【正文】 由于脫空處可能存在內(nèi)力減小的情況，脫空處向襯砌兩側(cè)延伸段落截面安全系數(shù) K 會(huì)有所增長，同時(shí)也會(huì)造成相鄰截面安全系數(shù)變化過大并突變的情況。 隧道襯砌脫空對結(jié)構(gòu)安全的影響 3 脫空的原因 開挖成型效果 表 4：某隧道二次襯砌背后脫空情況統(tǒng)計(jì) 圍巖級(jí)別 檢測長度(米 ) 缺陷長度 (米 ) 脫空缺陷率 拱頂 左拱腰 右拱腰 左邊墻 右邊墻 合計(jì) II 204 14 20 5 57 % III 2548 131 709 % IV 1085 73 32 % V 547 3 59 % 合計(jì) 4384 354 217 % 脫空缺陷率 % % % % % % 隧道襯砌脫空對結(jié)構(gòu)安全的影響 3 脫空的原因 混凝土澆筑 數(shù)值模擬結(jié)果顯示，邊墻脫空對二襯的影響最大，是最不利工況，然而在實(shí)際施工中，邊墻大范圍脫空的情況很少見，主要原因在于混凝土在澆筑過程中是一種流動(dòng)體，受重力影響，大面積澆筑時(shí)，邊墻的空腔最易充填密實(shí)，而拱頂及拱腰處最易出現(xiàn)二襯脫空的情況，主要由以下幾方面控制： 隧道襯砌脫空對結(jié)構(gòu)安全的影響 3 脫空的原因 混凝土澆筑 (1)混凝土澆筑過程中未振搗密實(shí)，澆筑完成后混凝土受自重影響向邊墻處下沉，拱部壓力減小，造成拱部縱向脫空。) 圍巖 3700 25 1100 44 二襯 30000 25 —— —— 靜力模擬工況 本次模擬共進(jìn)行了 10種工況的分析 ， 考慮沿拱圈 ， 共劃分了 16個(gè)脫空單元 ， 如圖 2所示 。 由于鐵路隧道襯砌斷面考慮空氣動(dòng)力學(xué)原因 ， 隧道斷面較大 ， 給隧道施工質(zhì)量提出了更高的要求 。不同脫空部位對應(yīng)的各截面安全系數(shù) K 分布圖如圖 3~圖 5 所示 。此外，當(dāng)混凝土擴(kuò)散度不足時(shí)，也可能無法擴(kuò)散填充密實(shí)而造成脫空。 隧道襯砌脫空對結(jié)構(gòu)安全的影響 5 結(jié)論 (2)二襯脫空一般由施工引起，主要受洞室開挖成型效果、混凝土澆筑、模板臺(tái)車穩(wěn)定性及防水板安裝質(zhì)量等控制。 隧道襯砌脫空對結(jié)構(gòu)安全的影響 3 脫空的原因 防水板安裝 若防水板鋪設(shè)松弛度不足或全環(huán)鋪設(shè)松緊不均，澆筑混凝土過程中松弛度的不足量逐步積累，拱頂防水板張緊，局部緊繃的防水板阻隔混凝土與初支的密貼，形成拱頂縱向連續(xù)型空腔，直接造成二襯背后脫空。 隧道襯砌脫空對結(jié)構(gòu)安全的影響 3 脫空的原因 表 4為西南山區(qū)高速鐵路某灰?guī)r隧道無損檢測結(jié)果，結(jié)果顯示圍巖條件較差時(shí)脫空缺陷率較低，各級(jí)圍巖拱頂與拱腰脫空缺陷率明顯高于邊墻脫空缺陷率，結(jié)合現(xiàn)場檢測結(jié)果及隧道施工質(zhì)量控制過程，隧道二襯與圍巖脫空的原因主要包括以下 4 個(gè)方面：洞室開挖成型效果、混凝土澆筑、襯砌模板臺(tái)車強(qiáng)度及防水板安裝。 計(jì)算模型橫向?qū)挾? 180 m， 縱向高度 150 m， 直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)位于仰拱中心 。 斷面采用地層結(jié)構(gòu)法進(jìn)行了 Ⅲ 級(jí)圍巖隧道平面應(yīng)變分析 ， III 級(jí) A 型復(fù)合式襯砌斷面如圖 1 所示 。相同的脫空寬度，邊墻脫空引起截面 K 值波動(dòng)范圍最大，最不利截面安全儲(chǔ)備降低最大，已經(jīng)不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，局部結(jié)構(gòu)被破壞。 隧道襯砌脫空對結(jié)構(gòu)安全的影響 3 脫空的原因 防水板安裝 若防水板鋪設(shè)固定點(diǎn)數(shù)量不足，松弛過度，防水板余量過大，澆筑混凝土過程中由于混凝土的流動(dòng)、振搗及沖擊，混凝土對防水板產(chǎn)生擠壓及錯(cuò)動(dòng)作用，使位于下部的防水板卷曲并層疊，形成大量褶皺，造成本循環(huán)內(nèi)的縱向空腔，但此類脫空縱向面積較小，對結(jié)構(gòu)影響也較小。由于混凝土澆筑過程中的流動(dòng)