发表时间：2020-04-22T08:16:25.515Z 来源：《建筑学研究前沿》2020年2期作者：于庆波
[导读] 简单介绍各类材料的特性与运用特点，为地铁塌方事故发生后及时回填提供思路。
中铁十局集团第一工程有限公司山东省济南市 250000
摘要：地铁暗挖施工过程中易发生隧道坍塌冒顶事故。
关键词：塌方；回填材料；选择；优缺点
随着城市化进程的不断推进，城市交通运输压力已成为各地急需解决的问题，地铁建设是目前各大城市处理城市交通压力的首选方法。在地铁建设过程中，暗挖车站、暗挖隧道施工因拆迁占地少，扰民少，污染城市环境少等优点占据较大比例，但暗挖坍塌冒顶事故却时有发生，近1年来就发生了 “12.1” 广州地铁十一号线沙河站坍塌事故，“8.28”杭州地铁5号线联络通道渗水导致坍塌事故，“5.27”青岛地铁
4号线静沙区间坍塌事故等多起冒顶事故，且一旦发生冒顶事故，影响深远。如何快速有效完成回填工作，尽快恢复路面，尽力减少交通影响就成为我们在理论和实践中需要探究和考虑的课题。本文作者在亲历青岛地铁2号线海信桥站塌方段恢复工程后，尝试对一些常见材料的具体运用进行讨论，简单介绍各类材料的特性与运用特点，为地铁塌方事故发生后及时回填提供思路。
一、聚氨酯
（一）材料特点
聚氨酯泡沫填缝剂是一种单组分、湿气固化、多用途的聚氨酯发泡填充弹性密封材料。具有轻便快捷、强度高、稳定性强、持久耐用、粘附性强等特点。
（二）适用塌腔类型
适用于各类塌方情况，但由于聚氨酯材料回填成本较高，材料配合比需专业人士现场指导，因此更适用于主干道塌方冒顶，且出现漏缝的情况。
（三）使用注意事项
料罐布置在安全位置，远离火源与热源。在使用中，使用人员需要严格做好防护工作；确保添加阻燃剂的等级规格，尽量避免自燃现象发生。回填作业要注意材料温度控制，增加通风设备，及时通风送风。
（四）材料优缺点
优点：质量轻、强度大。在塌方处理工程中不会对塌方区域造成大量的质量荷载，对塌方区域下方的抢
险支撑要求较低。施工迅速、适用性强。原材借助空气中的湿气即可固化，不需对坍腔表面进行预处理，有很好的粘结性。同时在回填过程中，可以结合其他回填料同时施工，不会与混凝土、钢筋等其他回填料发生化学反应。使用寿命长。适应温度可以在-10℃至80℃，并且可以防水，耐腐蚀，正常情况下使用寿命可以达到十年，完全可以满足坍塌空洞腔体抢险作业的需求。此外，在材料固化后依旧具有一定的弹性，对于抢险工作中存在的各种震动冲击而言更加安全。
缺点：储存条件较高。存储的罐装聚氨酯发泡材料需要高压储存，在运输安置过程中都需要格外注意，而温度需要控制在一定的范围，避免受到阳光直射，温度升高至45℃则存在较高的影响。易燃。聚氨酯发泡材料的可燃性极佳，对于明火的反应极大，在储存时期需要严格执行相关标准，避免明火。尤其是回填抢险，切忌施工速度过快，造成内热集中，形成自燃，燃烧过程中产生的有毒有害气体将严重影响抢险进展。需添加阻燃剂以降低自燃风险。
二、加气块
（一）材料特点
加气混凝土砌块是一种轻质多孔、具有良好的保温、隔热、防火、可钉、可锯、可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料。（二）适用塌腔类型
适用于各类塌方情况，受强度影响，不宜作为主要回填材料，需与其他材料配合施工。
（三）使用注意事项
加气块为定型加气砖，回填过程中会形成空腔区域，需与其他回填材料共同施工以保证回填的密实度。
（四）材料优缺点
优点：重量轻，加气混凝土砌块一般重量为500-700千克/立方米，只相当于粘土砖和灰砂砖的1/4-1/3，普通混凝土的1/5，对于车站塌方回填时，减少了对中板的压力。作为预制砖块，大小便于搬运，对于特殊区域的抢险，不利于机械到达的区域，可采用人工搬运加气块。保温隔热性能好。加工性能好，加气混凝土具有很好的加工性能。给施工带来了很大的方便与灵活性。具有一定耐高温性。隔音性能好，加气混凝土气孔结构具有的吸音性能。
缺点：相比混凝土，强度较低。抢险过程中无法精细加工，加气块之间容易形成细小的空腔，回填过程需配合其他材料施工来保证回填密实。
三、泡沫混凝土
（一）材料特点
泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合。然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质材料。
（二）适用塌腔类型
受水化热影响，不能用于管线区域的回填，对于回填高度较高的塌陷区域，底层加气混凝土容易造成泡沫失效，不建议采用。
（三）使用注意事项
泡沫混凝土凝结过程中水化热较大，回填作业要注意材料温度控制，及时通风送风。同时需分层浇筑，以避免下层泡沫被挤压失效
（四）材料优缺点
优点：轻质，由于其含有大量的泡孔，是一种轻质的材料，可应用于对材料自身荷载有要求的领域。高流态，泡沫混凝土是一种大水灰比的材料，一般均在0.6以上，具有很高的流动性，具有自密实的特点。低弹性模量，泡沫混凝土由于含有大量的微孔，因此具有很好的吸能减震的作用。隔音，由于其内部含有大量的泡孔，具有隔音特性。
广州地铁3号线时间缺点：水化热较大，回填区域周围气温较高，会对管线造成影响。同时回填高度较高时，底层泡沫混凝土中的发泡剂容易失效。
四、商品混凝土
（一）材料特性
具有一定的流动性，黏聚性和保水性。可通过调整配合比以加快混凝土的初凝。
（二）适用塌腔类型
适用于各类塌方情况，但对于多层车站，需考虑中板承受力。
（三）使用注意事项
商品混凝土初凝时间较短，需控制浇筑速度以及混凝土到场时间，避免混凝土凝结。
（四）材料优缺点
优点：方便获取，市政工程所需混凝土搅拌站一般都在城市周边，随时可以投入到应急抢险中。质量控制较好，混凝土拌合站对原材及施工工艺的控制不会受应急抢险的影响，机械化水平较高，混凝土出厂质量控制较好。具有一定流动性，适用于回填各类塌腔。与各类材料结合密实，便于各类材料同时抢险施工。强度高，具有良好的支撑作用。
缺点：相比较其他回填材料，混凝土自重较大，对于地铁车站等多层塌方区域，需对下层加固妥当之后再进行上层的回填，避免中板无法承受混凝土重量，造成次生灾害。
五、碎石、石渣、砂等。
（一）材料特性
不能用于涌水的塌方情况。
（二）适用塌腔类型
适用于各类塌方情况，但对于多层车站，需考虑中板承受力。
（三）使用注意事项
石渣回填需碾压密实，以避免回填完毕后地表的沉降
（四）材料优缺点
优点：方便获取，碎石、石渣、砂获取方便，各建筑工地都有渣土及砂石料存放，随时可以调用。适用性强，石渣颗粒较小，对于各类塌方类型均可以回填，同时回填过程中不会与周边物质产生化学反应，稳定性较好。
缺点：石渣回填过程中需进行压实，以避免回填完毕后地表的沉降，压实的过程比较耗费时间，对于需
尽快进行回填恢复道路的情况不适用。此外需配合注浆，避免回填不密实，也是比较耗费时间。
六、结束语
综上所述，五种回填材料各有利弊，根据塌方地段情况、塌腔类型、车站中板承受力等因素选择，有利于塌方车站的迅速、安全、经济回填，尽快完成交通恢复，减少事故损失。
参考文献
[1]中铁隆工程有限公司.山岭隧道及地铁工程超前支护和塌方防治
[2]刘学增.隧道稳定性评价与塌方预警
[3]《喷涂聚氨酯硬泡体保温材料》（JCT9982006）
[4]《蒸压加气混凝士砌块标准》（GB11968-2006）
[5]《泡沫混凝土》（JG-T 266-2011）
[6]《预拌混凝土》（GB/T14902-2012）
[7]《建筑地基与基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
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