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摘 要：本文主要结合邕北线花甲山隧道拱顶空洞成因，进行妥善合理的分析，并详细介绍拱顶空洞病害特点，提出有效的空洞整治技术，希望能够给相关工作人员提供一定的借鉴。
关键词：高铁隧道；拱顶空洞成因；空洞整治技术
中图分类号：U452 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）14-0142-02
通过详细分析高铁隧道拱顶空洞成因，并提出妥善的空洞整治技术，能够有效提升高铁隧道拱顶空洞的整治效果，保证高铁隧道结构更加稳定。对于拱顶空洞施工人员来说，要结合拱顶空洞结构特点，不断改进原有的空洞整治技术，进一步提升高铁隧道工程的经济效益。
1 工程概况
邕北线花甲山隧道进口里程K47+523（DK48+772），出口里程K54+507（DK55+756），全长6984m。隧道为侵蚀剥蚀低山丘陵区，地形波状起伏。地面高程114～260m，相对高差144m，最大埋深154m，自然坡度20～50°，局部陡峻，坡面植被发育，低洼地段多为水田，隧道于低洼沟谷地段埋深均较浅，四处埋深20～30m，形成浅埋。该隧道于2009年11月1日正式开工，于2011年8月10日贯通，静态验收时间为2012年12月，通车时间为2013年12月30日。
2 拱顶空洞病害成因及特点
2.1 拱顶空洞病害成因
根据现场检查结果表明，在该隧道中，由于防水板出现严重脱落，会降低防水板的稳定性。防水板脱落病害成因如下：在浇筑混凝土的过程中，由于混凝土挤入到初支卷曲防水板间，伴随混凝土的挤入重量的不断增加，隧道拱部的防水板很容易出现脱落现象，降低防水板的稳定性[1]。在灌注混凝土的过程当中，由于灌注方法不合理，混凝土很容易出现裂缝，使得防水板的牢固性不断下降，拱部的防水板很容易出现衬砌孔洞现象。
2.2 拱顶空洞病害特点
高铁隧道拱顶空洞病害对隧道结构的影响较大，如果工程中的拱顶空洞病害比较严重，会降低高铁隧道工程结构的稳定性，降低工程的总体施工质量。另外，拱顶空洞病害比较严重，会降低注浆效果，影響砂浆的流动性。由于工程中的模板台车顶部主要采用斜交泵送口，如果隧道的坡度较大，施工人员要结合隧道坡度，进行合理的浇筑。
3 拱顶空洞整治技术要点
3.1 合理控制整治材料
在高铁隧道工程中，为了有效保证拱顶空洞得到更好的整治，施工人员要运用合理的整治材料。高铁隧道工程拱顶空洞整治材料如下：
水泥：PO42.5；
碎石：反击破方式生产，粒径为6mm左右，基材为石灰岩或火山岩，级配连续；
砂：中粗砂或粗砂，模数不低于2.5；
减水剂：液态，对混凝土耐久性无副作用；
速凝剂：粉末状，添加量7～10%，对混凝土耐久性副作用小且可估量；
回填灌浆和锚杆注浆材：无收缩水泥浆，不使用砂浆；
锚杆：满足设计材质要求，中空，∮25～28，附∮10～30孔的碗（碟）型垫板（托盘），球型螺母；
钢筋：材质符合设计要求，∮6圆钢，∮18、∮22螺纹钢；
回填灌浆预埋管：非金属，以PE、PVC、橡胶、塑料、橡塑管材为宜；
环氧树脂：通用胶。
对于工程中的施工人员来说，要明确拱顶空洞整治流程，并遵守相关原则，结合拱顶空洞整治要求，有效提升高铁隧道拱顶整治效果。在整治的过程中，施工人员还要根据高铁隧道拱顶结构特点，保证工程的使用功能得到更好的发挥，并运用先进的整治与修补技术，严格控制各项整治材料质量，不断提升工程结构的安全性[2]。
3.2 较严重脱空和厚度不足整治方法和技术要点
在该高铁隧道工程中，如果混凝土的衬砌厚度超过25cm、钢筋混凝土的厚度大于20cm，拱顶很容易出现脱空现象，施工人员可以采用间歇式无收缩浆材回填灌浆技术，并结合孔封闭情况，运用合理的注浆技术，并先安装模板，并合理浇筑混凝土。在浇筑混凝土的过程中，施工人员可以在喷射用水中加入一定量的减水剂，并合理控制喷射时间，如果喷射用水的搁置时间超过3h，施工人员要及时摒弃。
对于高铁隧道空洞整治人员来说，在实际工作当中，需要注意以下几点：①配置合理的滚筒或者搅拌机，方便砂石混合料的搅拌，有效提升砂石混合料、水泥与减水剂的搅拌质量，如果工程需要采用二次拌合，施工人员要做好相应的翻搅工作，在在搅拌的过程中加入适量的速凝剂。②在喷射的过程中，应该先开启水泵，后开启动力风设备，并做好相应的调试工作，保证水压力能够有效清洗喷基面。为了有效提升混凝土的喷射质量，施工人员要合理控制设备的喷射速度，如果喷射压力过大，会降低混凝土的强度，喷射压力过小，混凝土很容易出现堵塞现象，影响混凝土的密实度[3]。
除此之外，停止喷射后，施工人员要将喷头转移到受喷面，先关闭压力水然后关闭动力风。施工人员还要保证受喷面与喷头距离在规定范围之内，通常情况下，受喷面与喷头之间的距离不宜超过1.0m，喷射路径呈现“S”型，在喷射的过程中，如果遇到钢筋网片与钢架，施工人员要做好相应的调整工作，并合理控制喷射厚度，一次喷射的厚度不宜超过12cm。
3.3 严重脱空和厚度不足整治方案和技术要点
当高铁隧道拱顶空洞衬砌混凝土厚度在15～20cm之间时，钢筋基本上全部被混凝土包裹，因此，施工人员需要合理控制混凝土的支护厚度，有效减少脱空现象的发生。施工人员在实际工作当中，可以按照以下施工流程进行施工：①结合混凝土的灌喷情况，将混凝土进行封闭处理，打开锁定的中空锚杆之后，喷注一定量的混凝土；②合理控制混凝土厚度，混凝土的喷灌厚度不宜超过20cm，形状符合相关规定；③合理埋设钢筋，并在“天窗”混凝土挂设∮6.5@10×10cm钢筋网。 另外，为了保证衬砌钢筋结构更加合理，施工人员要做好植筋工作，并结合注浆情况，采用合理的金属材质，合理布设橡胶管材与塑胶管材。结合衬砌钢筋的埋设情况，按照相关需求，在指定位置打开透气孔，保证非闭合封口内部更加通畅。在锁定锚杆的过程中，施工人员可以采用直径为2.0m∮25的中空锚杆，在Ⅳ、Ⅴ级围岩地段，可以采用直径为3.0m∮25中空锚杆。在布置锚杆的过程中，锚杆孔的直径方向统一，施工人员还要凿出合适深度的凹孔，并运用机械式锚头或自进式锚杆的钻头进行临时端锚[4]。
3.4 极严重脱空和厚度不足整治方案和技术要点
由于该高铁隧道拱顶空洞的径向尺寸较大，很容易出现大尺度脱空衬砌，施工人员在实际工作当中，要结合“天窗”混凝土喷灌情况，做好相应的封闭工作，保证“天窗”得到更好的封闭，并将之前锁定的锚杆直接打开，进行二次喷灌。在该高铁隧道工程中，施工人员要结合工程结构特点，合理控制施工材料质量，进一步提升混凝土的喷灌质量[5]。
除此之外，如果工程防水板将拱部衬砌体隔离，防水板与施工缝能够将拱部隔离成独立的混凝土块，施工人员要在隔离区凿毛，并将混凝土进行合理的封闭。在拆分隔离区混凝土块的过程中，施工人员需要将防水层全部割除，并在指定位置布置锚杆。锚杆的布置见图1。
4 结束语
综上，通过详细分析高铁隧道拱顶空洞原因与特点，并提出合理的空洞整治技术，能够有效提升高铁隧道拱顶空洞结构的稳定性，减小拱顶空洞对隧道结构的影响，有效提升高铁隧道工程的整体施工质量。
参考文献
[1]安哲立，马伟斌，郭小雄，邹文浩，王 勇.新建铁路隧道二次衬砌完成后即拱顶带模注浆的成套技术[J].铁道建筑，2017（11）：48～52.
[2]田 甜，李泰灃，黎国清，张千里.高铁隧道衬砌拱顶空洞对列车荷载响应研究[J].地下空间与工程学报，2016（S2）：669～677.
[3]何 川，唐志成，汪 波，汪 洋，佘 健.内表面补强对缺陷病害隧道结构承载力影响的模型试验研究[J].岩土力学，2016（02）：406～412.
[4]何 川，吳德兴，汪 波，唐志成，佘 健.回填压注对缺陷病害隧道结构承载力影响的模型试验研究[J].水文地质工程地质，2015（02）：114～119.
[5]佘 健，何 川，汪 波，汪 洋.衬砌背后空洞对隧道结构承载力影响的模型试验研究[J].公路交通科技，2016（01）：104～110.
[6]何 川，李祖伟，佘 健，汪 波.组合补强对缺陷病害隧道结构承载力影响的室内模型试验研究[J].公路，2015（03）：195～202.
收稿日期：2018-4-18
作者简介：徐国良（1988-），男，湖南邵阳人，助理工程师，本科，主要从事铁路设备管理及维护施工工作。
关键词：高铁隧道；拱顶空洞成因；空洞整治技术
中图分类号：U452 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）14-0142-02
通过详细分析高铁隧道拱顶空洞成因，并提出妥善的空洞整治技术，能够有效提升高铁隧道拱顶空洞的整治效果，保证高铁隧道结构更加稳定。对于拱顶空洞施工人员来说，要结合拱顶空洞结构特点，不断改进原有的空洞整治技术，进一步提升高铁隧道工程的经济效益。
1 工程概况
邕北线花甲山隧道进口里程K47+523（DK48+772），出口里程K54+507（DK55+756），全长6984m。隧道为侵蚀剥蚀低山丘陵区，地形波状起伏。地面高程114～260m，相对高差144m，最大埋深154m，自然坡度20～50°，局部陡峻，坡面植被发育，低洼地段多为水田，隧道于低洼沟谷地段埋深均较浅，四处埋深20～30m，形成浅埋。该隧道于2009年11月1日正式开工，于2011年8月10日贯通，静态验收时间为2012年12月，通车时间为2013年12月30日。
2 拱顶空洞病害成因及特点
2.1 拱顶空洞病害成因
根据现场检查结果表明，在该隧道中，由于防水板出现严重脱落，会降低防水板的稳定性。防水板脱落病害成因如下：在浇筑混凝土的过程中，由于混凝土挤入到初支卷曲防水板间，伴随混凝土的挤入重量的不断增加，隧道拱部的防水板很容易出现脱落现象，降低防水板的稳定性[1]。在灌注混凝土的过程当中，由于灌注方法不合理，混凝土很容易出现裂缝，使得防水板的牢固性不断下降，拱部的防水板很容易出现衬砌孔洞现象。
2.2 拱顶空洞病害特点
高铁隧道拱顶空洞病害对隧道结构的影响较大，如果工程中的拱顶空洞病害比较严重，会降低高铁隧道工程结构的稳定性，降低工程的总体施工质量。另外，拱顶空洞病害比较严重，会降低注浆效果，影響砂浆的流动性。由于工程中的模板台车顶部主要采用斜交泵送口，如果隧道的坡度较大，施工人员要结合隧道坡度，进行合理的浇筑。
3 拱顶空洞整治技术要点
3.1 合理控制整治材料
在高铁隧道工程中，为了有效保证拱顶空洞得到更好的整治，施工人员要运用合理的整治材料。高铁隧道工程拱顶空洞整治材料如下：
水泥：PO42.5；
碎石：反击破方式生产，粒径为6mm左右，基材为石灰岩或火山岩，级配连续；
砂：中粗砂或粗砂，模数不低于2.5；
减水剂：液态，对混凝土耐久性无副作用；
速凝剂：粉末状，添加量7～10%，对混凝土耐久性副作用小且可估量；
回填灌浆和锚杆注浆材：无收缩水泥浆，不使用砂浆；
锚杆：满足设计材质要求，中空，∮25～28，附∮10～30孔的碗（碟）型垫板（托盘），球型螺母；
钢筋：材质符合设计要求，∮6圆钢，∮18、∮22螺纹钢；
回填灌浆预埋管：非金属，以PE、PVC、橡胶、塑料、橡塑管材为宜；
环氧树脂：通用胶。
对于工程中的施工人员来说，要明确拱顶空洞整治流程，并遵守相关原则，结合拱顶空洞整治要求，有效提升高铁隧道拱顶整治效果。在整治的过程中，施工人员还要根据高铁隧道拱顶结构特点，保证工程的使用功能得到更好的发挥，并运用先进的整治与修补技术，严格控制各项整治材料质量，不断提升工程结构的安全性[2]。
3.2 较严重脱空和厚度不足整治方法和技术要点
在该高铁隧道工程中，如果混凝土的衬砌厚度超过25cm、钢筋混凝土的厚度大于20cm，拱顶很容易出现脱空现象，施工人员可以采用间歇式无收缩浆材回填灌浆技术，并结合孔封闭情况，运用合理的注浆技术，并先安装模板，并合理浇筑混凝土。在浇筑混凝土的过程中，施工人员可以在喷射用水中加入一定量的减水剂，并合理控制喷射时间，如果喷射用水的搁置时间超过3h，施工人员要及时摒弃。
对于高铁隧道空洞整治人员来说，在实际工作当中，需要注意以下几点：①配置合理的滚筒或者搅拌机，方便砂石混合料的搅拌，有效提升砂石混合料、水泥与减水剂的搅拌质量，如果工程需要采用二次拌合，施工人员要做好相应的翻搅工作，在在搅拌的过程中加入适量的速凝剂。②在喷射的过程中，应该先开启水泵，后开启动力风设备，并做好相应的调试工作，保证水压力能够有效清洗喷基面。为了有效提升混凝土的喷射质量，施工人员要合理控制设备的喷射速度，如果喷射压力过大，会降低混凝土的强度，喷射压力过小，混凝土很容易出现堵塞现象，影响混凝土的密实度[3]。
除此之外，停止喷射后，施工人员要将喷头转移到受喷面，先关闭压力水然后关闭动力风。施工人员还要保证受喷面与喷头距离在规定范围之内，通常情况下，受喷面与喷头之间的距离不宜超过1.0m，喷射路径呈现“S”型，在喷射的过程中，如果遇到钢筋网片与钢架，施工人员要做好相应的调整工作，并合理控制喷射厚度，一次喷射的厚度不宜超过12cm。
3.3 严重脱空和厚度不足整治方案和技术要点
当高铁隧道拱顶空洞衬砌混凝土厚度在15～20cm之间时，钢筋基本上全部被混凝土包裹，因此，施工人员需要合理控制混凝土的支护厚度，有效减少脱空现象的发生。施工人员在实际工作当中，可以按照以下施工流程进行施工：①结合混凝土的灌喷情况，将混凝土进行封闭处理，打开锁定的中空锚杆之后，喷注一定量的混凝土；②合理控制混凝土厚度，混凝土的喷灌厚度不宜超过20cm，形状符合相关规定；③合理埋设钢筋，并在“天窗”混凝土挂设∮6.5@10×10cm钢筋网。 另外，为了保证衬砌钢筋结构更加合理，施工人员要做好植筋工作，并结合注浆情况，采用合理的金属材质，合理布设橡胶管材与塑胶管材。结合衬砌钢筋的埋设情况，按照相关需求，在指定位置打开透气孔，保证非闭合封口内部更加通畅。在锁定锚杆的过程中，施工人员可以采用直径为2.0m∮25的中空锚杆，在Ⅳ、Ⅴ级围岩地段，可以采用直径为3.0m∮25中空锚杆。在布置锚杆的过程中，锚杆孔的直径方向统一，施工人员还要凿出合适深度的凹孔，并运用机械式锚头或自进式锚杆的钻头进行临时端锚[4]。
3.4 极严重脱空和厚度不足整治方案和技术要点
由于该高铁隧道拱顶空洞的径向尺寸较大，很容易出现大尺度脱空衬砌，施工人员在实际工作当中，要结合“天窗”混凝土喷灌情况，做好相应的封闭工作，保证“天窗”得到更好的封闭，并将之前锁定的锚杆直接打开，进行二次喷灌。在该高铁隧道工程中，施工人员要结合工程结构特点，合理控制施工材料质量，进一步提升混凝土的喷灌质量[5]。
除此之外，如果工程防水板将拱部衬砌体隔离，防水板与施工缝能够将拱部隔离成独立的混凝土块，施工人员要在隔离区凿毛，并将混凝土进行合理的封闭。在拆分隔离区混凝土块的过程中，施工人员需要将防水层全部割除，并在指定位置布置锚杆。锚杆的布置见图1。
4 结束语
综上，通过详细分析高铁隧道拱顶空洞原因与特点，并提出合理的空洞整治技术，能够有效提升高铁隧道拱顶空洞结构的稳定性，减小拱顶空洞对隧道结构的影响，有效提升高铁隧道工程的整体施工质量。
参考文献
[1]安哲立，马伟斌，郭小雄，邹文浩，王 勇.新建铁路隧道二次衬砌完成后即拱顶带模注浆的成套技术[J].铁道建筑，2017（11）：48～52.
[2]田 甜，李泰灃，黎国清，张千里.高铁隧道衬砌拱顶空洞对列车荷载响应研究[J].地下空间与工程学报，2016（S2）：669～677.
[3]何 川，唐志成，汪 波，汪 洋，佘 健.内表面补强对缺陷病害隧道结构承载力影响的模型试验研究[J].岩土力学，2016（02）：406～412.
[4]何 川，吳德兴，汪 波，唐志成，佘 健.回填压注对缺陷病害隧道结构承载力影响的模型试验研究[J].水文地质工程地质，2015（02）：114～119.
[5]佘 健，何 川，汪 波，汪 洋.衬砌背后空洞对隧道结构承载力影响的模型试验研究[J].公路交通科技，2016（01）：104～110.
[6]何 川，李祖伟，佘 健，汪 波.组合补强对缺陷病害隧道结构承载力影响的室内模型试验研究[J].公路，2015（03）：195～202.
收稿日期：2018-4-18
作者简介：徐国良（1988-），男，湖南邵阳人，助理工程师，本科，主要从事铁路设备管理及维护施工工作。