隧道缺陷治理方法与流程

本发明涉及隧道技术领域，其涉及一种隧道缺陷治理方法。

背景技术：

我国是一个多山国家，所以隧道量也十分巨大。运营隧道的脱空和掉块严重影响了隧道的运营安全，目前的主要解决方法为模筑混凝土换填法，所述模筑混凝土换填法的优点：(1)属于传统方法，工艺成熟度高，实施简单；(2)材料容易制备，设备较为简单操作方便；(3)钢拱架或格栅钢架的使用具有一定的加固作用。

同时此方法也有非常致命的缺点：(1)需要大拆大换，具有很高的安全风险；(2)施工周期较长，无法适应天窗时间低于6小时的普通铁路，造价相对较高，需要使用大量的人力；(3)混凝土质量难以保证。由于支撑模板无法振捣，混凝土密实度较差，容易渗漏水或者出现次生问题。

因此，亟需提出一种新的隧道缺陷治理方法来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种隧道缺陷治理方法，其适用于运营隧道，以快速高效地解决运营隧道的空洞问题。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种隧道缺陷治理方法，其包括：

s10、对隧道的衬砌混凝土进行检测，得到衬砌混凝土的缺陷；

s20、针对不同的混凝土缺陷采用不同的处理措施；

其中，所述不同的处理措施包括：脱空注浆工艺、带模注浆工艺、分段带模注浆工艺和/或分层喷射砂浆工艺。

可选的，s20具体为：在有钢筋的混凝土中，当二衬混凝土厚度大于或者等于5cm时，采用脱空注浆工艺进行修复；当二衬混凝土厚度小于5cm，且空洞面积小于或者等于2m²时，采用带模注浆工艺进行修复；当二衬混凝土厚度小于5cm，且空洞面积大于2m²时，采用分段带模注浆工艺或分层喷射砂浆工艺进行修复；

在无钢筋的混凝土中，当二衬混凝土的厚度大于或者等于10cm时，采用脱空注浆工艺进行修复；当二衬混凝土的厚度小于10cm时，且空洞的面积小于或者等于2m²时，采用带模注浆工艺进行修复；当二衬混凝土的厚度小于10cm，且空洞的面积大于2m²时，采用分段带模注浆工艺或分层喷射砂浆工艺进行修复；

当混凝土密实度低于预设的某一阈值；或者混凝土的强度低于设计要求；或者此区域内混凝土开裂严重时，将该区域的混凝土凿除，按照空洞的处理方法进行。

可选的，s10中，采用雷达检测法、敲击检测法、打孔检测法和取芯检测法中的一种或多种对隧道的衬砌混凝土进行检测。

可选的，所述雷达检测法包括：

r1、对隧道拱顶衬砌混凝土的相对介电常数或电磁波波速做现场标定，得到相对介电常数标定值和电磁波波速的标定值；

r2、沿隧道方向布置多组平行的纵向测线，所述纵向测线包括拱顶中心线，以及在所述拱顶中心线的左右两侧间距为0.5m～1.0m两条线；或者每个隧道断面不少于5个测点；

r3、开启雷达检测设备，确保该雷达检测设备工作正常，并保持移动速度在3～5km/h；当分段测量时，相邻测量段接头重复长度不小于1m；根据雷达检测设备返回的信号，判断混凝土缺陷：

其中，当信号幅度较弱，甚至没有界面反射信号时，判断为混凝土密实；当填充层界面的反射信号同相轴呈绕射弧形，且不连续，较分散时，判断为混凝土不密实；当填充层界面反射信号强，三振相明显，在其下部仍有强反射界面信号，两组信号时程差较大时，判断为混凝土空洞。

可选的，所述敲击检测法包括：

q1、准备作业台架：以每模二衬混凝土作为一个作业单元，将一个作业单元分两个部分进行施工，作业台架根据端头施工缝行走就位；检查台架安全警示装置是否完整，警示灯是否正常开启；

q2、作业区域标识：以拱顶中心线为基准线，向两侧每隔70cm进行分区，同时用白色粉笔进行标注，检测过程中作业人员按分区挂线进行纵向s形检测作业，对拱顶位置进行敲击检测；

q3、对拱顶区进行敲击检测：拱顶位置由班组长或业务水平较高的人员负责施工；敲击过程中遇声音沉闷的疑似问题区域，用红色粉笔相交挂线确定疑似问题区域范围；敲击结束后作业人员根据实际完成工程量填写敲击施工记表，详细记录各区域敲击人员，并签名确认；

q4、敲击复检：由质检工程师、监理工程师对己检部位进行复检，抽检比例为20％：疑似问题区根据班组确定区域外扩1.5米的范围进行100％复检，核定疑似问题区范围；填写隧道衬砌人工敲击检查表，施工单位的质检工程师、监理单位的监理工程师、全部敲击检查人员现场签名确认；

q5、疑似问题区复检：对敲击初检疑似问题区，按2米间距建立网格，纵线用字母“a、b、c”标示，横线用“1、2、3”标示；釆用地质雷达对疑似问题区进行复检，根据地质雷达确定的各项问题参数，确定是否通过钻孔、取芯、开窗验证单项或相结合的方式进行再次检测；

和/或，所述打孔检测法包括：

d1、准备作业台架：将作业台架安置在需要钻孔位置的正下方；检查台架安全警示装置是否完整，警示灯是否正常开启；

d2、采用电锤对二衬混凝土进行钻孔作业：所述钻孔位置根据雷达检测法和敲击检测法所确认的缺陷区域确定；在雷达检测法和敲击检测法所确认的缺陷区域的中心钻中心孔，在所述中心孔的周边围绕所述中心孔钻4个边缘孔；如果边缘孔位置处的二衬混凝土厚度小于20cm或者低于设计厚度的50％，则需要以该边缘孔为中心，在所述边缘孔的周围进行扩散钻孔直到满足二衬混凝土厚度大于等于20cm且大于等于设计厚度的50％；钻孔位置应避开内部预埋件和钢筋等；钻孔过程中一定不能打穿防水板；

d3、不密实层判定：根据钻孔过程中电锤的声音，钻孔速度，以及电锤的电流判定二衬混凝土是否密实；

d4、脱空深度测量：采用卷尺塞入打穿的二衬混凝土的孔中，测量出此处二衬混凝土底端到二衬混凝土顶端的距离l1，再测量出此处二衬混凝土底端到防水板的距离l2，则空洞深度为l＝l2-l1。

可选的，所述取芯检测法包括：

x1、准备作业台架：将作业台架安置在需要取芯位置的正下方；检查台架安全警示装置是否完整，警示灯是否正常开启；

x2、取芯作业：采用取芯机对二衬混凝土进行钻孔作业，取一定深度的芯样，或者直接钻透二衬混凝土取芯；

x3、不密实层判定：根据钻孔过程中，取芯过程中的速度，以及取芯机的电流判定二衬混凝土是否密实，最终对所取出芯样进行观察和检测；

x4、脱空深度测量：对于钻透二衬混凝土取芯时候检测出脱空深度，采用卷尺塞入打穿的二衬混凝土的孔中，测量出此处二衬混凝土底端到二衬混凝土顶端的距离l1，再测量出此处二衬混凝土低端到防水板的距离l2，则空洞深度为l＝l2-l1；或者采用测量出芯样的长度l3，再测量出此处二衬混凝土底端到防水板的距离l2，则空洞深度为l＝l2-l3。

可选的，所述脱空注浆工艺包括：

t1、探明脱空位置和脱空范围，通过雷达检测法以及敲击检测法，确定衬砌厚度超过5cm或者10cm的边界，采用打孔方式确定衬砌脱空边缘，及不同位置衬砌厚度；

t2、在原衬砌混凝土中打注浆孔和排气孔，设置6个以上注浆孔及4个排气孔；

t3、将膨胀注浆管1插入到t2步骤中的注浆孔内，并保持膨胀注浆管1外露出衬砌长度10cm；

t4、设置智能微扰动注浆管理系统，其中，所述智能微扰动注浆管理系统包括主机以及与所述主机连接的多个位移传感器，所述多个位移传感器被设置在距离膨胀注浆管50cm-1000cm范围内，并被布置在混凝土缺陷或薄弱环节；所述智能微扰动注浆管理系统在注浆过程中，实时监测混凝土的位移变化，实时记录监测的数据，实时显示监测的曲线；设置混凝土的变形阈值为0.1-3mm，当检测到混凝土的位移达到阈值后，需要降低注浆速度或者停止注浆；

t5、采取注浆结合料进行分步分层注浆方法，按照每次注浆厚度不超过10cm，当二衬混凝土厚度超过设计厚度之后，一次性注满。

可选的，所述带模注浆工艺包括：

m1、探明脱空位置和脱空范围，通过敲击检测法以及打孔检测法，确定衬砌厚度超过5cm或者10cm的边界，采用打孔方式确定衬砌脱空边缘，及不同位置衬砌厚度；

m2、在钢筋混凝土厚度5cm左右的边界进行切割混凝土，避免破坏钢筋结构及破坏不切除的混凝土；切割完在钢筋骨架上固定防护钢丝网；

m3、根据衬砌实际厚度以及脱空大小和位置，确定钻孔数量，在原衬砌上打注浆孔和排气孔，在所述注浆孔内安装膨胀锚固型注浆管，所述膨胀锚固型注浆管外露出衬砌长度10cm；

m4、在钢筋骨架上绑扎10mm×10mm的钢筋网片；采用扎丝将钢筋网片与钢筋骨架进行绑扎连结，钢筋网片钢筋采用hrb335二级带肋的钢筋、钢丝网片、耐碱玻璃纤维网片或碳纤维网；

m5、对低于窗口最低部位采用注浆结合料先进行分次注浆，注浆高度低于窗口最低部位10cm后停止；

m6、根据切割边缘设置模板，窗口部位采用木模板或者高强铝合金模板固定，锚固在设计厚度部位的混凝土上；并在外部加弧形拱固定；采用脚手架进行支撑；

设置智能微扰动注浆管理系统，其中，所述智能微扰动注浆管理系统包括主机以及与所述主机连接的多个位移传感器，所述多个位移传感器被设置在距离膨胀注浆管50cm-1000cm范围内，并被布置在混凝土缺陷或薄弱环节以及模板上；所述智能微扰动注浆管理系统在注浆过程中，实时监测混凝土的位移变化，实时记录监测的数据，实时显示监测的曲线；

当位移传感器设置在混凝土上时，设置混凝土的变形阈值为0.1-3mm，当检测到混凝土的位移达到阈值后，需要降低注浆速度或者停止注浆；当位移传感器设置在模板上时，设定模板的变形阈值为0.1-5mm，当检测到模板的位移达到阈值后，需要降低注浆速度或者停止注浆；

采用不少于1台压力双控注浆机采用双快型注浆结合料同时进行注浆，首次注浆厚度10-30cm，达到设定厚度后养护1小时后拆除模板及脚手架，或者将模板暂时锚固在混凝土上，注浆完全结束再进行拆除；

m7、剩余空洞部分分次注浆，所采用的注浆材料为注浆结合料。

可选的，所述分段带模注浆工艺包括：

f1、详细探明脱空位置和脱空范围，通过雷达检测法、敲击检测法和/或打孔检测法，确定衬砌脱空边缘及不同位置衬砌厚度，划定衬砌厚度为10cm的边界；

f2、在混凝土厚度10cm左右的边界进行切割混凝土，切割之前用钢筋检测仪确定钢筋环向及纵向的位置，避免破坏钢筋结构及破坏不需要切除的混凝土；

f3、在原衬砌混凝土中开设注浆孔，设置6个以上注浆孔；位置分布在缺陷部位周围外侧50cm以外，孔间距80-100cm；将所述膨胀注浆管固定于所述注浆孔内；并保持膨胀注浆管1外露出衬砌长度10cm；

f4、在钢筋骨架上绑扎10mm×10mm的钢筋网片；钢筋网片的固定，采用扎丝与钢筋骨架进行绑扎连结，钢筋网片钢筋采用hrb335二级带肋的钢筋、钢丝网片、耐碱玻璃纤维网片或碳纤维网；

f5、对低于窗口最低部位采用注浆结合料先进行分次注浆，注浆高度低于窗口最低部位10cm后停止；

f6、在窗口纵向方向两侧3m外分别进行注浆，将窗口周边脱空位置注浆饱满；

f7、对衬砌厚度超过10cm的脱空位置采取直接注浆；

f8、根据切割边缘设置模板，窗口部位采用木模板或者高强铝合金模板固定，锚固在设计厚度部位的混凝土上；并在外部加弧形拱固定；采用脚手架进行支撑；每次搭设模板的长度在2-4m，宽度在30-100cm；

设置智能微扰动注浆管理系统，所述智能微扰动注浆管理系统包括主机以及与所述主机连接的多个位移传感器，所述位移传感器安设在距离膨胀注浆管50cm-1000cm范围内，并布置在混凝土缺陷或薄弱环节以及模板上；

所述智能微扰动注浆管理系统在注浆过程中，实时监测混凝土的位移变化，实时记录监测的数据，实时显示监测的曲线；

当位移传感器设置在混凝土上时，设置混凝土的变形阈值为0.1-3mm，当检测到混凝土的位移达到阈值后，需要降低注浆速度或者停止注浆；当位移传感器设置在模板上时，设定模板的变形阈值为0.1-5mm，当检测到模板的位移达到阈值后，需要降低注浆速度或者停止注浆；

采用不少于1台压力双控注浆机同时进行注浆，所采用的注浆结合料为双快型注浆结合料，注浆高度低于窗口最低部位10cm后停止注浆，再养护1小时后拆除模板及脚手架，或者将模板暂时锚固在混凝土上，注浆完全结束再进行拆除；

f9、重复以上操作，使混凝土的窗口逐渐缩小，直到被完全封闭且注浆厚度超过10-30cm。

f10、剩余空洞部分分次注浆，所采用的注浆材料为注浆结合料。

可选的，所述分层喷射砂浆工艺包括：

c1、切除20cm厚度以下部位，形成倒梯形窗口部位；

c2、对混凝土表面进行凿毛处理，并采用水对所产生的灰尘进行冲洗；

c3、在需要喷涂的地方进行喷涂界面剂；

c4、由工人将制备好防水涂料导入喷涂机中，由操作手进行防水涂料喷涂作业；

c5、如果一次喷涂厚度不足，可以在上一层表干之后，铺设钢筋、钢丝网片、耐碱玻璃纤维网片或碳纤维网，并采用膨胀锚栓进行固定，然后再次进行喷涂，直到满足厚度要求，每次喷涂厚度在3-10cm。

本发明具有如下有益效果：本发明通过采用雷达检测法、敲击检测法、打孔检测法和取芯检测法中的一种或多种对隧道的衬砌混凝土进行检测，得到混凝土的缺陷情况，并且根据不同的缺陷采用了不同的修复方法，能够快速高效地对隧道的缺陷进行修复，解决了至少一个上述技术问题。

附图说明

图1为本发明的隧道缺陷治理方法的流程图；

图2为本发明的敲击检测法的敲击区域施工顺序图；

图3为本发明的脱空深度测量的示意图；

图4为本发明的膨胀注浆管的结构示意图；

图5为本发明的脱空注浆工艺的流程图；

图6为本发明的带模注浆工艺的流程图；

图7为本发明的分段带模注浆工艺的设备安装位置示意图；

图中附图标记具体为：1-膨胀注浆管；2-锥头；3-紧固螺杆；4-轮盘；5-膨胀螺栓；6-模板；7-空洞；8-二衬混凝土(衬砌混凝土)；9-防水板。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种隧道缺陷治理方法，尤其是针对隧道的空洞缺陷进行治理的方法，即一种隧道空洞治理方法，其包括：

s10、对隧道的衬砌混凝土进行检测，得到衬砌混凝土的缺陷。

本实施例中，当对隧道的衬砌混凝土进行检测时，可以采用雷达检测法(r)、敲击检测法(q)、打孔检测法(d)和取芯检测法(x)中的一种或多种。

具体地，所述雷达检测法适用于对隧道拱顶衬砌混凝土的内部空洞、不密实、二衬背后脱空等缺陷的平面位置和深度检测，具体可以包括：

r1、对隧道拱顶衬砌混凝土的相对介电常数或电磁波波速做现场标定，得到相对介电常数标定值和电磁波波速的标定值；在完成标定后，雷达检测设备的反射信号应清楚和准确，所生成的雷达图像清晰。

r2、设置纵向测线：沿隧道方向布置多组平行的纵向测线，所述纵向测线包括拱顶中心线，以及在所述拱顶中心线的左右两侧间距为0.5m～1.0m两条线。采用点测时每个隧道断面不少于5个测点。需要确定填充空洞范围时，应加密纵向测线或测点；在病害严重地段在拱顶范围内增加2条以上的纵向测线。

r3、开启雷达检测设备，确保该雷达检测设备工作正常，并保持移动速度在3～5km/h；当分段测量时，相邻测量段接头重复长度不小于1m；根据雷达检测设备返回的信号，判断混凝土缺陷。

其中，当信号幅度较弱，甚至没有界面反射信号时，判断为混凝土密实；当填充层界面的反射信号同相轴呈绕射弧形，且不连续，较分散时，判断为混凝土不密实；当填充层界面反射信号强，三振相明显，在其下部仍有强反射界面信号，两组信号时程差较大时，判断为混凝土空洞。

本实施例中，隧道拱顶衬砌混凝土出现空洞剥落掉块直接危及行车安全，但衬砌内部病害隐蔽，无法通过肉眼发现，通过人工敲击可有效发现衬砌内部空洞等隐患，并对无损检测资料有针对性的进行验证。

所述敲击检测法(q)具体包括：

q1、准备作业台架。

以每模二衬混凝土作为一个作业单元，将一个作业单元分两个部分进行施工，每作业段6米，作业台架根据端头施工缝行走就位，在满足作业空间的同时，保证作业台架两端预留安全空间，保证作业人员安全。检查台架安全警示装置是否完整，警示灯是否正常开启。

q2、作业区域标识。

以拱顶中心线为基准线(由二衬模板台车拱顶纵向施工缝确定)，向两侧每隔70cm进行分区，同时用白色粉笔进行标注，检测过程中作业人员按分区挂线进行纵向s形检测作业，对拱顶位置进行敲击检测。

q3、对拱顶区进行敲击检测。

拱顶位置为重点部位，由班组长或业务水平较高的人员负责施工，原则上每人的敲击位置不做轻易调动。敲击过程中遇声音沉闷的疑似问题区域，用红色粉笔相交挂线确定疑似问题区域范围。敲击结束后作业人员根据实际完成工程量填写敲击施工记表，详细记录各区域敲击人员，并签名确认。

q4、敲击复检。

由质检工程师、监理工程师对己检部位进行复检，抽检比例为20％(间距1米梅花形敲击)：疑似问题区根据班组确定区域外扩1.5米的范围进行100％复检，核定疑似问题区范围。填写隧道衬砌人工敲击检查表，施工单位的质检工程师、监理单位的监理工程师、全部敲击检查人员现场签名确认。

q5、疑似问题区复检。

对敲击初检疑似问题区，按2米间距建立网格，纵线用字母“a、b、c”标示，横线用“1、2、3”标示；釆用地质雷达对疑似问题区进行复检，根据地质雷达确定的各项问题参数，确定是否通过钻孔、取芯、开窗验证单项或相结合的方式进行再次检测。

在雷达检测法(r)和敲击检测法(q)实施之后，疑似或者认定有不密实和空洞的地方，对不密实层厚度和空洞大小进行测量，然后通过打孔检测法检测隧道拱顶衬砌混凝土质量。

本实施例中，所述打孔检测法(d)具体包括：

d1、准备作业台架。

将作业台架安置在需要钻孔位置的正下方，在满足作业空间的同时，保证作业台架两端预留安全空间，保证作业人员安全。检查台架安全警示装置是否完整，警示灯是否正常开启。

本实施例中，所述钻孔位置根据雷达检测法和敲击检测法所确认的缺陷区域确定；在雷达检测法和敲击检测法所确认的缺陷区域的中心钻中心孔，在所述中心孔的周边围绕所述中心孔钻4个边缘孔；如果边缘孔位置处的二衬混凝土厚度小于20cm或者低于设计厚度的50％，则需要以该边缘孔为中心，在所述边缘孔的周围进行扩散钻孔直到满足二衬混凝土厚度大于等于20cm且大于等于设计厚度的50％；而且，钻孔位置应避开内部预埋件和钢筋等；钻孔过程中一定不能打穿防水板。

d2、采用电锤对二衬混凝土进行钻孔作业。

钻孔过程可以全自动控制：钻孔过程中遇到钢筋时能够自动停止，此时需要重新换位置钻孔；遇到硬度较大的混凝土能够自动降低钻孔速度，避免钻孔机过热；遇到疏松的混凝土能够自动加快钻孔速度，节省钻孔时间；钻孔过程中可能遇到钻头抱死、卡钻等情况，能够自动停止，防止钻孔机烧毁；钻头达到防水板位置时，能够自动停止，避免了打透防水板造成漏水等严重后果。

钻孔过程也能够人工控制：能够人工调整钻孔速度，人工设定钻取深度，可以在同一位置进行分次、分层钻孔。

而且钻孔机的钻孔角度可调，以适应对于拱顶倾斜钻孔要求。

d3、不密实层判定。

根据钻孔过程中电锤的声音，钻孔速度，以及电锤的电流判定二衬混凝土是否密实。

d4、脱空深度测量。

采用卷尺或者其他测量工具塞入打穿的二衬混凝土的孔中，测量出此处二衬混凝土底端到二衬混凝土顶端的距离l1，再测量出此处二衬混凝土底端到防水板的距离l2，则空洞深度为l＝l2-l1。

或者，在雷达检测法和敲击检测法后，在疑似或者认定有不密实和空洞的地方，也可以采用取芯检测法(x)对不密实层厚度和空洞大小进行测量，对二衬混凝土强度进行检测。

本实施例中，所述取芯检测法(x)包括：

x1、准备作业台架

将作业台架安置在需要取芯位置的正下方，在满足作业空间的同时，保证作业台架两段预留安全空间，保证作业人员安全。检查台架安全警示装置是否完整，警示灯是否正常开启。

x2、取芯作业

采用取芯机对二衬混凝土进行钻孔作业，取一定深度的芯样，或者直接钻透二衬混凝土取芯。

x3、不密实层判定

根据钻孔过程中，取芯过程中的速度，以及取芯机的电流判定二衬混凝土是否密实。最终对所取出芯样进行观察和检测。

x4、脱空深度测量

对于钻透二衬混凝土取芯时候可以检测出脱空深度，采用卷尺或者其他测量工具塞入打穿的二衬混凝土的孔中，测量出此处二衬混凝土底端到二衬混凝土顶端的距离l1，再测量出此处二衬混凝土低端到防水板的距离l2，则空洞深度为l＝l2-l1。

也可采用测量出芯样的长度l3，再测量出此处二衬混凝土底端到防水板的距离l2，则空洞深度为l＝l2-l3。

x5、对取芯机取出的混凝土的强度和匀质性进行测量。

其中，所述混凝土的强度包括抗压强度和劈裂强度。

s20、针对不同的混凝土缺陷采用不同的处理措施。

具体地，类别1：在有钢筋的混凝土中，当二衬混凝土厚度大于或者等于5cm时，采用脱空注浆工艺(t)进行修复；当二衬混凝土厚度小于5cm，且空洞面积小于或者等于2m²时，采用带模注浆工艺(m)进行修复；当二衬混凝土厚度小于5cm，且空洞面积大于2m²时，采用分段带模注浆工艺(f)或分层喷射砂浆工艺(c)进行修复。

类别2：在无钢筋的混凝土中，当二衬混凝土的厚度大于或者等于10cm时，采用脱空注浆工艺进行修复；当二衬混凝土的厚度小于10cm时，且空洞的面积小于或者等于2m²时，采用带模注浆工艺进行修复；当二衬混凝土的厚度小于10cm，且空洞的面积大于2m²时，采用分段带模注浆工艺或分层喷射砂浆工艺进行修复。

类别3：当混凝土密实度低于预设的某一阈值，即混凝土密实度较差；或者混凝土的强度低于预设的某一阈值，即混凝土的强度低于设计要求(《铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定》(铁运函[2004]174号)给出了隧道衬砌厚度、混凝土强度缺陷及隧道衬砌背后有空洞或回填不密实等施工质量缺陷评价指标)；或者此区域内混凝土裂缝为危险裂缝(如裂缝宽度大于0.3mm，或者贯穿整个衬砌厚度的裂缝)时，将该区域的混凝土凿除，采用脱空注浆工艺(t)、带模注浆工艺(m)、分段带模注浆工艺(f)或分层喷射砂浆工艺(c)对空洞的部分进行治理。

本实施例中，所述脱空注浆工艺(t)具体包括：

t1、探明脱空位置和脱空范围，通过雷达检测法以及敲击检测法，基本确定衬砌厚度超过5cm(钢筋混凝土)或者10cm(无钢筋混凝土)的边界，采用打孔方式确定衬砌脱空边缘，及不同位置衬砌厚度；

t2、在原衬砌混凝土中打注浆孔和排气孔，设置6个以上注浆孔及4个排气孔。

t3、将膨胀注浆管1插入到t2步骤中的注浆孔内，将所述膨胀注浆管1固定于所述注浆孔内；拧动轮盘4，使得紧固螺杆3转动，并拉动所述锥头2运动，使膨胀注浆管1膨胀；反方向拧动轮盘4卸下紧固螺杆，此时膨胀注浆管1安装完成，并保持膨胀注浆管1外露出衬砌长度10cm。

将膨胀注浆管固定于所述注浆孔时，可以先在t2所述的注浆孔内涂抹胶水，等到粘接胶水固化，从而能够膨胀注浆管粘结于所述注浆孔。

t4、设置智能微扰动注浆管理系统，其中，所述智能微扰动注浆管理系统包括主机以及多个位移传感器。

所述多个位移传感器可以采用型号为tr-0010的直线位移传感器(量程：0-10mm,精度：≤±0.0001mm)，所述直线位移传感器连接到电阻式电位器(型号为sc2-a0-g)上，以当所述直线位移传感器检测到隧道形变时，能使得电阻式电位器产生电阻变化，以及通过所述电阻式电位器上的电流发生变化。

所述第一数据采集装置连接于电阻式电位器和主机，以将所述电阻式电位器的电流数据放大后传递至所述主机；本实施例中，所述主机的型号为tpc1071gi，所述第一数据采集装置的型号为daqm4202；所述主机可以通过485总线与第一数据采集装置连接。

本实施例中，所述位移传感器的数量为6个，所述位移传感器与电阻式电位器一一对应设置；所述6个电阻式电位器连接于同一个第一数据采集装置。

所述振动传感器的型号为zm-cl20，所述振动传感器通过第二数据采集装置连接于所述主机，本实施例中，所述第二数据采集装置与所述第一数据采集装置的结构相同。

所述主机通过继电器连接于三色声光报警灯，以通过所述主机控制所述三色声光报警灯。

所述主机实时采集位移传感器(量程：0-10mm,精度：≤±0.0001mm)和震动传感器(0-20mm/s)的数据，进行处理。当检测到的位移数据超过上下跳动0.5mm的时，主机控制继电器动作，使得三色声光报警灯发出红灯报警；否则，绿灯正常闪烁。

在实际监测过程中，由于位移传感器精度高，会因风刮动导致脚手架或者支架震动，产生干扰。为了排除这些干扰，增加有振动传感器。专门测量监测过程中的震动程度。如果是因为风刮动造成震动速度大于5mm/s，就判定为无效数据,即使达到报警阈值也不发生报警。

具体地，将多个位移传感器设置在距离膨胀注浆管50cm-1000cm范围内，布置数量不少于1个，具体的布置的位置可以为混凝土缺陷或薄弱环节，如施工缝、混凝土裂缝、混凝土厚度不足、混凝土蜂窝麻面等。

所述智能微扰动注浆管理系统能够在注浆过程中，实时监测混凝土的位移变化，实时记录监测的数据，实时显示监测的曲线。设置混凝土的变形阈值为0.1-3mm，当检测到混凝土的位移达到阈值后，需要降低注浆速度或者停止注浆。

t5、采取注浆结合料进行分步分层注浆方法，按照每次注浆厚度不超过10cm，当二衬混凝土厚度超过设计厚度之后，一次性注满。

其中，t5中，通过下述方式实现制浆：按照材料配合比，计算每桶浆料中的注浆材料量和拌合水量，并使用专用的盛水器具储存拌合水；开动搅拌机，先加入一半的注浆材料，开动下料振动电机，然后加入全部的拌合水，再继续加入另一半注浆材料，搅拌2～3min(或者遵照设备使用说明)，搅拌成均匀的浆体。打开制浆桶卸料阀门，使浆体快速流出到储浆桶，然后关闭制浆桶卸料阀门。

t5中，浆料放入到储浆桶后，将高压注浆管放到排水沟边缘或者备好的塑料桶中，启动注浆泵，将管体中的水全部挤出后，停止注浆泵。

将高压注浆管管头提升到脚手架或者升降车上，与膨胀注浆管连接。并将高压注浆管固定到台车上，悬空部分固定到脚手架或者升降车侧面。

启动注浆泵，开始注浆。

注浆过程中，注浆拱顶压力：初压0.1～0.3mpa，终压0.4～0.5mpa；浆液扩散半径：不小于1.0m；

结束注浆。注浆孔互为排气和观察管道，当相邻注浆孔连续溢浆或在终注浆压力下注浆孔停止吸浆时，即可停止注浆。

而且，t5中还包括：清理注浆泵和注浆管道：

a将未使用完的注浆材料拉回到干燥位置贮存，并采取必要的隔离和防潮措施。

b隧道内有排水设施的，可在隧道内清洗制浆注浆机、注浆管道；隧道无排水设施的，将设备拉到隧道外指定位置进行设备清洗。

c拆卸注浆连接头，并采用球阀等及时堵塞马牙扣注浆管，防止漏浆。

其中，t5中，当达到规定压力而浆液压不进时，认为该孔已经注满，压浆结束后，先关闭孔口闸阀后再停机，孔内无反浆即可拆除孔口闸阀，灌浆结束后，排除孔内积水污物后封孔并抹平，将注浆孔封填密实。

每次注浆结束后，采用高压水冲洗注浆管，确保下次注浆畅通。

灌注前面孔时，注意观察后面孔，如有冒浆现象，用木塞临时封堵，待灌至规定压力，持续保压5分钟即可封孔并移孔灌注下一孔。

所述带模注浆工艺(m)具体包括：

m1、探明脱空位置和脱空范围，通过敲击检测法以及打孔检测法，基本确定衬砌厚度超过5cm(钢筋混凝土)或者10cm(无钢筋混凝土)的边界，采用打孔方式确定衬砌脱空边缘，及不同位置衬砌厚度。

m2、在钢筋混凝土厚度5cm左右的边界进行切割混凝土，避免破坏钢筋结构及破坏不切除的混凝土；切割完在钢筋骨架上固定防护钢丝网。

m3、根据衬砌实际厚度以及脱空大小和位置，确定钻孔数量，在原衬砌上打注浆孔和排气孔，在所述注浆孔内安装膨胀锚固型注浆管，所述膨胀锚固型注浆管外露出衬砌长度10cm；本实施例中，可以打6个以上注浆孔及4个排气孔；而且，当在钢筋骨架密度达不到设计要求的位置，采用植筋胶进行植筋作业，形成钢筋骨架。

安装膨胀锚固型注浆管时，可以先将膨胀注浆管1插入到m3步骤中的注浆孔内，将所述膨胀注浆管1固定于所述注浆孔内；拧动轮盘4，使得紧固螺杆3转动，并拉动所述锥头2运动，使膨胀注浆管1膨胀；反方向拧动轮盘4卸下紧固螺杆，此时膨胀注浆管1安装完成，并保持膨胀注浆管1外露出衬砌长度10cm。

将膨胀注浆管固定于所述注浆孔时，可以先在m3所述的注浆孔内涂抹胶水，等到粘接胶水固化，从而能够膨胀注浆管粘结于所述注浆孔。

m4、在钢筋骨架上绑扎10mm×10mm的钢筋网片；钢筋网片的固定，采用扎丝与钢筋骨架进行绑扎连结，钢筋网片的钢筋采用hrb335二级带肋的钢筋；或者采用钢丝网片、耐碱玻璃纤维网片、碳纤维网等；

m5、对低于窗口最低部位采用注浆结合料先进行分次注浆，注浆高度低于窗口最低部位10cm后停止。

m6、根据切割边缘设置模板，窗口部位采用木模板或者高强铝合金模板固定，锚固在设计厚度部位的混凝土上；并在外部加弧形拱固定；采用脚手架进行支撑。

同时在注浆前还设置智能微扰动注浆管理系统，其中，所述智能微扰动注浆管理系统如t4中所述的智能微扰动注浆管理系统，在此不再一一赘述。

所述位移传感器安设在距离膨胀注浆管50cm-1000cm范围内，布置数量不少于1个，位置为混凝土缺陷或薄弱环节，如施工缝、混凝土裂缝、混凝土厚度不足、混凝土蜂窝麻面等。

所述智能微扰动注浆管理系统能够在注浆过程中，实时监测混凝土的位移变化，实时记录监测的数据，实时显示监测的曲线。当位移传感器设置在混凝土上时，设定混凝土的变形阈值为0.1-3mm，当检测到混凝土的位移达到阈值后，需要降低注浆速度或者停止注浆。当位移传感器设置在模板上时，设定模板的变形阈值为0.1-5mm，当检测到模板的位移达到阈值后，需要降低注浆速度或者停止注浆。

采用不少于1台压力双控注浆机同时进行注浆，所采用的注浆结合料为双快型注浆结合料，首次注浆厚度10-30cm，达到设定厚度后养护1小时后拆除模板及脚手架，或者将模板暂时锚固在混凝土上，注浆完全结束再进行拆除；

所述双快型注浆结合料除了具有超高的力学性能，超强流动性能以及微膨胀性能；所述注浆结合料与二次衬砌混凝土具有优异的结合力，可以形成一个连续整体，还同时拥有超早凝结时间，以及超早的前期强度。

所述双快型注浆结合料由粉料和液料组成，粉料包括以下重量份的各组分：硫铝酸盐水泥500-1000份；石英砂500-1000份；速凝剂(碳酸锂，硝酸锂等锂盐)0.5-10份；缓凝剂(柠檬酸，酒石酸等)0.5-10份；消泡剂0.1-5份；减水剂(萘系减水剂，聚羧酸减水剂)0.5-10份。

液料包括以下重量份的各组分：乳液(苯乙烯/丙烯酸类，环氧树脂类，聚氨酯)500-1000份；纯净水500-1000份；消泡剂0.1-5份；增稠剂(纤维素，淀粉醚等)0.5-10份；润湿剂(一种表面活性剂，具有优异的低泡性和润湿性(即使是在含电解质溶液配方中))0.5-10份。

使用时粉料和液料的质量比例为100:18-24，由此使得所述双快型注浆结合料的性能如表一所示：

表一双快型注浆结合料的性能

m7、剩余空洞部分分次注浆。

所述分段带模注浆工艺(f)具体包括：

f1、详细探明脱空位置和脱空范围，通过雷达检测法、敲击检测法和/或打孔检测法，确定衬砌脱空边缘及不同位置衬砌厚度，划定衬砌厚度为10cm的边界。

f2、在混凝土厚度10cm左右的边界进行切割混凝土，切割之前用钢筋检测仪确定钢筋环向及纵向的位置，避免破坏钢筋结构及破坏不需要切除的混凝土。

此时，当切割厚度超过5cm时，先切混凝土，后采用电锤破碎清理，以防止破坏钢筋；然后对混凝土光滑面进行简单的凿毛处理，并用水枪冲洗。

针对于面积超过2m²的大空洞，先进行植筋或者锚杆固定，然后由下至上分部拆除，即在切割混凝土时，从下向上分部切除厚度低于施工厚度要求的混凝土。每次注浆施工的模板高度不超过50cm，径向长度不超过150cm；

f3、在原衬砌混凝土中开设注浆孔，设置6个以上注浆孔(同时兼作为排气孔)；位置分布在缺陷部位周围外侧50cm以外(混凝土厚度不低于35cm的位置)，孔间距80-100cm。

将膨胀注浆管1(可以采用马牙扣型膨胀注浆管)插入到f3步骤中的注浆孔内，将所述膨胀注浆管1固定于所述注浆孔内；拧动轮盘4，使得紧固螺杆3转动，并拉动所述锥头2运动，使膨胀注浆管1膨胀；反方向拧动轮盘4卸下紧固螺杆，此时膨胀注浆管1安装完成，并保持膨胀注浆管1外露出衬砌长度10cm。

在钢筋骨架密度达不到设计要求的位置，采用植筋胶进行植筋作业，形成钢筋骨架。

将膨胀注浆管固定于所述注浆孔时，可以先在f3所述的注浆孔内涂抹胶水，等到粘接胶水固化，从而能够膨胀注浆管粘结于所述注浆孔。

f4、在钢筋骨架上绑扎10mm×10mm的钢筋网片；钢筋网片的固定，采用扎丝与钢筋骨架进行绑扎连结，钢筋网片钢筋采用hrb335二级带肋的钢筋；或者采用钢丝网片、耐碱玻璃纤维网片、碳纤维网等。

f5、对低于窗口最低部位先采用注浆结合料进行分次注浆，注浆高度低于窗口最低部位10cm后停止；

f6、在窗口纵向方向两侧3m外分别进行注浆，将窗口周边脱空位置注浆饱满。

f7、对衬砌厚度超过10cm的脱空位置采取直接注浆。

f8、根据切割边缘设置模板，窗口部位采用木模板或者高强铝合金模板固定，锚固在设计厚度部位的混凝土上；并在外部加弧形拱固定；采用脚手架进行支撑；每次搭设模板的长度在2-4m，宽度在30-100cm，也就是将大的衬砌窗口变成一个小的窗口。

还设置智能微扰动注浆管理系统，其中，所述智能微扰动注浆管理系统如t4中所述的智能微扰动注浆管理系统，在此不再一一赘述。

所述位移传感器安设在距离膨胀注浆管50cm-1000cm范围内，布置数量不少于1个，位置为混凝土缺陷或薄弱环节以及模板上，如施工缝、混凝土裂缝、混凝土厚度不足、混凝土蜂窝麻面等。

所述智能微扰动注浆管理系统在注浆过程中，实时监测混凝土的位移变化，实时记录监测的数据，实时显示监测的曲线；当位移传感器设置在混凝土上时，设置混凝土的变形阈值为0.1-3mm，当检测到混凝土的位移达到阈值后，需要降低注浆速度或者停止注浆；当位移传感器设置在模板上时，设定模板的变形阈值为0.1-5mm，当检测到模板的位移达到阈值后，需要降低注浆速度或者停止注浆。

采用不少于1台压力双控注浆机同时进行注浆，所采用的注浆结合料为双快型注浆结合料，注浆高度低于窗口最低部位10cm后停止注浆，再养护1小时后拆除模板及脚手架，或者将模板暂时锚固在混凝土上，注浆完全结束再进行拆除；所述双快型注浆结合料如上所述，在此不再一一赘述。

f9、重复以上操作，使混凝土的窗口逐渐缩小，直到被完全封闭且注浆厚度超过10-30cm。

所述分层喷射砂浆工艺(f)具体包括：

c1、切除20cm厚度以下部位，形成倒梯形窗口部位；

c2、对混凝土表面进行凿毛处理，并采用水对所产生的灰尘进行冲洗；

c3、在需要喷涂的地方进行喷涂界面剂，如丙烯酸乳液类，水泥基，环氧类。

c4、由工人将制备好防水涂料导入喷涂机中，由操作手进行防水涂料喷涂作业；

c5、如果一次喷涂厚度不足，可以在上一层表干之后，铺设钢筋、钢丝网片、耐碱玻璃纤维网片或碳纤维网，并采用膨胀锚栓进行固定，然后再次进行喷涂，直到满足厚度要求，每次喷涂厚度在3-10cm。

s30、在隧道缺陷治理完成后，进行二次检测，从而检查整个隧道的混凝土是否还存在缺陷。

本实施例中，所述二次检测所采用的方法与s10相同，如果二次检测结果为隧道不存在缺陷，则结束本次修复；如果检测结果为还存在缺陷，则根据s20中的步骤对二次检测所得到的隧道缺陷进行再次修复，直到隧道不存在缺陷为止。

本实施例的隧道缺陷治理方法，其通过对隧道缺陷的检测，并针对该缺陷的不同，制定不同的修复方式，实现对隧道缺陷的修复。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。