面 积 空 洞 。
洞室 开挖后 产 生 的力 学及 变 形影 响 ，对此 还需 进 行更加 深 入 的
在边墙 部位铺设 防水 层 时，要 考虑 防水 层 的厚度 ，防水层 铺 研 究 。
设 过 紧会 导 致 防水 层 厚 度 不 足 ，此 时使 得 二 次 衬 砌 背 后 形 成 参 考 文 献 ：
洞 达到注浆后最佳修复状态 。
３）初期支护背后空洞 治理 的一般措施 。
３ 结语
ａ．对于 由超挖引起 的空 洞 ，在 回填超 挖位 置 时 ，应 使 用密 实
文 中通 过实际工程对 空 洞这一 隧道 普遍病 害进 行一 般性 分
的材料进行填筑 ，不能使用较大颗粒材料 以防止 出现空隙。
析 ，论述 了空洞分别 处 于初期 支护 和二 次衬砌 背后 时 的成 因，并
二 次衬 砌背后形成空洞大多与施工 工艺有关 ，与施 工过 程 中 时 ，所采用措施更 复杂一 些 ，往往 需要进 行开 仓或 凿除部 分 衬砌
的工艺控制 、施工过 程 的精细程 度有关 ，施 工工 艺直 接影 响到 隧 并 实施 补强处理且对注浆的施工工艺要求更加严格精确 。
道 工 程 的施 工 质 量 。
能 ，若产生突发性 的应力 集 中会 使衬 砌产 生过 载 ，或者使 衬砌 产 置附近的二次衬砌进行修复补强处 理 ，使 二次衬砌 的强度 符合 设
生 过 大 变 形 易导 致衬 砌 破 坏 ；
计 要求 。可以采取挂设钢筋 网、加强钢拱 架 、喷射高 强混凝 土 、设
ｂ．空洞 内的地 下水 ，加速 隧道 内钢筋 的锈 蚀 ，降低钢 筋 的耐 置锚钉 等补强方法来处理 。对大范 围空洞进行 注浆 时 ，所 需浆 液
ｃ．空洞较小时 ，为防止其以后增 大应及 时做好 处理 。小 的空
２）处 于初期支护及 二次衬砌背后 的空洞 ，其 产生的原 因有较
洞 只需在空 洞位置边缘处进行注浆 即可 ，但 要控制 好注浆 量。空 多不同 ，且成 因都具有 多样性 ，甚至 多种因素 问具有耦 合作 用 ，但
洞较大 时 ，需要开仓进行处理 ，也需注浆 修复 ，但 最好采 用水 泥砂 由 于 施 工 过 程 不 当 等 原 因 产 生 的 空 洞 可 以通 过 改 进 施 工 水 准 提
爹 霉；背
姜 宁等：隧道衬砌背后空洞成因及治理一般规律探究
·１６７·
２）初期支护背后 空洞对 隧道安 全的不利影响。
空洞 ，对于此种情 况 ，发现 后应立 即处 理 。此 时在 修复 治理 过 程
ａ．空 洞 改 变 了 围 岩 的 应 力 状 态 ，进 而 改 变 了 衬 砌 的 受 力 性 中要把 存在空洞 的二次衬 砌整 体或 者部 分凿 出 ，然 后 ，对凿 出 位
大 ，造 成 顶 部 衬 砌 混 凝 土 下 沉 脱 空 形 成 拱 顶 空 洞 。
［３］ 彭 跃 ，王桂 林 ，张永兴 ，等．衬砌 背后 空洞对在役 隧道结 构
２）二次衬砌背后 空洞 治理 的一 般措 施。
安全性影 响研 究 ［Ｊ］．地 下 空 间与 工程 学报 ，２００８，４（６）：
二 次 衬 砌 背 后 的 空 洞 多 在 施 工 过 程 中 由施 工 工 艺 的 原 因 造
浆 ，在注浆完毕后须作加强处理 ，如挂设钢筋 网等 。
· 高施 工 工 艺 形成 因素及 治理 一般 规律
３）在初期 支护及二衬背 后产生空洞 的原因往往不 同 ，但治理
１）二次衬砌 背后 空洞形成因素。
措 施具有相似性 ，大多需要进行 注浆修 复。在治理 较大范 围空 洞
久 性 ，产 生 安 全 隐 患 ；
量较 多 ，注浆压力也较大 ，此时应加强监 测观察 ，对衬 砌结 构的变
ｃ．若初期支护背后 空 洞范 围较 大 ，可能 产生 落石 冲击 ，若 落 形 、注浆压力 突变 及注浆 量 突变等 情况 应做好 实 时监控 ，以使 空
石 冲击力过 大可 引发 隧道坍塌 （如 图 ３所示 ）。
１１０１—１１０５．
成 的 ，对于 由施工 工艺 的原 因产生 的空洞 ，可 采取 改善施 工工 艺 ［４］ 张顶力 ，张素磊 ，房 倩 ，等．铁路运 营隧道衬砌 背后 接触 状
的措施来进行 预防。
态及其分析 ［Ｊ］．岩 石 力 学与 工程 学报 ，２０１３，３２（２）：２１８·
ａ．二 次 衬 砌 背 后 存 在 小 范 围空 洞 时 ，可 以 采 取 在 空 洞 位 置 钻
凝 土 硬 化 过 程 中 会产 生 过 大 的 收 缩 ，导 致 混 凝 土 厚 度 不 足 ，此 时 ，
本 文分别对空洞处 于初期 支 护及二 次衬砌 背后 时 的成 因进
容易使得二次衬 砌与 初支 间形成 空洞 ，若 收缩严 重 ，可产 生较 大 行 了分 析探 讨 ，并未深入探究影 响空洞产生 的力学机 制及 空洞对
ｂ．当有地下水发 育时 ，应 严格 按 照新奥 法 中“防、排 、截 、堵 ” 分别 提出治理措施 ，可 以得 到以下结 论 ：
的治水原则 ，做好防水治水工作 ，及时施作 防水层 ，控制 实施好 施
１）空 洞所处 的位置 具有 多样性 。其 在 Ⅱ级 一Ｖ级 围岩 中都
工 工 艺 。
可出现且在初期支护和二次衬砌 的背后都有可 能产 生。
４）对 于衬 砌背后 出现 的空洞群 ，应 引起更 广泛 的关 注 ，其产
二 次衬 砌采 用整体式混凝土结构 ，当混凝 土的拌 制及配合 比 生因素复杂 ，且多种 因素共 同作 用 ，危 害性更 大 ，应进 行更 深入 的
不合标准 时 ，混凝 土的物 理力 学性 能将不 能满 足二衬 的要 求 ，混 研 究 。
空 洞 。
由于拱架与模板 刚度 低 ，在浇筑 完混凝土后 引起模 板和拱 架 ［１］ 王毅才．隧道 工程 ［Ｍ］．北京 ：人 民交通 出版社 ，２０００．
的变形或下 沉 ；模板 支架 底部 变得疏 松 ，导致 顶部模 板下 沉量 过 ［２］ ＪＴＧ Ｄ７０－２００４，公路隧道设计规 范［Ｓ］．