摘要：针对同寨隧道二衬开裂具体环境及形态，分析了二衬开裂的地形与地质因素和施工因素，提出了施工期预防隧道二衬开裂的技术措施与建议．
    关键词：同寨隧道；二衬；监控量测；减震爆破；拆模
    中图分类号：Ｕ２５７．２　　文献标志码：Ａ
    文章编号：１００１－４３７３（２０１４）０１－００７９－０４ 
    ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－４３７３．２０１４．０１．０１８
    目前在建铁路隧道仍主要采用传统的人工钻爆法开挖、喷锚初支、复合式模筑混凝土衬砌施工，国内外调查结果表明，二次衬砌混凝土开裂是一种普遍现象，造成原因众多［１］，本文主要从二衬施作时机、混凝土拆模时间等方面分析施工因素对隧道二衬混凝土开裂的影响，并提出相应的对策．
    １·工程概况
    同寨隧道位于甘肃省宕昌县境内，进口位于岷江东岸，出口位于油房沟，工点西秦岭高中山区，山高沟深，山坡、谷坡较陡，地面最小高程为１　９３６ｍ，最大高程２　７７０ｍ，相对高差为８３４ｍ，梁顶植被覆盖较差．隧道起迄里程为ＤＫ２４７＋３０８～ＤＫ２５６＋１３５，全长８　８２７ｍ，为双线隧道，除进口７７０．０４４ｍ位于Ｒ＝４　５００ｍ的曲线上，出口端８９０．４４ｍ位于Ｒ＝４　５００ｍ的曲线上外，其余地段均位于直线段．隧道内线路自进口分别为－１２．８‰，－１３‰，－１２．８‰的下坡，隧道进、出口端附近有乡村公路相连，沟口有２１２国道相连，交通较为便利．工点处的大地构造属于青藏歹字形构造体系，受构造作用影响，褶皱断裂发育，褶皱及侵入接触带，地质构造十分复杂，也十分发育［２］．
    隧道进口ＤＫ２４８＋１７１～ＤＫ２４８＋１９１段原设计为Ⅲ级围岩，地层为板岩，浅灰色，微晶结构，板状构造，节理不发育；隧道初支采用锚网喷支护，拱墙喷Ｃ２５混凝土１２ｃｍ，锚杆长３ｍ，间距１．２ｍ×１．５ｍ（环×纵），二次衬砌拱墙厚４０ｃｍ，仰拱厚４５ｃｍ，采用Ｃ３０混凝土衬砌．
    ２０１０年５月２７日，建设、设计、监理和施工单位四方进行现场会勘，掌子面ＤＫ２４８＋１７１揭示围岩情况为薄层板岩，节理裂隙发育，整体呈竖向板岩结构，并在上台阶位置出现斜向平层，并该段地下水发育，地下水呈股状～线状流水，薄层板岩遇水易崩解坍塌，ＤＫ２４８＋１７１～ＤＫ２４８＋１９１段围岩调整为Ⅳ级．
    对ＤＫ２４８＋１７１～ＤＫ２４８＋１９１段支护措施进行调整，预留变形量调整为３０ｃｍ；全环设Ｉ２０ｂ钢架，间距０．８ｍ／榀，加强锁脚锚杆，锚杆长４．５ｍ，并对该段拱墙进行径向固结注浆，注浆小导管长４ｍ，间距１．５ｍ×１．５ｍ；二次衬砌采用Ⅳ级加强断面，即拱墙厚４５ｃｍ，仰拱厚５０ｃｍ，采用Ｃ３５钢筋混凝土衬砌．www.tmgc8.com
    ２·衬砌开裂情况
    ２．１　进口
    同寨隧道进口ＤＫ２４８＋１７６～ＤＫ２４８＋１８８段１２ｍ 已变更为Ⅳ 级加强围岩．ＤＫ２４８＋１７６～ＤＫ２４８＋１８８段按Ⅳ级加强围岩施做二次衬砌，ＤＫ２４８＋１７６～ＤＫ２４８＋１８８段拱墙衬砌于２０１０年７月１９日１９时左右浇筑完毕，设计为Ｃ３５钢筋混凝土，截至７月２７日，使用回弹法测试砼强度平均值为２３．６ＭＰａ，由于围岩突变，应力瞬间增大，２０１０年７月２７日１６时左右已施工完成的二次衬砌自端头开始（即里程ＤＫ２４８＋１８８）左侧拱腰处出现裂缝，至２３时，裂缝发展成长度约５．２ｍ，宽度２０～４０ｃｍ，并且ＤＫ２４８＋１８４．５～ＤＫ２４８＋１８８段３．５ｍ左侧拱腰处砼崩落，衬砌钢筋外漏．根据当时量测观测，在１０ｍｉｎ时间段，衬砌下沉３ｍｍ，截止目前，左侧拱腰处发育出长８ｍ、宽０．４～０．８ｍ 的裂缝，防水结构被破坏，四周均有水渗漏，开裂处二衬砼最大已侵入衬砌净空６２ｍｍ．综上表明该组衬砌已有８ｍ失效．如图１和图２所示．

    ２．１．１　开裂原因分析
    ＤＫ２４８＋１７６～ＤＫ２４８＋１８８段衬砌是因为衬砌强度还没有达到设计强度时，围岩应力发生突变，应力突然增大，导致衬砌结构局部在应力集中情况下发生破坏，截至现在已有８ｍ 失效，需将ＤＫ２４８＋１８０～ＤＫ２４８＋１８８段拆除后重新施做，对防水结构进行补强．导致衬砌开裂的主要原因有：
    １）在混凝土强度不足或还未达到拆模强度时，即拆除模板，使衬砌混凝土早受力，造成衬砌开裂［３］．
    ２）隧道初期支护中径向注浆、边墙长锚杆未施作到位，不能使初期支护与围岩共同受力，初期支护承受荷载有限，二次衬砌承载过大，造成开裂．
    ３）初期支护背后存在空洞或回填不密实现象，不能使初期支护与围岩共同受力［４］．
    ４）原材料的检验和选用、混凝土的配比和拌制、浇筑温度的控制和振捣以及衬砌养护的各工序操作不够规范．
    ２．１．２　处理方案
    鉴于以上情况，对该组衬砌ＤＫ２４８＋１８０～ＤＫ２４８＋１８８段进行拆除，具体施工方案如下：www.tmgc8.com
    １）加强对该组衬砌变形监控量测力度，随时掌握变形情况；同时对已经破坏段衬砌需拆除重新施做，拆除时机需等到前后二次衬砌完全达到设计强度方可进行．
    ２）使用风镐沿着环向施工缝开凿一条宽度２０ｃｍ，深至围岩的环向通缝，以阻断爆破震动波向保留混凝土方向延伸（亦可起到部分减震作用）．
    ３）为了保证隧道爆破后轮廓线的平整度，减少爆破振动对既有隧道围岩、支护结构的扰动和损伤，采用松动爆破技术方案［５］．
    ４）为保证拆除的衬砌和保留的衬砌之间的防水层能正常搭接，形成防排水系统，该组防排水系统施做时需做到以下几点：
    保留衬砌的环纵向止水带在施工缝位置凿槽重新施做，同时在槽内加设一根膨胀止水条，防止施工缝位置渗漏水．
    环向透水盲管３ｍ布设一环，同时在环与环之间加设纵向透水盲管（加密根数根据现场流水量确定），确保围岩渗漏水能及时引排．
    ５）钢筋和二衬砼的施做按照Ⅳ级加强段的施
    工措施进行施做，钢筋施做时与保留段衬砌要正常搭接，若保留段钢筋因爆破被破坏，则需打眼将钢筋接长．
    ２．２　出口
    ＤＫ２５５＋１０６．７～ＤＫ２５５＋０９８段为Ⅳ围岩，支护参数：拱墙喷射２３ｃｍ厚Ｃ２５砼，锚杆长３．５ｍ，间距１．２ｍ×１．２ｍ（环×纵），拱墙设置Ｉ１６型钢拱架，间距１．２ｍ，二次衬砌拱墙厚４５ｃｍ、仰拱厚５０ｃｍ，采用Ｃ３０混凝土衬砌；ＤＫ２５５＋０９８～ＤＫ２５５＋０９４．８段采用Ⅳ加强支护参数：拱墙喷射２３ｃｍ 厚Ｃ２５砼，锚杆长３．５ｍ，间距１．２ｍ×１．２ｍ（环×纵），拱墙设置Ｉ１８型钢拱架，间距１．０ｍ，二次衬砌拱墙厚４５ｃｍ、仰拱厚５０ｃｍ，采用Ｃ３５钢筋混凝土衬砌；采取以上支护参数后变形仍很严重，经研究对ＤＫ２５５＋１０６．７～ＤＫ２５５＋０９８段边墙进行径向小导管注浆，小导管采用Φ４２小导管，长４．０ｍ，梅花型布置，环纵向间距１．２ｍ×１．２ｍ；同时对该段架立Ｉ１８套拱，间距１ｍ／榀．

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