摘 要：对普通水泥浆及掺入了压浆剂的水泥浆这两种注浆料在终凝后的收缩性及强度两方面进行试验比对分析。同时结合采用了掺入压浆剂的水泥浆在云南华丽高速公路大龙潭隧道二衬脱空处治中的应用效果，认为在水泥浆中掺入一定量的压浆剂，能有效解决在二衬脱空处治过程中因浆液收缩造成二次脱空需重复注浆的问题，同时也能有效保证注浆料的强度，实践表明，该处治对策是合理有效的，可在其他隧道的二衬脱空处治中进行参考使用。
关键词：隧道;二衬脱空;压浆剂;试验检测;
隧道工程二衬脱空是目前隧道施工过程中普遍存在的一个问题，二衬脱空对隧道运营也存在着较大的安全隐患。《公路工程竣(交)工验收办法实施细则》(交公路发[2010]65号)中明确提出:隧道工程渗漏水经处治效果不明显，二衬出现影响结构安全裂缝，二衬厚度合格率小于90%或有小于设计厚度二分之一的部位，空洞累计长度超过隧道长度的3%或单个空洞面积大于3m2的，合同段工程质量不得评为优良。可见严重的二衬混凝土二衬脱空，不但影响隧道二衬质量的耐久性及使用过程中的安全性，更影响建设项目品质创优。通过施工过程质量控制及改进施工工艺，能减少二衬脱空，但不能完全避免脱空，如何有效处理隧道二衬脱空尤为重要。在云南华丽高速公路项目的实际施工过程中，对隧道二衬脱空，施工单位通常采用普通纯水泥浆进行注浆处理。钟亮根在《隧道二衬拱顶脱空预注浆施工技术》一文中，也提到注浆浆液采用1∶1普通硅酸盐水泥浆液。然而在对云南华丽高速公路大龙潭隧道采用纯水泥浆处理二衬脱空后，经地质雷达检测发现，对于同一脱空位置，虽然大部分已密实，但脱空区域并未全部密实，处理效果不太理想。在对二衬脱空原因进行分析及采用不同方法注浆后，情况并未出现明显的改善。因此有必要对注浆料进行研究分析。
施工单位通常在处理隧道二衬脱空时，采用配合比为水泥∶水=1∶1的水泥浆对脱空区进行注浆处理。本次试验，采用同一批次的水泥，按水泥∶水=1∶1的配合比配制水泥浆，制作一组(3个)试件，保持试件体积相同，在同条件和规定的时间内，同时测量3个试件的体积变化情况。直到每个试件体积无明显变化后，计算各试件体积的泌水收缩率。根据试验结果，3个试件的体积在试件终凝后的第144个小时，基本趋于稳定，到终凝后的第168小时，3个试件的体积泌水收缩率分别为:18.6%、19.2%、19.4%，该组试件的平均体积泌水收缩率为19.1%。如果采用配合比为水泥∶水=1∶1的水泥浆对一个脱空深度为10cm的缺陷进行注浆，那么首次注浆后，则该脱空区域仍存在一个深度为1.91cm的脱空区。由此可见，采用纯水泥浆对隧道二衬脱空进行注浆处理后仍存在脱空区的一个主要原因就是由于水泥浆凝结收缩而引起的。
为克服由于纯水泥浆凝结收缩造成的二次脱空，考虑在水泥浆中掺入一种微膨胀剂用来抵消浆液一定量的体积收缩，从而保证首次注浆处治效果。而由高品质减水剂、膨胀剂、防沉剂、矿物掺合料等配制而成的压浆剂则成为一种可以选择的添加剂。由于压浆剂大量用在预应力桥梁上，相比再购置其他膨胀剂，使用压浆剂还能节约运输成本，降低工程造价。经多次现场试验，同时方便现场施工注浆，确定采用配合比为水泥∶水∶压浆剂=1∶1∶0.1的混合水泥浆。
同样采用同一批次的水泥及压浆剂，按水泥∶水∶压浆剂=1∶1∶0.1的配合比配制混合水泥浆，制作一组(3个)试件，保持试件体积相同，在同条件和规定的时间内，同时测量3个试件的体积变化情况。3个试件的体积在试件终凝后的第120个小时，基本趋于稳定，到终凝后的第168小时，3个试件的体积泌水收缩率分别为:3.1%、2.7%、3.5%，该组试件的平均体积泌水收缩率为3.1%。
表1 体积泌水收缩率试验比对结果 下载原图
通过对两组试件的体积泌水收缩率比较发现，在相同时间内，掺入压浆剂的水泥浆试件比纯水泥浆试件的体积泌水收缩率减小了16%，且掺入压浆剂的水泥浆试件的体积变化比纯水泥浆试件的体积变化先趋于稳定。试验证明，在注浆料体积收缩性方面，采用掺入压浆剂的水泥浆作为隧道二衬脱空处治的注浆料，无疑是更有效的。
采用与体积收缩性比对试验中相同的两种注浆料的配合比，分别制作1组标准试件，在标准养生条件下养护到规定龄期，测试试件的抗压强度及抗折强度。抗压强度试验比对结果见表1，抗折强度试验比对结果见表2。从强度比对结果上来看，掺入压浆剂的水泥浆试件的抗压强度比纯水泥浆试件的抗压强度高出了3.6MPa，抗折强度高出了0.4MPa。无论从抗压强度还是从抗折强度上进行比对，掺入压浆剂的水泥浆试件均优于纯水泥浆试件。
表2 抗压强度试验比对结果 下载原图
表3 抗折强度试验比对结果 下载原图
云南华丽高速公路大龙潭隧道，为分离式特长隧道。隧址区地处滇西高原西北部，金沙江西岸，山高沟深，地质条件复杂多变，隧道施工难度大，二衬脱空问题较为显著。通常施工方采用普通水泥浆对脱空区域进行注浆，当注浆已达到设计终压，排气孔已出浆时停止注浆，理论上脱空区浆液已注入饱满。但经地质雷达检测，脱空问题仍然存在，首次注浆处理合格率仅为33.3%。在选取部分注浆后的脱空区域进行钻孔检测，发现注浆后仍然存在的脱空深度基本在1～3cm之间，并且注浆后的二次脱空深度与注浆前的脱空深度基本呈正比。此类情况雷达检测图像如图1、图2所示。
图1 二衬混凝土脱空雷达检测图像 下载原图
图2 采用纯水泥浆对脱空区首次注浆后雷达检测图像 下载原图
采用配合比为水泥∶水∶压浆剂=1∶1∶0.1的混合水泥浆，首先对大龙潭隧道3处二衬脱空部位进行注浆处理，注浆一周后进行复检，复检情况为合格，雷达检测图像见图3、图4。随后按此配合比配制注浆料，对大龙潭隧道其余二衬脱空部位进行注浆处理，一次性注浆合格率达到79.2%，大大的提高了二衬缺陷处治效率，同时节约了施工成本。
图3 二衬混凝土脱空雷达检测图像 下载原图
图4 采用混合水泥浆对脱空区首次注浆后雷达检测图像 下载原图
对于隧道二衬脱空问题，从二衬浇筑工艺上，工程技术人员一直在探索一种行之有效的解决的办法，也取的了较好的效果。但受现场各种施工因素的影响，隧道二衬脱空从未能完全避免。本文从现场实际脱空缺陷处治出发，在注浆料的选择上，对普通水泥浆及掺入压浆剂的水泥浆这两种注浆料在终凝后的收缩性及强度两方面进行试验比对分析。同时结合采用掺入压浆剂的水泥浆在云南华丽高速公路大龙潭隧道的二衬脱空处治中的效果，认为在水泥浆中掺入一定量的压浆剂，按水泥∶水∶压浆剂=1∶1∶0.1的配合比配制的的混合水泥浆能有效解决在二衬脱空处理过程中因浆液收缩造成二次脱空而重复注浆的问题，提高隧道二衬缺陷处治效率，并且掺入一定量的压浆剂的注浆料在凝固后的强度也优于纯水泥浆。该方法可在其他隧道的二衬脱空处治中进行参考使用。
[1] 刘长宇，张青，王卓．隧道二次二衬拱顶脱空分析及注浆处理．市政技术，2016.
[2] 钟亮根．隧道二衬拱顶脱空预注浆施工技术．四川建筑，2017.
[3] 皮淮蓉．提高隧道二衬拱顶混凝土脱空注浆处理一次性合格率．工程技术，2017.
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