某隧道初支背后空洞处理方案概述

中铁十二局集团第二工程有限公司 山西 太原 030032

引言

在本次某隧道的施工中，经检查发现了初支砼背后均有空洞的情况产生，对整体建设质量危害较大，建设团队立即对此展开施工，采用无损检测技术进行检测，并进行注浆。

1 工程概况

某隧道全长10023m，隧道洞身穿越地层主要为砾岩、粗面岩、凝灰岩，局部为正长斑岩、安山岩，发育断裂9条，不良地质条件为塌方掉块、突水突泥、地下水流失，为高风险隧道[1]。

目前某隧道进口已完成3166m，隧道斜井完成955m，正洞完成3057m，出口完成3077m。在进口与斜井之间剩余508m未完成，出口与斜井之间剩余231m。

2 存在问题

2014年7月8日，建指对施工5标进行质量安全检查发现：隧道斜井大里程DK297+677.9、+678.9左侧边墙初支砼背后均有空洞，洞深和初支砼厚度均一致，分别为67cm和18cm，其中+678.9处初支砼中有夹石现象。

要求施工单位制定补救整改方案经监理单位审核上报建指审批后实施，并要求实施后需经建指安质部指定检测单位检测后方可进行拱墙衬砌施工[2]。

3 处理方案

使用地质雷达对DK297+677～DK297+750段初期支护进行无损检测，确定初期支护背后空洞的位置及范围，标示清楚，并预埋注浆孔，采用注浆机向脱空处压注水泥砂浆的方法进行处理，确保初支背后无空洞、密实。

3.1 注浆作业

①机具配置。本次使用作业共需要四种类型的设备，分别为电动空压机、风钻、注浆机以及发挥搅拌作用的专用设备，砂浆搅拌机。②劳动组织。空压机司机1人、钻孔4人、注浆4人（含拌料）。③材料准备。水泥、Ф32×3.25mm热轧钢管。④作业条件。a.注浆操作开始前，需要做好预埋注浆管的清理工作，清理工作的标准要求为，将管内杂物和混凝土清理干净。b.保持注浆机设备的参数处在正常状态下，压力表的性能保持良好，既要保证参数显示正确，更要保证压力表在应用中的灵敏度。另外，高压管道要保持畅通状态。c.严格针对机械设备的运行状态以及停机时的状态进行全面检验，尤其是要针对风水管路以及电缆线路进行全面检查，确保管路通畅性以及电缆线路运行的安全性。为了切实观察线路和设备的运行状态，可选取固定的时间段针对管路进行试运行，及时发现运行中可能出现的安全隐患和问题，合理规避。d.针对作业区环境进行良好保持，重点在于保持良好的通风状态，并且有充分地照明设备设置。

3.2 施工操作工艺措施及主要做法要求

（1）注浆孔设置的方向保持纵向，注浆孔的设置方式为钻孔埋设，埋设操作时需要充分考虑脱空面积的区域大小，合理开展布设工作。

（2）埋设注浆管。利用破检孔洞预埋注浆管。注浆导管孔径规格为φ32×3.25mm。导管长度规格为40cm。如果在具体施工环节中出现了超挖的现象，则需要考虑是否加长导管长度。在注浆操作实施时，需要保证其迎面位置与围岩紧密贴合。

3.3 浆液配制

（1）关于注浆操作的浆液配制，选用规格为M20的水泥砂浆进行注浆操作，配制水泥砂浆的原材料主要是硅酸盐水泥，通过将硅酸盐水泥与水进行混合搅拌，达到浆液配制的目的。

（2）灌注浆液。灌注操作是整个施工建设的核心环节，注浆前需要严格检查设备是否与注浆管道有效连接，同时应当排除管内空气，再调整好注浆压力。随后严格按照注浆操作的要求针对管道内部的压力指标进行合理调节设置。启动注浆机开始注浆，注浆应形成交底内容。

注浆压力一般为0.3～0.5Mpa，注浆终压力0.5MPa。注浆操作实施的过程中需要密切关注压力变化情况，关于压力和流量的基本关系，通常为，随着压力的上升流量指标会出现同步减小的情况。当注浆压力达到终压水平时，需要保持稳定状态达到3min，随后结束注浆操作的整个过程。

（3）堵孔。堵孔操作所需要用到的原材料为棉纱，堵孔操作的目的主要在于防止浆液出现外溢的现象。

（4）监控量测。注浆过程中，主要应用全站仪设备对隧道拱顶的下沉情况以及净空的变化进行检测，还应防止一次性注浆过快、过大，导致的钢架出现变形问题。

3.4 质量要求

（1）主控项目。①浆液配合比应符合设计要求。②初支背后注浆应保证回填密实。

（2）一般项目。①注浆压力、注浆量应符合设计要求。②注浆孔的数量、布置、间距、孔深应符合设计要求。③注浆范围符合设计要求。④注浆应在初期支护混凝土强度达到设计强度后进行。

4 注意事项

（1）安全注意事项。①施工中，应定期检查电源线路和注浆设备的电器部件，确保用电安全。②经常检查和清洗注浆管，防止堵塞，发现问题，应及时处理。③注浆平台安置平稳，洞内车辆通过支架时，必须慢行，并有专人指挥，防止撞击支架。④注浆作业时，作业人员应使用防尘用具和胶皮手套。⑤当泵压出现异常增高，应立刻停机，排除故障后方可使用。⑥注浆管连接必须牢固，接头设置连环扣，防止注浆管接头脱落伤人。

（2）环保注意事项。①应优先选用对环境影响小的浆液。②应采取有效措施防止浆液遗洒。③应当针对浆液配制中能的原材料用量进行合理计算，如应用过程中有剩余，则应当合理初支，不应当随意处置。

5 安全、质量及环境保护措施

（1）钻孔应严格按所给出的孔位进行。及时观察孔结构走向，出现偏差后及时纠正。

（2）针对平台环境进行严格检查，确保平台操作环境的稳定性。

（3）注浆操作不仅要注意配比合理性，更需要专人针对注浆操作的实际效果和注浆过程做好记录工作。

（4）针对混凝土缝隙要采取措施进行针对性处理，混凝土由于原材料本身的性质问题，裂缝是常见的现象，应当通过针对性措施的采取确保注浆操作的质量。

6 结束语

综上所述，确定初期支护背后空洞的位置及范围，采用预埋注浆孔，注浆操作开始前，需要做好清理，防止堵塞。同时确保安全防护工作到位，以保证初支背后无空洞、密实。