公路隧道二次襯砌質量控制分析

摘要：對影響隧道二次襯砌施工質量的因素進行了分析，提出了從原材料、施工工藝等方面提高施工質量采取的對策措施，并應用到工程實踐中，收到了較好的效果，對提高隧道襯砌混凝土施工水平具有一定借鑒意義。

關鍵詞：銀洞坡隧道；二次襯砌；質量控制

1、工程概況

貴都高速銀洞坡隧道為一座上、下行分離的四車道高速公路長隧道，隧道左線起訖樁號ZK222+095～ZK225+092，長2997m，縱斷面位于坡度為+2.0%的上坡段接坡度為-1.3%的下坡段，最大埋深約250m；隧道右線起訖樁號YK222+055～YK225+015，長2960m，縱斷面位于坡度+2.002%的上坡段接坡度為+1.302%的下坡段，最大埋深約280m。設計時速100 km/h，隧道凈高、凈寬分別為5m、10.75m。

主洞二次襯砌采用35cm～50 cm厚C25耐久性高效防水混凝土，采用12 m長的自行式液壓襯砌模板臺車，隧道進、出口附近分別設立混凝土拌合站。混凝土的運輸采用攪拌輸送車運送至施工現場，混凝土澆筑采用輸送泵入模。

2、公路隧道襯砌的特點

2.1、隧道襯砌與圍巖相互約束，隧道襯砌是一種地下結構物，周圍地層一方面對其施加壓力，使之變形，另一方面地層又限制著襯砌的變形。[1]

2.2、隧道橫斷面較大，受力比較復雜。

2.3、隧道地質條件復雜，對安全性、耐久性、抗滲性、抗凍性和施工工藝水平要求較高。

2.4、襯砌形式采用復合式襯砌，具有安全、永久性好等優點。

3、銀洞坡隧道工程二次襯砌的現狀

我合同段在隧道襯砌施工中已普遍采用整體鋼模板臺車、泵送混凝土工藝，但仍出現一些常見的質量通病如（蜂窩、麻面、接縫處錯臺、拱頂空洞等），特別是襯砌混凝土裂縫的存在嚴重影響了隧道結構的安全性和耐久性，給將來的運營安全留下了隱患。

4、影響二次襯砌施工質量的主要因素

4.1、施工工藝或現場操作不規范

4.1.1、采用整體式鋼模板臺車施工時，混凝土澆筑時不振搗或漏振，混凝土均勻性差。

4.1.2、混凝土生產時原材料計量誤差大，尤其外加劑的摻加隨意性大，沒有根據砂、石料的實際含水率及時調整施工用水量，造成混凝土水灰比增大。在混凝土運輸及泵送過程中加水的現象也時有存在。

4.1.3、夏季施工時砂、石料露天堆放，無切實有效的降溫措施，混凝土入模溫度高。冬季施工時采取的防寒保溫措施不力。

4.2、原材料質量差、配合比設計不合理

水泥品種選擇不當，安定性不良，不同批次的水泥混用。碎石、砂級配差，含泥量超標，碎石中石粉含量大，針、片狀物過多，影響了水泥與骨料的凝結。

5、質量控制主要措施

5.1、建立質量管理結構，責任落實到個人

建立健全以項目經理為主帥，總工程師主抓，施工隊具體實施的質量保證組織機構，建立二次襯砌各關鍵重要工序的監督小組。

5.2、制定隧道施工技術細則

堅持樣板引路、一次成優，高度重視第一環襯砌的施工，形成工藝工法的指導作用，形成以點帶段，以段帶線，總結樣板工序全面推廣。針對我合同段出現二次襯砌的質量通病，我們及時制定了隧道施工技術細則，指導以后的隧道襯砌施工。隧道襯砌施工全過程主要工藝流程有：測量放樣、初期支護表面處理→防水層（防水板、縱橫盲管安設）施作→防水層報驗→邊墻基礎頂面雜物清理、頂面鑿毛、涂混凝土界面劑→安設鋼筋→鋪設臺車軌道→臺車就位→涂脫模劑→測量定位→安裝止水帶→立端頭模板→安裝輸送泵、輸送管→臺車報驗→混凝土澆筑（泵送混凝土入模、搗固）→拆除輸送管并清洗→脫模→修補、養生。

5.3、提高設計質量

隧道工程與地面結構物不同，隧道開挖前的設計嚴格意義上說只能稱做“預設計”。根據對隧道開挖過程中圍巖和支護系統力學特性的量測來驗證和調整設計支護參數是隧道工程現場質量管理非常重要的環節。隧道施工過程中根據隧道工程的特殊性施行動態設計，貫徹“巖變我變”的理念，即對以現場施工中發現圍巖級別跟設計圖紙有出入的段落及時上報設計部門進行設計變更，以確保工程質量。

5.4、嚴格控制原材料的質量和技術標準

5.4.1、選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，嚴禁采用早強水泥，不同品牌、不同規格、不同批次的水泥不能混用。嚴格控制粗細骨料的質量符合《公路混凝土工程施工質量驗收補充標準》。

5.4.2、推廣采用礦渣粉與Ⅰ級粉煤灰復摻技術，粉煤灰摻量不宜大于25%。粉煤灰能有效降低混凝土的干燥收縮值，有利于改善混凝土的流動性、粘聚性和保水性，推遲水化熱峰值的出現。礦物摻加料應采用品質穩定的產品，宜采用適量、質量良好的粉煤灰、磨細粉煤灰、礦渣粉或硅灰。具體摻量需經過試驗確定。

5.4.3、摻加具有減水、增塑、緩凝、引氣的泵送劑，改善混凝土拌合物的流動性、粘聚性和保水性。由于其減水作用和分散作用，在降低用水量和提高強度的同時，還可以降低水化熱，延緩水化熱釋放速度，從而減少溫度裂縫。外加劑應選用減水率高、坍落度損失小、適量引氣、能明顯提高混凝土耐久性且質量穩定的產品，以高效減水劑復合緩凝劑、引氣劑等。外加劑與水泥之間應有良好的相容性，并嚴格控制摻量。

5.6、嚴格控制施工工藝

5.6.1、提高鉆爆技術水平，優化鉆爆參數，提高光面爆破效果，加強隧道開挖斷面檢測，嚴格控制超欠挖，為襯砌施工創造良好的條件。

5.6.2、按照新奧法原理科學組織隧道施工。在圍巖和初期支護變形基本穩定時，施作二次襯砌混凝土。根據實測位移時間曲線，施作初期支護及臨時仰拱20d～30d后變形明顯減緩，基本趨于穩定，因此二次支護一般在開挖后20d～30d以后施作（水平收斂速度小于0.1mm/d-0.2mm/d，拱頂下沉速度小于0.07mm/d-0.15mm/d）。當圍巖變形較大，流變特性明顯，確需提前進行二次襯砌時，必須對初期支護或襯砌結構進行加強。仰拱和邊墻基礎底部的虛渣，在立模前必須清理干凈。

5.6.3、實施洞外混凝土強制自動計量拌和站生產，混凝土原材料由自動計量系統計量，攪拌時間要適當，時間過短、過長都會破壞混凝土的均質性。

5.6.4、襯砌澆筑采用12m軌行式襯砌模板臺車施工。臺車軌道采用50cm（長）×20cm（寬）×20cm（高）的方木鋪墊，間距50cm。臺車鋼軌鋪在方木上用道釘固定。襯砌臺車模板必須打磨光滑、除銹、涂刷脫模劑，并保證模板無變形和破損。模板緊貼上次襯砌面，與邊墻搭接緊密。保持銜接平順和襯砌凈空尺寸的準確。端頭模板、鋼筋、預埋件安設牢固。臺車每12m為一施工循環，縱向施工循環搭接長度為10cm～15cm，搭接錯臺小于2mm。

5.6.5、混凝土的拌制嚴格按施工配料單計量，定期檢查校正計量裝置。加強砂石料含水率檢測，及時調整拌和用水量。控制混凝土的入模溫度，夏季施工溫度高于32℃時，用冷水沖洗碎石降溫。盡量安排在夜間澆筑混凝土。

6、結束語

我們對如何切實提高隧道襯砌的質量，確保按時完成合同履約，建成全線一流的隧道，積極進行了全過程攻關，并結合《公路工程質量檢測評定標準》。以上對策措施的運用，既降低了工程的成本，又提高了工程質量，確保了隧道結構物的運營安全和耐久性。施工完畢的隧道襯砌結構均無明顯的施工裂縫，無錯臺、露筋、蜂窩、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷，建設單位并委托了第三方檢測單位對整條隧道應用地質雷達進行了無損檢測，隧道襯砌混凝土厚度、密實度及鋼筋保護層均符合設計和驗標要求。

參考文獻

[1] 黃成光.公路隧道施工[J].人民交通出版.2001年