高鐵隧道襯砌施工常見質量缺陷成因及對策

呂輝

摘? 要：隧道工程是高速鐵路建設中的重要施工段，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

中圖分類號：U455? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

隧道施工是高鐵工程建設中的關鍵部位，因為工程建設過程中會受到地質、水文、氣候以及周圍各種環境的影響，所以增加了隧道施工的難度。裂縫、滲漏水、二襯背后脫空等是襯砌施工中比較常見的質量缺陷，通過對其表現形式以及成因進行詳細分析，可以做好相應的預防和處理措施，避免出現更大的結構質量缺陷，保證列車的安全運行。

1 高鐵隧道襯砌施工常見質量缺陷成因分析

1.1 襯砌裂縫及成因

在隧道襯砌施工中，結構裂縫會對整個隧道結構的承載力產生威脅，同時還會引發其他病害，不利于列車的安全運行。襯砌裂縫的成因比較復雜，有些裂縫是在自然因素和人為因素共同作用下產生的，主要成因有以下幾個方面：第一，隧道施工地段的地質狀況比較復雜，在接近或者通過復雜斷層的情況下，隧道本身與外壁之間就會出現巨大的圍巖荷載力，由于兩側承受的荷載力不均就會導致襯砌形變，從而發生結構裂縫。第二，隧道所處位置存在較大的涌水，而在設計施工中沒有做好排水措施，在滲透性較強的區域就會導致排水堵塞，圍巖在水壓的作用下因為極限平衡而出現裂縫。在嚴寒地區圍巖也會由于凍脹力的影響而出現裂縫。第三，在襯砌背后脫空時，綜合其他各種作用力的共同作用，會向圍巖一側變形，進而形成裂縫。第四，設計和施工的不規范也是出現裂縫的重要原因，設計方案缺乏科學性和合理性，會直接影響施工質量。在施工階段，施工工序安排不合理或者沒有嚴格按照施工圖紙操作，都是出現裂縫的成因。

1.2 二襯背后脫空及成因

二襯背后脫空的主要原因是人為因素，主要有以下幾個方面。第一，在灌注混凝土的過程中，隨著灌注空間的縮小，空氣也越難排出，在拱頂就會出現脫空缺陷。第二，在進行拱頂混凝土封底施工時，受到混凝土輸送泵動力或者二襯臺車的抗壓能力限制，混凝土填充沒有達到規定的密實度，拱頂砼打不滿進而導致拱頂脫空。第三，防水板掛設不規范導致二襯背后脫空。第四，沒有按照規定對混凝土飽滿度進行檢測。導致二襯背后脫空的原因很多，多數原因為施工時沒有按照規定工序以及施工工藝操作，導致混凝土密實度不達標，從而在拱頂出現空洞。

2 高鐵隧道襯砌施工常見質量缺陷的處理措施

2.1 襯砌裂縫處理措施

對于襯砌裂縫的處理措施可根據裂縫的危害程度而采取不同的方式，從經濟性、牢固性以及施工難度等方面綜合考慮，比較常見的處理措施有以下幾點。

2.1.1 碳纖維加固法

利用碳纖維加固比較省時省力，且效果較好，能夠延長建筑物的使用壽命。在施工之前，先對裂縫周圍進行清理，將殘缺以及破損的混凝土清除干凈，修補原有構件的殘缺部分，根據裂縫大小采用環氧樹脂進行涂刷或者灌縫，然后對構件表面進行打磨處理，打磨后清洗干凈。在構件表面干燥程度達標后使用滾筒在砼表面涂刷底膠，然后黏貼準備好的碳纖維，為了增加碳纖維和樹脂的貼合性，減少空氣殘留，可用羅拉多次滾壓，最后做好養護處理工作。碳纖維加固利用其高效的黏結性，可提高襯砌結構的承載力。

2.1.2 騎縫注漿法

在裂縫比較嚴重時，也可采用騎縫注漿法，主要是利用環氧樹脂砂漿注入裂縫中，以此提高結構的穩定性。在注漿之前先對裂縫進行處理，為了避免裂縫的進一步延伸以及提高注漿效果，要沿著裂縫的方向鑿出楔形槽，槽的寬度一般為5 cm～8 cm，長度要超過裂縫兩端，深度超過裂縫深度。鑿槽后要將混凝土碎塊以及殘渣清理干凈，沿著裂縫的方向固定注漿管，在進行封閉處理后向溝槽內部注入環氧樹脂砂漿，掌握好注漿的壓力，注漿完成后將外露的注漿管割掉，再涂刷顏料。

2.1.3 整體切割鑿除

當隧道襯砌結構出現較大裂縫，且裂縫附近有較大面積的脫空時，可采用整體切割鑿除的方法，避免裂縫范圍擴大威脅到隧道結構的耐久性和安全性。應該重點控制鑿除缺陷砼、新舊砼的防水以及鋼筋砼工序3個環節。在整體切割鑿除施工中，首先要確定需要切割鑿除的范圍，結合相應參數劃定范圍后再施工。在切割鑿除缺陷砼時應該鑿除到設計的厚度，并將邊緣修整平齊，在鑿除厚度沒有達到二襯厚度的部位，要鑿除初期支護部分。使用鋼絲刷清理切口表面，然后用水沖洗保持壁面潔凈。在切割鑿除的過程中，要做好防水板的保護工作，避免破壞防水板。在新舊混凝土相接處，使用遇水膨脹橡膠止水條和波紋管做好防排水措施。在必要的情況下，可增加格柵鋼架，以提高結構穩定性。為了提高新舊砼面的緊密度，在關模前向既有二襯混凝土表面刮涂防水涂料。通過模板處預留的灌料孔灌入混凝土，確保混凝土得到充分振搗。在混凝土養護完成拆模后，對封口模板的孔洞部分進行壓力注漿，注漿完成對新舊砼表面進行打磨處理，然后刮涂防水涂料。劃塊整體切割鑿除可將裂縫以及周圍缺陷部分全部鑿除，重新澆筑混凝土，以提高整體結構質量。

2.2 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。第三，加強防水板的掛設質量，控制好熱熔墊圈的間距以及數量，可使用井字型掛設，做好防水板的松弛度檢測。第四，加強對拱頂混凝土飽滿度的檢測。

3 其他質量缺陷及防治措施

在隧道襯砌施工中，有些質量缺陷的成因并不是單一的，而是在自然因素和人為因素的相互作用下形成的，并且有些質量缺陷又會相互作用，象二襯背后脫空會導致裂縫，裂縫會出現滲漏水、鋼筋外露等。總之，如果這些質量缺陷得不到有效的處理，最終會直接威脅到隧道結構的穩定性和安全性。導致隧道襯砌質量缺陷的原因有很多種，為了減少質量缺陷的發生，在施工前要做好詳細的地質勘查工作，根據勘查結果及時調整施工方案，避免出現結構質量缺陷。設計人員深入施工一線，詳細了解施工現場，提高設計方案的科學性和合理性。加強對施工過程的質量監督管理，確保每道工序和施工工藝都嚴格按照規范標準操作。發現質量缺陷后，根據缺陷的危害程度以及所處位置，采取有效措施進行處理，避免安全事故的發生。

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。所以通過對質量缺陷的成因以及處理措施進行分析，可在以后的施工中做好相應的預防措施，有效避免類似現象的發生，同時為施工處理技術提供借鑒經驗，全面保證高鐵隧道襯砌施工質量。

參考文獻

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