公路隧道工程质量缺陷原因分析及预防措施

赵科研

（中交二公局第四工程有限公司，河南 洛阳 471013）

隧道施工质量缺陷会严重威胁过往车辆、人员的安全，为此必须严格管控工程中容易产生质量缺陷的部位，不断加强对隧道施工质量缺陷成因的研究力度，并在施工过程中进行关键质量控制，从而保证隧道工程施工的施工质量够能达到设计要求及施工规范要求。

1 隧道工程质量缺陷产生的原因

1.1 渗漏水产生原因

此处围岩存在节理裂隙发育，存在地下水发育或基岩裂隙水，存在节理裂隙发育带或地下水渗出，上述水系发育在初期支护之前均没有得到处理。开挖施工未采用光面爆破或爆破控制未达到预期效果，造成隧道开挖轮廓凹凸不平，局部位置喷射混凝土后产生空洞。出现渗水位置处理不到位，安装引水盲管位置排查不清或未固定牢固。裂水或地下水中含矿物质较多，造成排水管道堵塞。设计排水系统不完善，施工接缝、结构缝、混凝土缺陷，不合格原材料，不合理施工方案等原因均会造成渗漏水。施工过程中未按照设计及规范要求拌制或振捣混凝土等，造成混凝土抗渗等级不达标，砼不密实，出现开裂等情况，导致防水混凝土失效。排水盲管质量不过关，在混凝土浇筑时收到混凝土挤压变形或破裂混凝土浆液流入堵塞水管，导致无法实现排水效果。

1.2 喷射混凝土空洞产生原因

该处围岩较差，基本为V级和IV级围岩，岩石性质各异，表面黏附力强弱不一，开挖后未将松动岩石清除干净。喷射岩石表面黏附力各异及松动岩石的掉落，导致空洞的形成。隧道开挖轮廓线大于或小于设计轮廓线现象比较严重，偏差较大。初支时超挖较大位置未挂小网找平。钢筋网片施工工序错误，对喷射混凝土直接接触岩面起到了一定阻碍作用，导致空洞的形成。现场施工与喷射混凝土施工技术方案不相符。在某个局部区域混凝土过后掉落，导致混凝土坠落，挡住钢筋网片后面未填平区域，导致形成空洞。

人为因素：湿喷手为新手或长时间未操作湿喷机械。无法按照想法喷射指定区域，导致局部混凝土过厚，掉落后形成空洞。混凝土料不能稳定输出，差异较大，导致操作手无法把握不掉落的临界状态，不能正常进行喷射混凝土施工。

1.3 二衬砼外观缺陷产生原因

蜂窝、麻面和气泡现象：混凝土搅拌不符合设计及规范要求；混凝土振捣未按要求振捣；混凝土未分层浇灌；弧形段衬砌表面气泡的产生是因为在振捣过程中，浆液水泡上浮，附着在模板表面，无法排出；拆模过早也易产生麻面。

施工冷缝：在混凝土浇筑过程中，停止浇筑时间较长，混凝土有可能初凝，继续施工时，已经浇筑的凝混凝土表面没有进行处理，使得先后两层混凝土不能衔接密实，出现冷缝。

水印和砼光泽度差等现象：配合比未根据现场实际情况有效调整，导致砼坍落度过大；振捣不到位是出现水印和砼光泽度差的主要原因。

二衬错台：二衬台车在使用过程中产生变形，造成前后端断面尺寸不一致；台车支撑刚度不够在混凝土压力作用下导致台车模板向内收敛变形；测量放样不准确，导致施工错台；作业窗封闭不严，造成错台。

二衬渗漏水：防水板未按要求施工或砼振捣操作不当损坏防水层。

二衬拱顶空洞：混凝土坍落度不符合设计及规范要求，或浇筑顺序不正确；顶部排气不畅。

2 隧道工程质量缺陷的预防措施

2.1 渗漏水预防措施

（1）采用合理的开挖方案，保证无超挖现象产生。

（2）保证现场施工时按照根据现场实际情况调整的注浆施工方案进行注浆施工。

（3）小导管施工质量控制（注浆方面）：根据现场实际情况结合实验结果制订注浆方案，达到最佳注浆止水效果；合理选择注浆参数和配和比；严格控制注浆压力，防止结构变形等现象发生；采用径向钻孔对注浆效果进行检查、分析和判断。

（4）喷射混凝土施工质量控制：采用湿喷技术和复喷方式；施工前将机具、混凝土配合比等资料报监理审批，通过后再进行施工；混合料随拌随用，严格控制运输及等待时间；喷射混凝土作业应采用分段、分片、分层依次进行，喷射顺序自下而上，分段长度不大于6m。喷射时先将低洼处找平，再按自下而上的顺序分层，往复喷射。

（5）防水层施工质量控制：采用专业队伍施工，定期进行技术培训；检查初支，外露的钢筋、锚杆必须割除，补平表面，并施作一层防水砂浆，以防划破或割破防水板；在铺设防水板前，初期支护表面漏水及时处理，采用注浆堵水或埋设排水管直接排到纵向排水管中，保持基面干燥；必须采用无钉铺设、双焊缝焊接的施工工艺；重点控制防水板施工接缝质量；加强防水层成品保护，注意钢筋运输或绑扎过程中对防水板造成损坏，发现层面有破损及时修补；防水板必须先焊接后固定；在凹凸较大的基面上，预留足够的松散系数，使其留有余地；严格检查排水盲管原材料质量，确保排水盲管质量合格才能够应用于实际施工。

（6）二次衬砌混凝土施工质量控制：混凝土使用的水泥等原材的技术指标应符合设计及规范要求。混凝土拌制必须严格按照配合比施工，严禁拌和站操作人员私自更改配合比；严格控制混凝土的分层浇筑、振捣及施工停歇时间；二衬混凝土采用整环浇筑，当混凝土浇筑至墙拱交界位置，停止混凝土浇筑约1h左右，等边墙混凝土沉实后方可继续浇筑；在混凝土振捣时，振捣棒等振捣机械不得触碰防水层及模板；脱模必须在混凝土强度达到规范要求后进行，不得根据以往经验自行脱模；注意混凝土养护。

（7）施工缝防水质量控制：施工缝防水施工前必须凿除表面浮浆、清除杂物且用水冲洗后，才能进行下一工序施工；施工缝的缝宽不能过宽或过窄，确保缝宽在设计及规范的允许误差范围内；止水条、止水带等材料进场时必须及时检测，严格控制止质量。

2.2 喷射混凝土空洞控制对策

为保证初期支护质量，减少或避免喷射混凝土背后空洞产生，在施工过程中应采取以下措施：

（1）在施工之前，先清理表面松散岩石，再修整表面，尽量使开挖轮廓线圆顺；为增加岩石表面的附着力，必须处理岩石表面。

（2）采用根据实际情况进行调整过后的施工方案严格控制超挖，尽量避免空洞。如因不可控制因素产生超挖，可以在整体工序施工前对这部分区域挂小网喷射混凝土填平，以避免空洞产生。

（3）严格按照混凝土喷射工艺进行喷射：先补坑填平，后分层喷射，每层找平。

（4）操作人员应善于总结并发现自己在日常和每次操作中的缺点，在后续的喷射过程中尽早改正，这样才能快速提高操作技能和水平。

（5）拌和站负责混凝土料输出控制，保证其稳定性，进而保证喷射混凝土施工质量。这一现象是可以完全消除的，但需要施工、监理等方共同监督。

2.3 二衬砼外观缺陷控制对策

（1）蜂窝、麻面和气泡现象控制对策：严格控制混凝土配合比，保证混凝土现场坍落度符合要求；浇筑时根据窗口交替浇筑各层，并且各层必须振捣到位。起拱线以下辅以木锤模外敲振和捣固铲抽插捣鼓，以抑制表面气泡产生；严格按照试验室下发的配合比进行砼搅拌，用以控制弧形段衬砌表面气泡的产生，必须杜绝私自给混凝土加水的情况；脱模必须在混凝土强度达到规范要求后进行，不得根据以往经验自行脱模。

（2）施工冷缝控制对策：施工中控制混凝土供应速度符合现场实际需求，混凝土浇筑必须对称，防止台车受力不均。如果砼浇筑过程中，因机械故障等原因导致不得不暂停施工，则按照施工方案制定处理方法进行处理后才能继续施工。如已出现冷缝，可采用砂纸打磨，采用白水泥和普通水泥按照衬砌颜色对比试验确定的比例拌掺后抹拭。

（3）水印等现象控制对策：指定试验检测人员监督现场并收集试验数据，保证砼强度前提下对配合比进行微调，达到最佳场坍落度控制。合理振捣，适当增加水泥用量，提高混凝土光泽度。

（4）二衬错台控制对策：清理已浇筑好混凝土与台车相接部位的台车模板和混凝土表面，保证混凝土表面与二衬台车紧密贴合。检查台车前后端断面尺寸，及时消除制造误差。为保证台车受力均匀，二衬台车上所有的支撑丝杠必须全部紧固到位。在台车前端端部拱顶设置支撑，防止台车上浮造成拱部错台。为保证台车的整体稳定性，在混施工过程中指派专人检查丝杠，发现有松动的丝杠及时加固，并在混凝土浇筑过程中放慢台车底部高3m内的混凝土灌注速度，以控制混凝土坍落度。准确设定测量放样中线位置，尽量保证台车中线与隧道中线保持一致，避免因测量放样产生错台。作业床关闭前，必须将窗口残渣清理干净，并用湿抹布擦拭后锁紧压紧卡，并将关闭支点用楔形木塞紧。

（5）二衬渗漏水控制措施：加强控制防水层施工质量，严格控制混凝土施工质量。

（6）二衬拱顶空洞控制对策：严格按照拱部封顶的施工方案进行施工，预防空洞产生或减少空洞体积，按照设计要求进行压浆，可填充衬砌混凝土收缩裂缝和拱顶由施工难度造成的空洞，并兼有堵水的作用。

3 结束语

综上所述，为避免隧道施工中经常出现的质量缺陷，保证隧道施工质量，项目管理人员应该加强重视以下四个方面：（1）针对不同围岩类型，制订专项施工方案，对每个施工步骤提出相应的质量要求及控制措施，为质量管理人员提供管理依据。（2）对常见的质量缺陷问题制定预防措施，采用“一对一”模式重点管控。（3）加强隧道施工信息和经验的学习交流、培训，了解最新隧道施工技术与质量问题预防措施，从根本上发现问题，提早解决问题。（4）定期开展施工管理人员及施工协作队伍的质量、技术培训，不断强化质量、技术管理水平，将人为因素对工程质量的影响降到最低。