淺述如何有效控制隧道工程初期支護(hù)及襯砌施工質(zhì)量

李小宏

（中鐵一院集團(tuán)南方工程咨詢監(jiān)理有限公司，甘肅 慶陽745000）

0 引言

現(xiàn)階段，我國鐵路系統(tǒng)得到不斷發(fā)展，這讓隧道工程項(xiàng)目逐漸變得越來越常見，特別是特長隧道。為了提升整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，合理地使用混凝土襯砌施工技術(shù)就成了較為重要的一點(diǎn)。為更進(jìn)一步做好隧道工程質(zhì)量安全控制，中國鐵路總司特別提出“質(zhì)量安全紅線管理”，自開挖工法至原材料使用、初支襯砌厚度及強(qiáng)度等控制進(jìn)行了細(xì)化要求，并逐步實(shí)施，為隧道工程施工質(zhì)量提升奠定了基礎(chǔ)。

1 隧道工程支護(hù)施工技術(shù)常見的質(zhì)量問題

在隧道施工過程中有著各種各樣的問題，部分問題對隧道壽命與安全有著致命的影響，其主要原因就是對其中的重要性認(rèn)識不夠深刻。本文對隧道支護(hù)常見質(zhì)量問題進(jìn)行探討。

1.1 初噴工序缺失

在初噴時，開挖工作完成和清除危石后，就需要對巖面噴射5 cm左右厚度混凝土，其主要的作用有：第一，快速封閉圍巖，加強(qiáng)圍巖的自穩(wěn)性能，從而保障后續(xù)工序施工安全；第二，找平巖面，讓鋼筋網(wǎng)與鋼架與圍巖密貼；第三，對鋼筋網(wǎng)和鋼架起到保護(hù)作用。然而由于認(rèn)識不足和盲目趕工，認(rèn)為與復(fù)噴一起施工的效果是一樣的，最終工序缺失，并使得施工安全和工程質(zhì)量產(chǎn)生影響。

1.2 鋼筋網(wǎng)安裝不規(guī)范

鋼筋網(wǎng)安裝不夠規(guī)范，其中最常見的現(xiàn)象是鋼筋網(wǎng)沒有隨巖面凹凸敷設(shè)和搭接長度不足，特別是環(huán)向搭接，最終所造成的后果就是：其一，不能防止收縮裂隙的產(chǎn)生和限制裂縫的擴(kuò)大；其二，不能讓噴層應(yīng)力均勻分布，無法改善變形性能，無法增強(qiáng)噴層的柔性，這就讓噴層所能夠承受的剪力和拉力；其三，無法加強(qiáng)圍巖變形的限制。

1.3 鋼架安裝不規(guī)范

鋼架安裝采取單元階段螺栓連接，在現(xiàn)場施工中主要出現(xiàn)問題有：（1）型鋼拱架制作出現(xiàn)的曲率差異、連接板定位不準(zhǔn)；（2）廠制化生產(chǎn)拱架，出廠預(yù)拼裝驗(yàn)收環(huán)節(jié)未完全做到位；（3）拱架安裝連接板螺栓連接不密切，無法做到有效連接，特別是仰拱鋼架與邊墻連接位置。綜合以上3個拱架連接常見問題，由于拱架自身安裝存在的質(zhì)量問題導(dǎo)致初期支護(hù)變形較大，極易造成襯砌厚度不足。

1.4 噴施混凝土厚度、強(qiáng)度不足

噴射混凝土厚度不足與表面平整度差造成的影響，厚度不足就容易造成鋼架保護(hù)層厚度不足，包裹不良，從而影響鋼架受力和對圍巖的支護(hù)工作，這樣就容易導(dǎo)致混凝土保護(hù)層太薄而開裂。表面不平整容易對防水卷材造成崩裂防水系統(tǒng)功能得到降低。所產(chǎn)生的主要原因就是：首先，是光爆效果不良或開挖不到位，欠挖時未處理則直接進(jìn)行噴射混凝土施工以及噴射混凝土不密實(shí)產(chǎn)生的拱架背后脫空現(xiàn)象；其次，現(xiàn)場監(jiān)督不夠嚴(yán)格，初期支護(hù)噴射混凝土平整度檢測不嚴(yán)格。

噴射混凝土強(qiáng)度不足，拋除混凝土原材料、外加劑質(zhì)量，配合比；等因素，現(xiàn)場施工主要存在濕噴工藝掌握運(yùn)用不熟練，出現(xiàn)噴射混凝土不密實(shí)、拱架背后空洞，后期噴射混凝土養(yǎng)護(hù)不到位等原因。

1.5 襯砌混凝土厚度、強(qiáng)度不足

襯砌混凝土厚度不足，主要原因是：（1）洞身開挖預(yù)留沉降量不足，后續(xù)沉降及收斂造成隧道斷面尺寸不足；（2）防水板鋪掛前對初支面斷面檢測不到位，出現(xiàn)局部侵限出現(xiàn)的厚度不足。

襯砌混凝土強(qiáng)度不足，主要原因是：（1）混凝土原材料質(zhì)量不合格、選定配合比存在問題；（2）混凝土拌和及運(yùn)輸問題導(dǎo)致混凝土和易性較差；（3）混凝土澆筑受襯砌結(jié)構(gòu)影響，局部出現(xiàn)混凝土離析、振搗不密實(shí)現(xiàn)象，特別是拱頂部位混凝土澆筑質(zhì)量控制。

2 隧道工程初期支護(hù)和襯砌施工質(zhì)量的控制

2.1 創(chuàng)建質(zhì)量保障體系

建立完整的質(zhì)量管理體系，確定工序工藝控制流程，明確職責(zé)，各職能部門、各專業(yè)班組相互配合，有效銜接，嚴(yán)格過程控制。在工程施工的全過程當(dāng)中，需要對管理職責(zé)、質(zhì)量體系、設(shè)計(jì)控制和文件資料控制、采購等開展產(chǎn)品控制工作，積極加強(qiáng)檢驗(yàn)測量和實(shí)驗(yàn)設(shè)備控制工作，對于不合格產(chǎn)品的控制工作，要及時地進(jìn)行糾正和預(yù)防措施，從而實(shí)現(xiàn)工程襯砌施工的全面控制。

2.2 隧道初期支護(hù)控制

（1）以Ⅳ、Ⅴ級圍巖為例，要嚴(yán)格控制管棚、小導(dǎo)管長度、數(shù)量、直徑、安裝傾角等參數(shù)，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行注漿，特殊地質(zhì)如軟弱圍巖情況下可采取地表降水、掌子面帷幕注漿、冷凍法等施工工藝，做到固化掌子面前端圍巖加固的目的。

（2）支護(hù)施工工藝，隧道開挖清危后必須按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行初噴混凝土，盡早封閉巖體，加強(qiáng)圍巖的自穩(wěn)性能，按照施工工序而后再進(jìn)行立架、掛網(wǎng)、打錨桿、噴射混凝土作業(yè)。

（3）廠制化拱架制作，必須嚴(yán)格執(zhí)行出場檢驗(yàn)制度，確保拱架出廠合格，無平面翹曲變形等現(xiàn)象，現(xiàn)場安裝要確保連接板密貼，螺栓連接緊固。仰拱拱架安裝,邊墻連接板應(yīng)廠制化提前焊接安裝，確保連接板自身焊接牢固可靠，仰拱鋼架可選取一個節(jié)段，現(xiàn)場確定長度后再施焊端頭連接板，從而確保拱架各連接點(diǎn)連接緊密、牢固。

（4）噴射混凝土，應(yīng)優(yōu)先選用機(jī)械手抵近作業(yè)，由下自上逐層噴射，保證噴射密實(shí)、混凝土表面平整，需注意鋼筋網(wǎng)及拱架背后要噴射密實(shí)，避免出現(xiàn)空洞。

2.3 襯砌施工控制

（1）初期支護(hù)圍巖量測，按照規(guī)范布點(diǎn)要求及頻率，按時進(jìn)行量測，掌握初期支護(hù)體系沉降及收斂情況，待沉降及收斂趨于穩(wěn)定后，及時進(jìn)行初支斷面掃描檢測，檢測無侵線情況可進(jìn)入防水板鋪掛作業(yè)。

（2）防水板鋪掛，熱熔焊點(diǎn)宜采用50~80 cm梅花形布置，需注意防水板鋪掛松弛度要適中，過緊在混凝土澆筑過程中易導(dǎo)致防水板破損或斷裂，過松極易行程防水板后脫空現(xiàn)象產(chǎn)生。

（3）襯砌鋼筋安裝，選用適當(dāng)?shù)墓ぱb卡具，從而控制鋼筋數(shù)量、間距、排距、保護(hù)層厚度等，在矮邊墻位置可根據(jù)液壓棧橋附帶的仰拱曲模，同步安裝鋼筋卡具、止水帶卡具等工裝設(shè)備。襯砌端頭已澆筑側(cè)可采用軟搭接方式，解決錯臺問題。前端增加工裝設(shè)備進(jìn)行封堵，固定環(huán)向中埋止水帶，確保中埋止水帶劇中，保證混凝土厚度，解決施工縫位置混凝土掉塊問題。

（4）混凝土澆筑，確保混凝土澆筑連續(xù)，避免出現(xiàn)施工冷縫等外觀缺陷，應(yīng)遵循“逐窗分層”澆筑工藝，可采用溜槽、布設(shè)導(dǎo)管等形式進(jìn)行，襯砌臺車可安裝附著式振搗器，配合插入式振搗，避免出現(xiàn)漏振現(xiàn)象。拱頂混凝土澆筑，由于襯砌構(gòu)造形式及混凝土澆筑工藝受限，拱頂混凝土澆筑極易形成空洞，應(yīng)采用“帶模注漿工藝”進(jìn)行施工，監(jiān)控注漿是否飽滿。

（5）混凝土養(yǎng)護(hù)，可選用襯砌養(yǎng)護(hù)臺架作業(yè)，做到智能化、自動化，保證養(yǎng)護(hù)頻率，將人工灑水養(yǎng)護(hù)的弊端徹底更改，避免因養(yǎng)護(hù)不到位出現(xiàn)混凝土質(zhì)量問題。

3 結(jié)語

綜上所述，在我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展下，這讓我國隧道工程逐漸增加，這為我國社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)揮打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而若想有效地確保隧道工程的初期支護(hù)以及襯砌施工質(zhì)量，就需要創(chuàng)建質(zhì)量保障體系，自隧道開挖、初期支護(hù)、襯砌等逐工序進(jìn)行研究，優(yōu)先選用先進(jìn)的工藝工裝設(shè)備，從而有效地提升隧道施工工效，保障隧道工程整體的施工質(zhì)量。