隧道二次襯砌脫空治理二襯背后脫空治理的必要性隧道開挖完成后，圍巖本身應力的釋放是一個緩慢的過程，在圍巖的收斂結束后、初支變形完全穩定之后才開始施做二襯，形成抗荷環來保證隧道的安全。但是目前的隧道施工現狀，由于進度要求，初期支護往往只是起到一個臨時的封閉作用，僅僅是保證連續向前開挖施工過程安全的作用。當圍巖變形過大或初期支護變形不收斂，又難以及時補強時，需提前施做二襯來保證安全。但二襯混凝土在澆筑過程中常常受到多種因素的影響，在初支與襯砌之間形成空隙，改變了兩者之間本應較緊密接觸的受力狀態，對結構承載力產生影響，從而減弱了其支護強度。由于二襯承載著較大的圍巖松散壓力，隧道襯砌背后是否存在脫空將直接影響隧道的安全性能。若有脫空存在，則使圍巖-初支體系施加于襯砌的荷載不連續，而出現變形增大或裂紋（裂縫）破壞。只是由于結構的設計承載能力余量和初支的過度承載，延遲和減緩了危害發生的時間和程度，鑒于此隧道二襯背后脫空防治就顯得尤其重要。二隧道二襯背后脫空檢測隧道屬于地下隱蔽工程，一旦建成存在的問題將很難發現和處理，故在每施工完一段里程后，對隧道襯砌質量進行檢測很有必，及時發現施工工藝缺陷，通過調整參數進行處理，最大限度的保證質量。對于襯砌背后脫空，檢查的方法有鉆孔檢查法和無損檢測法。1鉆孔檢查法采用混凝土取芯鉆機進行鉆孔檢查，屬于傳統的檢驗方法,特點是效率低,偶然性大,代表性差,而且破壞了襯砌的整體性。2無損檢測法地質雷達法，特點是連續、高效、無損，具有分辨率高、圖像直觀、對場地條件要求低等優點。與傳統方法相比,該方法可快速準確地找出隧道襯砌質量隱患,有效地解決傳統方法對襯砌的破壞問題,具有顯著的社會效益和經濟效益，在施工過程中得到普遍應用。地質雷達是利用高頻電磁波在巖體傳播中遇到地質界面產生反射的特性，探測異常地質體的一種方法。隧道二次襯砌的常見結構為30~45cm厚的素混凝土體,中心頻率為1000MHz天線地質雷達GPR的可探測深度為0~50cm。二次襯砌的脫空,在圖像上表現為雷達波的多次高頻反射，三振相明顯，兩組信號時程差較大。三隧道二襯背后脫空分析隧道二襯背后脫空主要集中在拱頂和側壁拱腰等部位。從二襯背后脫空部位分析，總結得出大致有以下幾個原因：1開挖及初支的影響（1）光面爆破效果差是造成隧道二襯背后脫空的首要因素。對于Ⅱ、Ⅲ級圍巖段，因初支一般不設鋼架，噴砼很難使表面平順，使得防水板很難密貼初支；對于Ⅳ、Ⅴ級圍巖段，光爆差則有時會造成鋼架架立不平順，造成起伏現象，使得防水板很難密貼初支。（2）光面爆破效果較好，但由于初支施工時未對局部掉塊部位進行掛網處理、噴射手技術水平較差或責任心不強等原因造成局部空洞或表面不平順。2防水板施工的影響（1）防水板鋪設松弛度不足，局部緊繃，在防水板與噴砼面之間形成空腔。（2）防水板鋪設松弛度過大，形成褶皺，造成二襯背后脫空。（3）防水板與初支之間會產生一定的自由度，澆筑砼時易造成防水板局部緊繃而背后脫空。（4）防水板固定點數量不足，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模板施工的影響（1）模板臺車底部支撐不牢靠，如果臺車在砼強度不足以承受自重前發生下沉、變形則可能導致二襯背后脫空。（2）擋頭板封堵不嚴實，漏漿，造成二襯背后脫空或不密實。此情況多出現于拱頂處。4混凝土澆筑的影響（1）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量不足、壓力不足而造成脫空。（2）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。（3）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。（4）拱頂混凝土采用一次泵滿的方式施工，搗固后混凝土下沉致使拱頂形成空腔。（5）下坡施工時，澆注段與上循環之間會形成空氣囊（拱部）而造成襯砌背后空洞。（6）混凝土擴散度不足，封頂時局部泵送不到位，造成二襯脫空。5養護對二襯脫空的影響混凝土自身收縮、徐變由于混凝土本身的特性，其在澆注后要發生收縮和徐變，致使襯砌與圍巖或防水板間出現空隙，此種原因造成的空隙一般小于2cm。6拆管過早、提前脫模的影響盲目追求施工進度，在混凝土未初凝前現場施工人員急于拆管，造成未自穩的混凝土掉落形成漏斗，或提前脫模，使低強度混凝土過量承載，導致襯砌開裂和下沉造成襯砌脫空。7襯砌臺車底座支撐不牢固的影響在現場施工過程中，臺車多采用方木支墊行車軌道，由于襯砌臺車附近較潮濕，方木容易糟爛，在混凝土澆筑過程中或澆筑后方木被壓變形引起臺車下沉，形成頂部襯砌空洞。8主觀認識錯誤的影響主觀上對二次襯砌存在著片面認識，認為圍巖壓力是由錨噴砼承受的，二次襯砌僅僅起到安全儲備作用。錯誤的施工指導思想導致了施工馬虎，造成二次襯砌部分脫空。四二襯背后脫空的處理以地質雷達無損檢測數據為依據，測量人員進行測量放線，確定準確的注漿范圍，標注打設注漿管的位置。對拱頂部位二襯背后脫空采用拱頂預留注漿孔進行注漿回填，對拱腰及邊墻處二襯背后脫空采用鉆孔后注漿回填。1拱頂檢查拱頂預留注漿管：為避免襯砌脫空及方便處理，在澆注襯砌混凝土前，每隔5~8m在拱頂最高處緊貼防水板位置預埋通長縱向注漿管。用鋼筋往返插入預留的鋼管內，若插入順利不受阻擋，證明注漿管未堵塞，否則堵塞，將堵塞的注漿管做好標識。沿縱向注漿管方向在距堵塞的注漿孔50cm處鉆孔，安裝φ20注漿管，砼孔口縫用膠密封，待膠凝結后方能注漿。2邊墻打設回填注漿孔：根據檢測報告，采取限深措施，沿著脫空位置上、下邊緣處打設Φ20注漿孔。脫空位置較大的，注漿孔間距為2米，交錯布置。埋設注漿管，長度為20cm（外露）+襯砌厚度。在鉆孔過程中，如有操作人員操作不當導致防水板被打穿，可采用擴孔修補的方法進行處理，即在打穿部位人工擴孔，擴孔范圍半徑不大于10cm，將防水板修補后采用掛模澆筑微膨脹混凝土封堵。3注漿施工注漿液拱腰部位采用水泥砂漿，拱頂脫空部位采用細石混凝土回填。在脫空位置下邊緣處孔內注漿。注漿過程中，密切觀察注漿流量、注漿壓力及周圍的襯砌情況。當脫空位置上邊緣處孔內流出漿液立即用木塞封閉檢并保持緩慢注漿，注漿終壓力持壓5分鐘后即可結束，然后用速凝水泥進行堵孔，保證漿液不會順著注漿管外側流出。注漿應在二襯強度達到100%后方可進行。注漿時襯砌表面如出現有滲漏水部位，可改用壓注水泥-水玻璃或其他化學漿液進行注漿堵水。4注漿效果及檢查注漿液拱腰部位采用水泥砂漿，拱頂脫空部位采用細石混凝土回填。在脫空位置下邊緣處孔內注漿。注漿過程中，密切觀察注漿流量、注漿壓力及周圍的襯砌情況。當脫空位置上邊緣處孔內流出漿液立即用木塞封閉檢并保持緩慢注漿，注漿終壓力持壓5分鐘后即可結束，然后用速凝水泥進行堵孔，保證漿液不會順著注漿管外側流出。注漿應在二襯強度達到100%后方可進行。注漿時襯砌表面如出現有滲漏水部位，可改用壓注水泥-水玻璃或其他化學漿液進行注漿堵水。五二襯背后脫空的預防通過對脫空成因分析和鑒于對脫空的處理，施工企業只要認真遵守設計文件和施工工藝，監管單位只要認真檢查、督導，脫空完全是可以預防的，預防勝于整治。1加強光面爆破控制欠挖部位應先加以鑿除，提高圍巖基面平整度；嚴格施工過程控制，對噴射混凝土表面凹凸顯著部位應分層噴射找平，確保初支基面平整。2加強防水板控制固定點間距宜為拱部0.5~0.8米，邊墻0.8~1米，底部1~1.5米，呈梅花形排列，基面凹凸較大處應增加固定點。鋪設松緊應適度并留有余量，實鋪長度與初期支護基面弧長的比值為10:8，以確保混凝土澆筑后與基面密貼。預防太緊防水板崩裂，太松形成褶皺導致空洞的出現。3加強模板拼接拱部堵頭板安裝時注意接縫密貼，可采用雙面膠等措施，保證混凝土澆筑后不漏漿，不跑漿。4嚴把原材料質量關把好原材料質量關，控制好混凝土的水灰比或采用適量的膨脹混凝土，減小混凝土干縮徐變。5加強振搗澆