关规定的，根据砼实际强度、围岩条件、地下水发育情况、缺陷范围、钻孔探查验证等进行综合判断，可采用锚杆进行补强处理。

⑶Ⅴ级围岩衬砌厚度不满足设计要求的必须返工处理。

⑷二次衬砌拱部局部厚度不足，可采用螺杆泵回填压注同标号水泥砂浆进行结构补强，注意注浆量及注浆压力双指标控制。

⑸根据仰拱取芯情况，仰拱填充层厚度小于设计值30cm以内，基底围岩整体性较好地段，可以进行隧底锚杆加固处理；仰拱填充层厚度小于设计值30cm以上的需进行微震静态爆破拆除，人工配合机械清理后返工处理。

3.16初期支护及二次衬砌砼结构强度不满足规范要求

经取芯验证衬砌砼强度不小于设计值90%的，衬砌厚度满足要求的可以不处理；衬砌砼强度小于设计值90%，应按砼实际强度、厚度进行结构安全检算，不满足有关规定的必须返工处理。

3.17二次衬砌结构筑物周边轮廓棱角缺失或线型不美观

对洞内沟槽、专业配电和综合洞室优先安排专业工人进行技术修饰处理。

3.18洞外其它缺陷

严格按施工设计文件、施工规范和验收标准精心施做。

4保证措施

⑴成立隧道工程质量缺陷整治工作领导小组，负责消缺工作的整体部署及计划安排、负责整治方案、工法固化及施工现场的总体安排、负责缺陷整治工作任务的资源配置及监督和实施。

⑵按隧道单位工程建立和完善隧道问题库台账并及时进行更新，对照问题库台账，制定隧道消缺总体整改推进计划和月度具体消缺整治计划。

⑶建立质量问题销号验收台账，对问题库及时进行更新和消号。

5结语

施工企业应当严格按照设计文件、施工规范和验收标准组织施工，缺陷整治终归是被动的质量补救工作，施工企业真正遵循和恪守“有法可依是前提，执法必严是过程，违法必究是结果，总结和提高是目的”的原则，才能真正意义上的做强做大。

参考文献：

⑴国家现行隧道施工规范及验收标准；

⑵中国铁路总公司和京福公司隧道施工质量专项整治相关文件。