方元煌

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建設(shè)的發(fā)展空間也會(huì)更加廣闊。工程涉及到的主體有路基、橋梁、隧道。而隧道作為山區(qū)鐵路的常見組成部分，隧道襯砌混凝土施作質(zhì)量的好壞直接影響到后期的鐵路運(yùn)營(yíng)安全和壽命。

關(guān)鍵詞：隧道工程；二襯；厚度；預(yù)防措施

引言

在鐵總2018年1月1日正式實(shí)施的鐵路建設(shè)項(xiàng)目質(zhì)量安全紅線管理規(guī)定中，工程實(shí)體方面的第一條規(guī)定就是隧道襯砌厚度和混凝土強(qiáng)度不足問題。在隧道工程施工中，襯砌混凝土質(zhì)量控制是關(guān)鍵工序之一，對(duì)其質(zhì)量控制要求較高，本人多年從事隧道工程的監(jiān)理工作總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)，本文將從多個(gè)方面闡述針對(duì)如何防止隧道襯砌施工質(zhì)量控制中引起二襯厚度不足的原因，提出一些看法和意見，希望能為國(guó)內(nèi)隧道襯砌施工質(zhì)量控制提供一些借鑒和參考的價(jià)值。

一、二襯基面侵限造成二次襯砌厚度不足的原因和預(yù)防措施。

二襯基面是指初期支護(hù)混凝土噴射后形成的表面。對(duì)于III、II級(jí)隧道沒有鋼架的初期支護(hù)，即在圍巖基面上素噴混凝土面，如果出現(xiàn)基面侵限未經(jīng)處理就馬上施作二襯必然會(huì)造成二襯厚度不足。首先談?wù)勗斐啥r基面侵限的原因，有以下幾個(gè)方面：

1.測(cè)量放線誤差或操作不當(dāng)引起侵限；

2.開挖爆破過程效果控制不好造成欠挖引起侵限；

3.淺埋段沒有根據(jù)實(shí)際沉降變形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析造成預(yù)留變形量不足引起侵限；

4.施工工序銜接不緊密，作業(yè)進(jìn)度較慢，仰拱未及時(shí)成環(huán)導(dǎo)致初支累積變形侵限；

5.由于施工工藝不到位噴射混凝土表面凹凸不平，并又經(jīng)過多次補(bǔ)噴控制不好引起侵限。

基于以上原因，為了防止二襯基面侵限造成二襯混凝土厚度不足，我認(rèn)為應(yīng)該采取以下措施。（1）測(cè)量人員、開挖爆破人員及支護(hù)人員要經(jīng)過專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，做好技術(shù)交底。認(rèn)真做好開挖前測(cè)量放線，準(zhǔn)確控制隧道平面坐標(biāo)、高程及斷面。隨時(shí)調(diào)整爆破各種參數(shù)，爭(zhēng)取最佳光面爆破，改進(jìn)各種施工工藝來避免欠挖；（2）在開挖爆破后立鋼架前要采用斷面掃描儀進(jìn)行輪廓斷面掃描，發(fā)現(xiàn)欠挖立即處理。這樣可以減少因欠挖造成二襯基面侵限；（3）根據(jù)施工進(jìn)度情況及時(shí)調(diào)整工序，做到初支及仰拱盡快閉環(huán)，加強(qiáng)圍巖及初支的測(cè)量頻率、數(shù)據(jù)分析及對(duì)隧道施工間的質(zhì)量檢驗(yàn)和評(píng)定工作，確保隧道工程質(zhì)量以及施工安全。

二、襯砌背后空洞造成二襯厚度不足的原因和預(yù)防措施

根據(jù)鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范要求，隧道襯砌與圍巖必須緊密貼合。而在實(shí)際施工過程中，襯砌與圍巖之間常常存在空隙，或者是兩者之間填補(bǔ)不夠密實(shí)，造成留有夾縫。這兩種情況都被稱之為“背后空洞”。在隧道施工過程中，由于施工設(shè)備、施工技術(shù)水平、施工工藝等原因，很難確保隧道襯砌背后回填完全密實(shí)。襯砌背后容易存在空洞或回填不密的情況。如果一旦出現(xiàn)二襯背后空洞，那么就很容易造成二襯混凝土厚度不足。以下幾個(gè)方面都是容易引起襯砌背后空洞的原因：

1、初期支護(hù)面不平順引起防水板與初支面間的空洞。

初期支護(hù)表面不平順存在有較大的凹凸，在后期襯砌施工過程中難免就會(huì)產(chǎn)生空洞和厚度不足。更重要的是產(chǎn)生空洞和厚度不足的位置往往不固定，有時(shí)在頂部，有時(shí)也有可能在邊墻。如果隧道二襯產(chǎn)生了空洞或厚度不足，就會(huì)改變混凝土的受力條件。在局部會(huì)出現(xiàn)積水和應(yīng)力集中，使得后期運(yùn)營(yíng)存在極大的安全隱患。

那么為了防止防水板與初支面間的空洞，應(yīng)該采取什么措施呢？首先，應(yīng)該對(duì)初期支護(hù)面不平順的位置補(bǔ)噴混凝土。很多單位都知道為了初支面不平順要及時(shí)補(bǔ)噴，但是如果在補(bǔ)噴過程沒有注意控制，或者工人的技術(shù)存在問題把凹凸的部位都一起補(bǔ)噴了，這樣施作就造成了凸的部位反復(fù)補(bǔ)噴，更容易造成侵限。這也是上述二襯基面侵限的一個(gè)原因。到底初支面該如何控制才能確保與防水板密貼且不易造成空洞？根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收經(jīng)驗(yàn)來看，采用1米的靠尺進(jìn)行量測(cè)，凹凸物之間的深長(zhǎng)比（D/L）不應(yīng)大于1/20，D是兩凹凸之間凹入的深度，L是兩凹凸之間距離，L不大于1米。采用這樣驗(yàn)收后，還應(yīng)在二襯施工前對(duì)初期支護(hù)面采取斷面掃描，發(fā)現(xiàn)初期支護(hù)侵入二襯部位要及時(shí)進(jìn)行鑿除。這樣能大大解決防水板與初支面空洞和初支面侵限問題，該做法可以大大減少二襯混凝土厚度不足的問題。

2、二襯混凝土模注缺陷引起空洞。

隧道的二襯施工是采用隧道襯砌臺(tái)車進(jìn)行。二襯澆筑混凝土的順序是自下而上，兩側(cè)通過工作窗口和最后沖頂口布料，由于襯砌臺(tái)車和已開挖圍巖形成的是一個(gè)封閉空間，整個(gè)二襯混凝土澆筑過程中內(nèi)部空間是否飽滿難以直接觀察，尤其是在采用個(gè)別窗口布料和沖頂?shù)臅r(shí)候會(huì)形成了空洞。二襯混凝土澆筑砼供應(yīng)不及時(shí)、和易性不好、振搗不到位也是造成局部背后空洞的一個(gè)原因。另外，隧道開挖往往要比設(shè)計(jì)值斷面要大，有的技術(shù)員由于經(jīng)驗(yàn)不足，現(xiàn)場(chǎng)使用混凝土的量按照設(shè)計(jì)值進(jìn)行，從而造成二襯澆筑沒到頂，形成頂部空洞。

為了防止二襯混凝土背后的空洞，應(yīng)該采取以下措施：（1）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的管理，確保混凝土出廠及到場(chǎng)合格。（2）要嚴(yán)格落實(shí)逐窗分倉分層澆注工藝，振搗到位。振搗要分插入式振搗器結(jié)合附著式振搗器相結(jié)合方式振搗，還要通過工藝性試驗(yàn)得出控制附著式振搗器開啟的時(shí)間，保證混凝土不離析并密實(shí)。（3）要做好混凝土養(yǎng)生，減少因養(yǎng)生不到位引起的混凝土本身收縮、徐變較大而造成的空隙。

三、防排水施作不當(dāng)引起二襯厚度不足的原因和預(yù)防措施

隧道防水遵循“以排為主，截、排、堵相結(jié)合”的施工方針，整個(gè)防排水系統(tǒng)少不了防水板和止水帶。如果防水板和止水帶鋪設(shè)不當(dāng)，會(huì)形成新的病害源。常見有以下兩種情況，（1）隧道縱、環(huán)向施工縫部位施作背貼式橡膠止水帶和中埋式鋼邊止水帶。當(dāng)背貼式止水帶與防水板粘接不牢固，在混凝土澆筑時(shí)，混凝土跑到背貼止水帶與防水板之間，止水帶受擠壓變形切割混凝土產(chǎn)生的厚度不足；當(dāng)中埋式止水帶固定不牢，在澆筑混凝土?xí)r受到擠壓變形褶皺或跑位易形成板縫空洞或切割混凝土。（2）防水板鋪設(shè)松緊度不合適造成混凝土厚度不足。當(dāng)防水板鋪設(shè)過緊，阻擋混凝土與初支面密貼也有可能受混凝土自重原因會(huì)使防水板焊點(diǎn)脫落或開裂，脫落或開裂的防水板就會(huì)切割混凝土而造成厚度不足；當(dāng)防水板鋪設(shè)過于松馳，又容易產(chǎn)生防水板褶皺造成混凝土厚度不足。

為了防止出現(xiàn)上述這些問題，除了做好防水板和止水帶施工質(zhì)量控制外，還應(yīng)從施工的工藝，方法和設(shè)備入手。首先，想要防止止水帶切割混凝土問題，就要做好背貼式止水帶與防水板粘連度，采用膠水粘接牢固；中埋式止水帶施工時(shí)，上下要設(shè)置“V”卡具，并且中埋式止水帶端頭部位要用角鋼做成一個(gè)夾具，夾具夾住中埋止水帶，然后再用一個(gè)拉力器拉住角鋼，確保中埋止水帶拉緊和順直。其次，防水板固定點(diǎn)間距要按拱部小于50cm、拱腰小于100cm進(jìn)行布設(shè)，更要注意防水板固定點(diǎn)焊接要牢固。對(duì)于鋪設(shè)松緊度的控制，要按防水板長(zhǎng)度與隧道輪廓長(zhǎng)度比等于10：8的要求布置。對(duì)于防水板搭接寬度、焊縫，要嚴(yán)格按照防水板施工要求施作到位。防水板施作完成后，再采用斷面掃描儀掃描，通過掃描的數(shù)據(jù)來判斷是否侵限。

四、采用帶模注漿解決二次襯砌厚度不足問題

傳統(tǒng)注漿是在二襯混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行拆模后再單獨(dú)進(jìn)行注漿，這種工序稱作‘脫模注漿。而‘帶模注漿是在二襯澆筑混凝土后混凝土初凝前進(jìn)行注漿。由于傳統(tǒng)的脫模注漿是在脫模后并且混凝土達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行注漿，注漿過程會(huì)受到注漿壓力的限制，壓力不能超過0.2MPa，否則會(huì)影響二襯的質(zhì)量；本人根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，推薦采用帶模注漿的方式。帶模注漿是在混凝土初凝之前進(jìn)行注漿，不會(huì)出現(xiàn)壓力過大對(duì)已凝結(jié)混凝土造成的破壞。注漿壓力可以不必限制在0.2MPa之下。注漿壓力限制的放寬，帶來的是注漿效果的改善。帶模注漿可對(duì)拱頂浮渣進(jìn)行及時(shí)包裹，而且能在一定程度上修復(fù)襯砌施工冷縫缺陷，補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)厚。而且由于帶模注漿是初凝以前注漿完成，注漿泵退出后不會(huì)在混凝土中留下孔洞，注漿材料和已灌澆筑的混凝土可以有效結(jié)合混成一體。帶模注漿可以讓混凝土結(jié)構(gòu)表面無空洞，內(nèi)部無異物，結(jié)構(gòu)無缺陷。另：注漿材料的選取，推薦采用“微膨脹水泥砂漿”，防止本身收縮、徐變?cè)俅萎a(chǎn)生空隙而造成二次襯砌厚度不足。

結(jié)語

隧道二襯厚度不足問題是十分普遍的，并且對(duì)隧道危害較大。造成厚度不足的原因多種多樣，在施工過程中通過基面靠尺檢測(cè)和多次斷面掃描、防排水合理鋪設(shè)、混凝土模注過程、帶模注漿、采用合適的注漿料等多方面的措施來加以控制。在一定程度上能避免隧道襯砌厚度不足問題，以達(dá)到“內(nèi)實(shí)外美”的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]王修偉.淺談隧道二次襯砌施工質(zhì)量控制措施[J].科技視界。2014（01）：355+361.

[2]陳春.淺析隧道二襯空洞的成因及防治加固.福建建材，2015

（作者單位：上海先行建設(shè)監(jiān)理有限公司）