隧道衬砌施工中的常见问题及解决方法

2020-03-08李炜

工程技术研究 2020年14期

李炜

（太平洋建设集团有限公司，新疆乌鲁木齐 830000）

1 隧道衬砌施工中常见的质量、安全问题

1.1 衬砌铺装脱落

衬砌铺装脱落一般是由温缩裂缝、不规范的施工方法等引起的。在项目施工实践中，衬砌铺装浇筑混凝土配合比的合理性和水泥的和易性尤为重要，如果配合比和水泥有问题，那么在防裂与抗渗方面就会存在质量问题，在后期使用过程中将会导致衬砌渗水和温缩裂缝的产生，进而造成衬砌铺装逐渐脱离围护面的不良现象。

混凝土温缩裂缝是造成衬砌铺装脱落的关键因素，会直接影响隧道衬砌的功能使用寿命，大大降低衬砌结构的整体性和稳定性。

1.2 二次衬砌出现的问题

目前，隧道工程施工二次衬砌普遍采用了整体式液压模板台车和泵送混凝土相结合的施工工艺。在施工实践中，如果不能严格控制施工工艺各环节的规范性，那么将容易导致如下质量问题：产生横断面施工缝错台、衬砌墙面平整度不够、混凝土密实度不够等瑕疵。上述不良现象不仅影响了衬砌外观，还对工程质量留下了严重的后期隐患。

经过实践分析，产生上述不良现象的原因主要包括如下方面：模板台车加工尺寸不规范；混凝土施工过程中模板台车缺乏稳定性；模板台车定位误差较大；混凝土施工过程中灰水比发生变化；混凝土原材料使用不规范；混凝土浇筑过程不连续出现中断；模板尺寸不标准、面板不平整、局部模板刚度不够、模板没有清理干净等；振捣不到位，出现漏振或过振。

1.3 衬砌结构防、排水不达标

施工细节复杂，技术死角多，使用材料质量要求高，加上施工单位现场管理不到位，容易导致衬砌结构防、排水施工质量不合格。这会引发隧道衬砌渗水、漏水现象，进一步影响后续施工，造成不必要的安全隐患，一定程度上降低了隧道工程的使用寿命。

1.4 钢筋锈蚀

在隧道衬砌施工过程中，由于施工单位的进场材料保护制度有缺陷，造成现场施工人员缺乏钢筋保护意识，施工现场经常出现钢筋直接裸露、不加覆盖的现象，容易造成钢筋发生大面积氧化反应，出现大批钢筋锈蚀的不良现象。而且，为了降低施工成本，部分施工单位没有对钢筋进行防腐涂层保护，加剧了钢筋锈蚀。

1.5 安全问题

主要的安全隐患包括高空坠落、物体打击、堵头模掉落和爆模伤人、触电伤人、台车行走脱轨伤人、机械伤人。

2 预防措施

2.1 预防衬砌铺装脱落

（1）选择与隧道工程地质环境相匹配的混凝土配合比。隧道围岩壁多数会出现渗水情况，因此衬砌混凝土配合比普遍要求抗渗性能较好，且低水化热，与之相适应的混凝土原材骨料也要选择抗渗性能较好的，黏结料要选择水化热反应低的水泥品种。一般情况下，为了降低水泥在混合料中的水化热反应，需要添加适量的粉煤灰。根据普遍经验数据，粉煤灰的用量不能超过水泥用量的40%，只有这样才能有效减少或防止混凝结构土由于水泥水化热反应产生的温缩裂缝。同时，严格控制水泥的质量。水泥进场前应严格审核水泥出厂的质量相关证明文件，进场时要进行水泥的现场抽检试验或外委抽检试验，确认合格后才能投入使用；施工现场的水泥不宜储存时间过长，应根据结构物的施工进度确定水泥的储存量，一般储存期超过3个月继续使用时必须重新进行相关的抽检试验，合格后方能投入使用。

（2）严格管理混凝土浇筑。混凝土浇筑过程要连续不断，如果因故中断混凝土浇筑过程，现场试验人员要提前进行相关的混凝土试验，计算对应的中断时间，防止中断时间过长影响混凝土浇筑质量。加强混凝土振捣，混凝土施工规范要求的混凝土振捣原则：混凝土浇筑过程中分层不能太厚，每一层的分层厚度一般确保控制在不超过40cm；振动棒插入点的间距控制在不小于振动棒作用半径的1.5倍，相邻两次振动棒的作用范围应该有重叠。振捣时振动棒应快插慢拔，振捣上层时应插入下层混凝土10cm左右。靠近模板时，不能用振捣棒振捣，实际操作中可以用铁锹或28号粗钢筋在混凝土和模板之间均匀插捣，促使混凝土内部的气泡逸出，同时在振动过程中设专人用木槌敲击模板或直接使用电动平板振动仪沿模板外壁进行振动，增加混凝土表面的密实度，防止拆模后混凝土表面出现蜂窝、气泡；此外，严格控制混凝土含砂率，含砂率太大，气泡难以逸出。

（3）严格控制混凝土的浇筑温度。依据混凝土施工规范，施工现场混凝土浇筑温度控制在10～25℃。温度过高，易导致温缩裂缝，因此混凝土浇筑时间要选择在一天中气温较低的时段。

（4）加强混凝土浇筑成型后的养护管理。混凝土浇筑成型后，保温和保湿是两项关键性工作。①及时用土工布或专用塑料养护膜对衬砌混凝土层进行全面覆盖；②设专人经常性地往混凝土表面喷洒水分，随时监测养护温度和养护湿度，确保养护温度保持在10～25℃，湿度控制在合理范围；③喷洒的养护水不得低于饮用水标准；④依据隧道施工规范要求，隧道衬砌混凝土养护时间要控制在14d以上。

2.2 预防二次衬砌常见质量问题

（1）模板台车加工尺寸不规范。首先校正模板，使模板两端头弧形一致；而且要对模板台车进行支撑加固，最好用槽钢做横撑将模板台车大梁支撑起来，防止模板受到浇筑的混凝土压力而向隧道中线方向移动。

（2）混凝土施工过程中模板台车缺乏稳定性。增加端头模板的横纵向肋带和径向支撑，确保混凝土浇筑时与已浇筑混凝土之间接头贴合紧密，不位移，不变形。

（3）混凝土浇筑过程中，严格控制混凝土的配合比和灰水比，试验人员现场值班，随时抽查混凝土的坍落度。

（4）现场原材料使用不规范。项目要严格落实进场材料管理制度，严格控制原材料的使用，同一批混凝土的浇筑，使用的水泥和外加剂应该是同一厂家、同一标号、同一批号的产品，地材出于同一产地。

（5）混凝土浇筑过程不连续。要对施工人员进行技术交底，责任到人，确保现场浇筑同一部位时浇筑过程连续不中断。

（6）模板的局部刚度不够、尺寸不标准、面板不平整。可以对模板增加横纵向肋带和径向支撑，增加模板刚度；对面板不平整的部分进行整修处理，确保平顺；对面板的接缝和错台进行严格处理，接缝部位进行焊接，焊接的接缝和错台用磨光机进行打磨平整。

（7）模板的清理不到位。每次脱模后用电动钢丝刷把模板表面残渣和浮锈清除，并用海绵擦拭干净，均匀涂刷一层脱模剂，且脱模剂不可太黏。

（8）振捣不到位，出现漏振或过振。要加强现场的振捣施工，进行现场技术交底培训，强化施工人员的责任心，责任到人，要求工作态度认真、细致。

2.3 预防衬砌结构防、排水不达标

对于衬砌防水工程，通常设计做法：在衬背上贴上专用的防水卷材，用两布一膜土工布将衬砌层和防水卷材隔开。对于衬砌排水工程，通常设计做法：使用专用的复合防水卷材在喷锚层以及衬砌层之间进行铺设，通过衬砌背面的排水滤层将渗水渗入墙角，再通过排水管道排到指定的位置。此外，要确保使用的防、排水材料质量满足设计图纸及相关施工规范要求。

2.4 预防钢筋锈蚀

（1）首先要做好进场钢筋的储存，要选择干燥的环境统一存放，并且用垫木将钢筋支垫起来，距离地面约30cm高，用防水土工布进行覆盖。如果设计图纸中无要求，先征得监理工程师的同意，提前在钢筋表面涂抹保护层进行预防并做好相应现场签证工作。此外，加强对现场施工人员的管理，端正施工人员的工作态度至关重要，这样有助于提高施工人员的钢筋保护意识。

（2）在进行隧道工程施工施工材料管理中，要建立一个完善的材料采购、检验、运输以及进场的程序，明确材料的搭配以及规格。

2.5 预防隧道衬砌施工安全问题

（1）高空坠落预防，台车工作平台上的铺板应钉铺结实，木板的端头必须搭在支点上，严禁出现探头板；作业平台上不应有大于20cm的孔洞；如有上下管路通过部位应有防护措施；高空作业超过2m，必须系上安全带；台车作业平台周边必须设置安全护栏，护栏高度不低于1m；台车施工人员不得随意攀爬堵头模板支架进行上下作业，必须经爬梯上下。

（2）物体打击预防。台车作业平台上不应随意放置工具，严禁在作业台车上向下抛投物品；模板台车行走时台架下方严禁有人员通过；输送泵管道加设必须牢靠并采取保护措施，防止混凝土浇筑过程中管道脱节掉落伤人；在进行台车定位时，需要进行模板升降或边摸撑起时，台车下方严禁站人，防止丝杆脱落或台车上部件掉落伤人；台车浇筑完成后应及时清理台车上掉落的混凝土，防止混凝土结块后掉落伤人。

（3）堵头掉落及爆模伤人预防。模板台车定位后进行堵头模安装，堵头板安装必须加固牢靠，防止浇筑混凝土时模板掉落伤人；安装及拆卸堵头模板时，严禁上下作业，防止上部施工人员工具或模板掉落伤人；模板安装加固后，应由现场质检员、安全员检查合格后方可进行混凝土浇筑施工；混凝土浇筑过程中，堵头部分应有专人检查，如发现有模板松动或支撑断裂现象应及时通知输送泵操作人员停止浇筑，待加固处理后方可继续进行；浇筑过程中设观察人员全程巡视模板是否有松动情况，观察人员及施工人员严禁站立在模板台车端头处，防止爆模伤人。

（4）触电伤人预防。模板台车上照明必须采用安全电压，所用机具必须按照标准配置（一机、一闸、一漏保）；作业人员非专职电工不得私自安装电气设备不得私自接线；所有电线通过台车必须用PVC绝缘管进行串通保护以防止漏电；模板台车行走时首先应断开台车上所有用电设备的电源，并将电线进行梳理，防止台车行走过程中扯断电线发生漏电、短路现象。

（5）机械伤人预防。模板台车机械转动部分应安装防护板，电动机必须有接地装置，移动或修理机器及管线路时，应先停电并切断电源；台车进行升降支撑作业前应检查液压管路有无漏油及松动现象，发现问题及时处理；液压油缸工作时应避免施工人员在油缸或液压油管接头处逗留或进行其他作业。