高鐵隧道襯砌施工常見質量缺陷成因及對策

章雷軍

摘要：在高速鐵路建設中隧道工程非常重要，如果在隧道施工中出現襯砌結構質量問題，將會直接威脅到列車運行的安全性。所以要提高施工技術水平，確保隧道襯砌施工質量。該文首先對高鐵隧道襯砌施工中常見的質量缺陷成因進行分析，然后闡述相應的預防及處理措施，為類似質量缺陷的處理提供參考與借鑒。

關鍵詞：高鐵;隧道;襯砌;質量缺陷

當前，我國高鐵隧道工程施工日益重視對襯砌施工的質量管控。高鐵隧道工程主要有3種襯砌形式：整體式、錨噴式及復合式襯砌，其中，復合式襯砌在隧道工程中的應用最為廣泛。在襯砌施工中，初期支護涉及的施工工藝相對簡單，因此，要重點對二次襯砌加強質量管控，實現對襯砌施工質量的有效保障，進而保障高鐵隧道工程整體施工質量。

1襯砌裂縫受外界因素影響的類型

（1）溫度裂縫。溫度裂縫通常出現在隧道工程或者是混凝土工程中，主要受內外溫度差影響，被稱為溫度裂縫。在澆筑混凝土的過程中，受混凝土特質的影響，在硬化冷卻的過程會發生一系列化學反應，放出大量的水化熱，造成混凝土內部和外界的溫度形成一定的差值，產生內應力。早期硬化程度不高，內應力較大的話，致使混凝土開裂，這種情況造成的裂縫稱為溫度裂縫。大體積的混凝土澆筑更容易發生這種情況，大范圍的澆筑水熱化程度越大，致使內部更難驅散熱量，與外界溫度相差越大。溫度裂縫必須采取溫度控制或者科學養護，把發生裂縫的可能性控制在限制范圍內。（2）荷載變形裂縫。隧道工程中會存在因各類因素加快施工進度，造成混凝土在澆筑后期的養護時間縮短，致使混凝土重量不達標，強度不夠，受力不足易形成裂縫。趕工期也會造成隧道發生不均勻沉降，這種因加快施工進度從而影響隧道質量造成襯砌開裂的裂縫稱為荷載變形裂縫。這種裂縫危害很大，一旦出現容易造成隧道的坍塌等。（3）干縮裂縫。造成混凝土發生干縮裂縫的原因一般是混凝土內部和外部的濕度值不一致，致使內外的收縮程度不一致，形成的拉應力導致混凝土表面出現開裂，裂縫一般發生在其表面，且為縱、橫裂縫交錯的組合裂縫。將混凝土構件長時間堆放在室外，致使混凝土表面的濕度較大，裂縫發生的概率較大。形成干縮裂縫的原因主要受水泥品種、用料粗細、水灰比等影響。

2導致隧道襯砌裂縫及滲漏水問題的原因

2.1人為因素

施工人員的施工操作也會對襯砌造成影響，如在施工階段采用先拱后墻的施工操作致使襯砌出現裂紋，從而導致隧道拱頂出現裂縫。襯砌與圍巖存在一定的縫隙，泥巖在空氣或者水中容易被風化，致使襯砌與圍巖之間不密實導致圍巖容易發生脫落，從而增加拱頂的受力，更為嚴重的情況還會出現吊頂。施工過程中沒有及時支護或者沒有支護措施，襯砌開裂的可能性會受圍巖情況的變化而變化。混凝土原材料沒有嚴格按照施工要求調整用水量會增加水灰比，會提高襯砌開裂的可能性。

2.2材料因素

工程中的混凝土結構在收縮過程中，很容易導致裂縫，從而產生滲水問題。對混凝土收縮特性進行分析，能夠發現其分為2種形式：干縮和自收縮。干縮，即在混凝土完成基本的養護后，內部的凝膠孔以及毛細孔吸附水產生了不可逆的收縮現象。自收縮是指的恒溫條件下，膠凝材料的水化材料延期自身體積收縮的現象。因此，在施工和養護過程中，應采取合理的措施減少混凝土的干燥情況，保持混凝土結構的濕潤，以免引起結構開裂。相關研究結果證實，配筋率以及混凝土的收縮變形存在著極為明顯的負相關關系，即配筋率較大時，襯砌裂縫出現的可能性會有所降低。在隧道襯砌施工階段，骨料的的摻入比例對混凝土的收縮特性影響較大，部分種類骨料配制的襯砌混凝土極易產生收縮變形問題，這種情況下混凝土結構非常容易出現裂縫問題，如砂巖等。

3高鐵隧道襯砌施工常見質量缺陷的處理措施

3.1二襯背后脫空處理措施

根據二襯背后脫空的成因分析，可采取以下措施進行預防。第一，加強初支平整度，提高防水板鋪掛質量。拱部和連接板處是初支平整度較差的部位，在拱頂施工時，應該控制好噴漿的距離以及風壓，在噴漿過程中增加刮削頻次，在連接板噴漿時及時清除掉回彈料。做好表面平整度的檢測，嚴格控制在允許的誤差范圍內。第二，選用性能較好的二襯臺車，有較強的動荷載剛度和強度，不會因為作業強度大而發生變形。有較強的液壓系統能夠實現帶壓灌注，在條件允許的情況下，配備附著式搗鼓器，保證混凝土灌注的密實度。

3.2襯砌裂縫修復技術

對于已經發生開裂的襯砌，必須采用行之有效的措施對襯砌裂縫進行修復，根據襯砌裂縫的類型采取不同的修復技術。滲漏水病害嚴重的必須考慮拆換局部或者整體的襯砌。襯砌裂縫修復技術一般包括鋼帶加固、套拱加固、錨桿加固等，對于出現襯砌發生脫落的現象，必須運用套拱加固的技術使襯砌具有耐久性和提高承載力。對于隧道出現局部且大規模的裂縫，需要采取襯砌拆換的技術手段進行整治。

3.3襯砌裂縫預防對策

結合當前的實際情況分析，襯砌裂縫和滲漏水問題出現后，應及時采取事后修補與加固方法。經過合理的修補與加固，可以促使治理效果得到有效提升，但是在一定程度上會影響隧道整體的觀感，甚至對其運營產生負面影響。因此，需要積極關注預防性工作的落實，如強化襯砌結構設計，同時注意隧道開挖的施工管理細節，穩步提高相應的技術水準，從而降低襯砌裂縫及滲漏水問題發生的可能性。在隧道工程的施工過程中，通過對施工質量的重點關注，強化相應的施工管理力度，可以確保隧道后期的運營效率有效提升，同時提高工程項目的施工質量。

3.4對材料進行質量控制

（1）部分地段存在地下水侵蝕，要以工地水樣化驗的具體結果為依據，針對各類受蝕類型，采用相應的抗侵蝕混凝土。（2）要確保砂、碎石及水泥等各類材料滿足相關規范的具體要求，通過試驗對摻加劑的用量及質量進行確定。要采用標號在32.5以上的水泥，將重量偏差、集料重量偏差以及水和加氣劑相應的重量偏差控制在2%的范圍內。（3）要采用抗滲標號在S8及以上的襯砌混凝土，遵循相關規定執行測定標準。要將水灰比控制在0.55以下。在冬期開展施工，要遵守冬期施工的各項要求。

4結語

在高鐵隧道施工中，由于受到自然條件以及人為操作等各種因素的影響，會出現各種質量缺陷。如果出現比較嚴重的結構質量缺陷，將會威脅到整個隧道的穩定性和安全性。

參考文獻：

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（作者單位：中鐵四局集團第四工程有限公司）