公路隧道衬砌范文

公路隧道衬砌范文（精选12篇）

公路隧道衬砌 第1篇

我国自进入21世纪以来, 公路隧道建设取得了日新月异的成就。据统计, 截止2013年年底, 我国公路隧道总数共计11 359座, 隧道总长度为9 606 km。随着我国基础设施建设向中西部地区转移, 无论是公路隧道建设规模, 还是建设速度, 都位居世界第一, 且呈现出逐年快速增长的趋势, 年均增长率在20%以上。特别是随着一大批重大工程的相继建成, 如秦岭终南山隧道、上海崇明隧桥、厦门翔安海底隧道等, 均表明我国的特大型公路隧道建设水平已接近国际先进水平, 部分已达到国际领先水平。

在隧道结构中, 隧道衬砌的作用在于承受围岩和地下水压力和支护结构自重, 有效防止围岩向隧道内变形和风化, 保证隧道的稳定性和运营的安全性。在一些工程中, 隧道衬砌还具有承受化学侵蚀和冻害影响等的功能。因此, 确保衬砌施工中的质量关, 是保证隧道使用年限长久的关键。

在公路隧道施工中, 二次衬砌是一种作为安全储备的重要的工程措施。二次衬砌是使用混凝土等材料修建的内层衬砌, 应做到内实外美, 颜色均匀, 表面圆顺, 无锈迹和麻面。二次衬砌对隧道的内壁能够起到有效的加固支护, 保证隧道在运营使用中的稳定、安全、美观。

1 隧道衬砌结构类型

在隧道工程中, 按设计和施工要求, 合理选择适用的衬砌结构, 确保隧道使用年限的长久。在隧道施工中, 常用的衬砌结构主要有五种类型, 分别为喷锚衬砌、整体衬砌、复合衬砌、装配式衬砌和连拱式衬砌。常见的衬砌类型及使用范围分别如表1所示。

1) 喷锚衬砌。

喷射混凝土是利用空压机将混凝土混合料直接喷射到隧道围岩表面上, 确保岩面实现有效封闭, 具有的加固和填充效果显著。该法的特点在于充分发挥围岩自身的承载性能, 通过显著提升其整体性来避免围岩应力的集中, 防止出现变形、掉块和坍塌等现象。

锚杆是一种锚固在岩体内部的杆状体钢筋, 与岩体融为一体, 起到加固围岩、维护围岩稳定的目的。利用锚杆的悬吊作用、组合拱作用、减跨作用、挤压加固作用, 将围岩中的节理、裂隙窜成一体, 提高围岩的整体性, 改善围岩的力学性能, 从而发挥围岩的自承能力。锚杆支护不仅对硬质围岩, 而且对软质围岩也能起到良好的支护效果。

2) 整体式衬砌。

这是一种比较传统的支护结构形式。该法的特点在于不考虑围岩自身的承载性能, 对于地层、围岩等的变形主要通过衬砌结构来承担, 确保衬砌结构具有显著的刚度来支撑围岩, 承受其压力。

整体式衬砌采用就地整体模筑混凝土衬砌, 可设计为等截面或变截面, 通过在隧道内架立模板、拱架, 然后浇筑混凝土而成。该法适用于不同的地质条件, 在我国隧道工程中广泛使用。

3) 复合式衬砌。

主要由初期支护、二次衬砌和中间防水层等结构组成。该法适合多种地质条件, 技术较为成熟, 是我国目前公路隧道最好的衬砌结构形式。

在初期支护中, 选择使用喷锚支护是一种有效、及时的支护方式。该法具有的柔性特征, 使得其在一定程度上具有随围岩变形而变形的特点, 这对发挥围岩自身的承载性能具有重要意义。在二次衬砌中, 一般选择使用刚度较大、整体性好和外观平顺的钢筋混凝土衬砌。为确保隧道的稳定、安全和美观, 在二次衬砌施工中, 衬砌截面应符合连接圆顺、等厚的要求, 仰拱厚度宜与拱墙厚度相同。

在隧道衬砌结构施工中, 为确保隧道运营的安全和长久, 应预留一定的围岩变形来释放集中的部分应力, 以将衬砌所承受的变形压力降至最低。预留变形量的大小应根据围岩地质条件, 采用工程类比法确定。

4) 装配式衬砌。

目前基本限于使用盾构法施工的城市地下铁道中应用。该法是先将衬砌批量生产, 再运入坑道拼装成型。其特点在于组装成型后即可承受荷载, 不需要进行养生, 能够有效缩短工期, 克服了整体式混凝土衬砌在灌注后不能立即承受围岩压力, 必须经过一个养生的时期, 施工进度受影响的缺点。但该法需要坑道内具有足够的拼装空间, 制备构件尺寸上要求一定的精度, 接缝多容易导致防水困难。

5) 连拱式衬砌。

该法的特点在于将两隧道间相邻的边墙连成一个整体, 一般是使用钢筋混凝土结构来代替两隧道之间的岩体, 是一种双洞拱墙相连的结构形式。

在公路隧道中, 复合式衬砌是最常用的衬砌结构, 二次衬砌是对围岩施加的二次刚性支护。随着我国经济持续稳定的发展, 高速公路隧道工程对二次衬砌质量提出更高的要求, 特别是防水等级必须达到一级防水。二次衬砌不仅必须满足结构安全使用, 美观的要求, 还不允许渗水, 表面无湿渍, 且必须具有强度高、耐久性好等性能。

2 隧道的二次衬砌施工要点

隧道二次衬砌的施工质量控制十分重要, 是确保隧道安全运行的重要结构, 在高速公路建设中占据举足轻重的位置。在本文中, 以使用整体式液压衬砌台车以及混凝土泵送入模浇筑法施工为例, 进行二次衬砌施工的介绍。

在施工前, 先对初期支护质量和净空断面检测, 只有在初期支护质量符合设计和规范要求, 当围岩和初期支护变形基本稳定, 隧道周边变形速率明显趋于减缓, 初期支护表面裂隙不再继续发展, 且断面净空能保证二衬厚度的情况下才能进行二衬施工。

2.1 衬砌台车

在隧道主洞二次衬砌施工中, 选择采用整体式全断面钢模液压衬砌台车进行施工。应根据路线半径合理确定衬砌台车长度, 一般为8 m~12 m。为防止台车变形, 其面板钢板的厚度应不小于1 cm, 使用自制钢模和木模作为台车的挡头模。台车拱部提升液压应具有锁定和定性支撑装置, 这避免出现拱部混凝土浇筑时的下沉现象。为确保施工质量和安全, 应确保门框架与面板间的撑钢数量和其刚性。为防止门框架出现的向内变形, 应做好门框架的倾斜支撑, 必要时设置纵梁间的横向支撑。

2.2 钢筋制作及焊接

在洞外按设计要求进行钢筋加工。选择一块较平整场地作为钢筋加工棚进行钢筋冷拉作业。在钢筋加工棚内, 按照钢筋的设计规格和要求放出大样, 然后进行下料施工。将加工成型的钢筋运进洞内按设计要求进行绑扎, 并进行焊接作业。使用闪光对焊或搭接焊进行螺纹钢筋的焊接, 按要求进行一些辅助设施的焊接可在平台上进行。

2.3 混合料拌制

混合料拌制采用拌合楼集中拌制的方式。为确保混凝土质量, 确保原材料质量符合配合比要求, 进料装置必须具有全自动计重功能, 以便实时监控进料状况。在拌合过程中, 应指定专人进行原材料进料质量控制, 确保进料偏差符合设计要求。

在原材料拌合前, 应实时监控粗细骨料含水量变化情况, 以便对混合料配合比及时进行调整。为保证混凝土入模温度符合设计要求, 可通过在原料堆放场搭设遮阳棚、使用低温水进行搅拌等措施使得拌合物温度有效降低。

进行搅拌作业时, 先按设计要求将一定量的细骨料、水泥、矿物料和添加剂投入后进行搅拌。待搅拌均匀后, 再加入适量的水进行充分搅拌均匀。最后加入一定量的粗骨料搅拌均匀即可。搅拌过程中的关键在于搅拌时间控制。在施工中每一阶段要求的搅拌时间不得少于30 s, 总搅拌时间控制在2 min~3 min为宜。

2.4 混合料运输与浇筑

制备好的混合料采用运输罐车运送至施工现场的方式, 运送至施工现场的混合料应具有良好的施工和易性。为确保施工质量, 应避免混合料在运输途中出现离析和漏浆。否则, 在混合料入模前, 应启动罐车重新进行拌和。

混合料采用泵送入模的方式进行浇筑。在浇筑前, 为有效减少脱模时的黏粘, 应在钢模外表面均匀涂抹一层脱模剂。在浇筑顺序上, 按照“先下后上, 左右同步”的原则, 先从两侧的最下排工作窗口同步进行, 待浇筑平齐至工作窗口时, 关闭最下排窗口, 再进行两侧的第二排的灌注, 依次类推, 直至拱顶输料管处关闭阀门进行封顶。

浇筑作业应连续进行, 应尽量缩短施工间隔时间。当施工间隔时间在2 h及以上的, 则需要按照浇筑中断, 必须进行工作缝处理。

采用插入式振捣棒进行振捣作业, 按“快插慢拔”的原则进行, 每次 (插拔一次算一次) 的振捣时间控制在10 s~30 s为宜。在施工中, 振捣棒应等距插入, 以避免出现漏捣和过捣。为确保衬砌结构的整体性, 前后两次振捣的作用范围应具有一定的重叠, 以确保振捣效果。混凝土分层浇筑时, 为确保振捣的密实性, 要求浇筑层厚不得超过棒长的1.25倍, 且振捣棒插入下层的深度不得少于5 cm。在振捣过程中, 严禁振捣棒碰触钢筋和模板。

2.5 拆模

二次衬砌施工是在初期支护变形稳定后进行的, 要进行拆模作业, 则要求混凝土强度达到8 MPa以上时方可进行。若初期支护尚未稳定就进行二次衬砌施工的, 要进行拆模作业, 则要求混凝土强度达到设计强度100%以上方可进行。在特殊情况下, 拆模时间也可以根据试验及监测结果合理确定。混凝土拆模后, 应防止施工中的其他作业碰撞衬砌表面。

2.6 养生

拆模后应立即进行混凝土的不间断养生。在养护期间, 要求其内部温度控制在60℃~65℃为宜。做好养护期间温度监测和控制, 要求混凝土内部与表面、表面与环境之间的温度差均应控制在20℃左右, 要求养护用水与混凝土表面的温度差控制在15℃以内。

3 结语

在公路隧道工程中, 只有做好隧洞的衬砌工作, 才能保证工程质量。在我国, 复合式衬砌是最常用的衬砌结构。在施工中, 做好二次衬砌施工质量控制十分重要, 在公路建设中占举足轻重的位置。在隧道二次衬砌施工过程中, 严格落实施工工艺和流程, 坚持做好过程控制, 实现对隧道二衬施工质量的有效控制, 取得良好的社会效益和经济效益。

摘要：介绍了隧道衬砌的五种结构类型, 以复合式衬砌为例, 分析了二次衬砌施工的要点, 并从衬砌台车施工、钢筋制作焊接、混合料拌制、运输、拆模、养生等方面作了阐述, 以保证隧道的安全性。

关键词：隧道,衬砌,施工

参考文献

[1]王修伟.浅谈隧道二次衬砌施工质量控制措施[J].科技视界, 2014 (1) :86.

[2]李建生.浅谈隧道快速衬砌模板台车施工技术[J].攀枝花学院学报 (综合版) , 2013 (1) :98-99.

公路隧道衬砌 第2篇

结合河南岭南高速公路隧道工程,建立隧道衬砌结构二维、三维模型,分析了隧道建成后衬砌结构的`受力状态,并对结果进行比较分析,得到了一些有益的结论,验算了隧道衬砌结构的安全性.

作 者：李锐铎 徐建国 LI Rui-duo XU Jian-guo 作者单位：李锐铎,LI Rui-duo(平顶山工学院,河南,平顶山,467044)

徐建国,XU Jian-guo(郑州大学,河南,郑州,450002)

公路隧道衬砌 第3篇

【关键词】二次衬砌；钢模板台车；质量控制

近年来，随着高速公路隧道建设的飞速发展，二次衬砌模筑泵送混凝土施工质量问题也就不断地增加，严重影响了混凝土的外观及内在整体质量。所以，要保证隧道质量，必须从落实工艺措施，加强对隧道衬砌质量的控制。

1.二次衬砌施作时机的确定

隧道二次衬砌混凝土作为持久保持隧道功能的重要结构，施作时机根据围岩及初期支护变形监测情况而确定。围岩和初期支护变形基本稳定需符合下列条件：

（1）周边位移速率小于0.2mm/d。

（2）拱顶下沉速率小于0.15mm/d。

2.二衬模板台车制作安装质量控制

二次衬砌混凝土施工，能否达到工程整体外观质量的要求，首先取决于二衬模板台车，台车的制作安装质量是关键，混凝土的平整度、光洁度、色差度、衬砌错台、漏浆等都与台车直接相关。二次衬砌采用整体式全断面钢模液压衬砌台车，台车长度根据路线半径及以防台车变形的要求而定，一般8～12m；挡头模均采用自制钢模或木模。液压台车的加工应注意几点：面板钢板厚度不宜小于1cm，（实践证明钢板≤6mm时其刚度不足，使用一段时间后，易发生变形）。具有足够抗压、抗变形性能，拱部提升液压带锁定装置及定性支撑防止浇筑拱部混凝土时下沉。

3.混凝土浇筑工艺质量控制

台车的质量是优质二次衬砌混凝土的先决条件，混凝土浇筑工艺是二次衬砌质量保障的重要过程。

3.1混凝土配合比要求

二次衬砌混凝土一般选用抗渗等级大于等于P6级的抗渗混凝土，配合比设计要求满足图纸设计强度、易于泵送的混合料级配、水灰比适当的原则。

3.2混凝土拌和及运输

（1）混凝土拌和必须达到3个基本要求：计量准确、拌和均匀、坍落度稳定。混凝土计量准确是保证混凝土强度与和易性的先决条件，要求采用自动计量搅拌站集中拌和，加强对砂石料含水量检测，严格控制坍落度在14-18cm范围，根据灌注部位的不同，墙部混凝土坍落度宜小，拱部的宜偏大。在保证混凝土可泵性的情况下，采取尽量减小混凝土的坍落度，并提高混凝土的和易性、保水性，避免混凝土泌水。

（2）采用二次搅拌工艺。拌和时，先向搅拌机投入细骨料、水泥和专用复合外加剂，拌和均匀后，再加入所需用水量，待砂浆充分拌合后再投入粗骨料，并继续拌和至均匀为止。

3.3混凝土的浇筑与振捣并重

要保证二次衬砌混凝土的质量，就要强调浇筑与振捣并重，必须克服重视振捣、轻视浇筑的习惯现象。浇筑无序或振捣无方，都是混凝土产生不均匀、不密实的质量缺陷的根源。

（1）分层、对称浇筑。混凝土浇筑过程为确保台车的稳定，混凝土必须按断面自下而上采用分层、左右交替对称浇筑，每层浇筑厚度不得大于0.8m（约为振动棒作用半径1.25倍），两侧高差控制在30cm以内，严禁单侧浇筑高度超过1m。浇筑的过程要连续，避免停歇造成“冷缝”，间歇时间若超过2h，则必须按浇筑中断进行工作缝处理。

（2）插入式振捣器为主，附着式振捣器为辅交替振捣，切莫早振、漏振、过振。为确保混凝土密实，采用插入式振捣器和模板台车配备附着式振捣器两种方式进行振捣。专职操作人员负责插入式振动器振捣，插入式振捣器采用快插慢提，振速频率一定的原则，移动间距不宜大于其作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土中的深度宜为5～10cm，每个振点的振捣持续时间，以混凝土不再沉落，不再出现气泡，表面明显出现浮浆为度，在振捣过程中要使振捣棒避开钢筋和预埋件，但要保证钢筋和预埋件周围的混凝土均匀受振。

3.4拆模的要求

二次衬砌的拆模时间按以下要求进行控制：在初期支护变形稳定后施工的，二次衬砌混凝土强度应达到2.5MPa以上；初期支护未稳定，二次衬砌提前施做时混凝土强度达到设计强度的70%以上；特殊情况下，应根据试验及监控量测结果确定拆模时间。脱模时要防止衬砌表面受到碰撞而损坏。

3.5养生的重要

混凝土拆模后应立即进行洒水养生且湿养护不得间断，不得干湿循环。适当延长养护时间，一般不少于7d，保证混凝土表面缓慢冷却，降低混凝土产生的水化热造成的混凝土表面温度与环境温度之差，防止温度裂缝。

4.二次衬砌混凝土质量注重细节也是成败的关键

4.1混凝土输送管路布置

接头管箍应连接牢靠避免爆脱，管路用方木支垫高出地面，穿过台车时管箍不与台车构件直接接触。混凝土输送管路端部设置一根软管，软管管口至浇筑面垂距控制在1.5m以内，以避免混凝土产生离析。

4.2钢筋保护层厚度保证措施

由于采用泵送混凝土，灌注速度较快，钢筋变形较显著，容易造成拱部钢筋保护层减小，甚至造成露筋。因此要保证拱部混凝土垫块有足够的强度并在灌注过程中注意混凝土灌注速度。

4.3 消灭混凝土接缝错台的措施

（1）消灭环接缝错台。①在台车就位前，将混凝土搭接部位及台车搭接部分表面彻底清理干净，使台车与混凝土表面尽量紧贴。②加强台车支撑，将所有的支撑全部支撑到位，保证台车整体受力，必要时可在台车端部增加钢支撑。③在台车前端端部拱顶增设支撑，以防台车上浮造成拱部错台。④严控台车底部以上3m浇筑混凝土速度（一般控制4h左右）和坍落度（一般在14cm）。⑤检查台车前后断面尺寸制造误差，及时消除。⑥中线控制准确，使台车中线与隧道中线在同一个平面。⑦保持台车与混凝土的搭接长度为10cm。

（2）消灭台车模板错台：对模板板块拼缝进行焊联并将焊缝打磨平整，形成三块大模板，以抑制使用过程中模板翘曲变形而影响混凝土表面质量，以克服板块间拼缝处错台。

（3）控制台车作业窗处错台和漏浆：作业窗关闭前，必须将窗口边框混凝土浆液残碴清理干净，并用湿布擦拭后锁紧压紧卡，并将关闭支点用楔形木塞紧，防止由于作业窗口关闭不严，使窗口部位混凝土表面形成凹凸不平的补丁甚至造成漏浆。

4.4防止拱顶空洞

在模板台车自由方向挡头模设立观察窗口，利于随时检查混凝土在拱顶的灌注情况；同时做好灌注结束后封堵的材料准备。封顶混凝土应按规范严格操作，尽量从内向端模方向灌注，排除空气保证拱顶灌注厚度和密实度，拱部混凝土坍落度指标可适当大于边墙。为保证二衬背后没有空洞现象在二衬台车定位时拱顶预设注浆管，待衬砌混凝土强度达到设计强度100%后压入水泥浆液来填充拱顶空洞。

综上所述，保证公路隧道二次衬砌的质量能够满足隧道在运营使用中稳定、安全和美观，必须从隧道施工过程的每一道工序做起，二衬的施作时机、台车拼装质量、混凝土的施工工艺及施工中的一些细节对二次衬砌的质量都会产生很大的影响，因此每道工序的质量达到设计预期效果，才能使隧道质量有保障。

【参考文献】

[1]JTG D70-2004，公路隧道设计规范.

[2]JTG F60-2009，公路隧道施工技术规范.

公路隧道衬砌 第4篇

我国山地、丘陵和高原面积约占国土面积的69%。过去在山区修建公路, 多以盘山路为主。新世纪随着我国社会经济不断发展进步, 加强基础设施建设是今后一项十分重要的任务。随着高等级公路迅速发展, 有总长155km以上的公路隧道已经投入建设。但是, 由于隧道衬砌施工质量问题, 引起隧道工程在施工和运营阶段出现的各类病害严重影响了隧道的功能, 造成隐患, 危及行车安全。如何保证隧道施工质量, 特别是衬砌的质量, 确保在设计寿命周期内正常使用, 确保运输安全, 是设计和施工亟待解决的问题。如果设计和施工中采取一些合理技术措施进行预防和控制, 是完全可以减少隧道病害的发生、提高隧道衬砌施工质量的。

2 公路隧道混凝土衬砌常见的质量问题

隧道混凝土衬砌是重要的支护措施, 是隧道防水工程的最后一道防线, 也是隧道外观质量的直接体现者。隧道混凝土衬砌质量的好坏对隧道的长期稳定、使用功能的正常发挥以及外观美均有很大影响。

隧道混凝土衬砌常见的质量问题有:

(1) 衬砌混凝土开裂和和内部缺陷;

(2) 砌混凝土强度不够、衬砌厚度不满足设计要求;

(3) 钢筋锈蚀、衬砌背后空洞;

(4) 渗漏水。

3 公路隧道衬砌质量问题产生的原因

3.1 影响隧道衬砌质量的因素:

影响隧道衬砌质量的因素有开挖质量、原材料、混凝土品质、衬砌厚度、施工方法、工程设备、围岩条件等因素。其中起决定作用的因素是:

(1) 衬砌混凝土的质量;

(2) 衬砌混凝土厚度。

3.2 质量问题产生的原因

3.2.1 衬砌开裂、背后空洞、厚度不足的原因

(1) 光面爆破效果差, 喷射混凝土表面平整度不达标, 防水板挂设富余量不足

开挖时光爆效果差, 超欠挖现象严重, 而喷射混凝土施工时, 对欠挖部分一般不做处理, 导致喷射混凝土后该欠挖部位衬砌厚度不足;喷射混凝土平整度差, 超挖部分未补平, 防水板钢性大, 挂设预留富余量不足, 致使灌注混凝土时流体混凝土所产生侧压力不能使防水板处处紧贴喷射混凝土表面。因此, 在喷射混凝土同防水板间存有空隙或空洞。衬砌混凝土同喷射混凝土接触不紧密从而恶化了衬砌混凝土的受力条件, 衬砌混凝土承受局部应力, 易产生开裂、剥落。

(2) 混凝土施工工艺欠佳和控制不严

混凝土用水泥、粉煤灰品种选择不当;粗细骨料级配不合理、含泥量及有害物质超标;原材料计量不准确;混凝土运输浇筑时间长、振捣时间不够或漏振, 养护次数少、时间短等原因直接影响了混凝土的强度、抗渗、抗裂等性能指标, 混凝土品质下降是造成混凝土裂缝、剥落、渗漏的原因之一。

(3) 衬砌拱顶混凝土灌注不饱满

由于混凝土重力作用的影响, 拱顶混凝土难以灌注饱满, 容易造成拱顶上鼓, 衬砌内缘压裂、掉块的现象。

(4) 隧道沉降变形

由于地质、地层的变化, 隧道不可避免发生沉降变形, 沉降的不均匀性造成衬砌混凝土裂缝。

(5) 衬砌混凝土钢筋保护层厚度小

钢筋保护层设计时考虑的是主筋的净保护层, 而辅助钢筋往往被忽视, 施工时技术人员理解上存在一定差异, 有的认为设计保护层厚度为主筋中心至混凝土表面的距离, 致使钢筋保护层厚度偏小, 甚至出现露筋现象。随着时间的推移, 混凝土炭化深度逐步加深, 钢筋保护层失去作用, 导致钢筋锈蚀, 混凝土剥落。

3.2.2 地下水渗漏的原因

(1) 初期支护表面在防水板铺设之前未处理, 防水板撕裂、破损、接头粘接不牢固。

(2) 施工缝、沉降缝渗漏水。由于混凝土收缩变形, 施工缝、沉降缝处会出现裂缝, 设计时一般采用止水带防水。但是, 止水带的安装比较困难, 其位置、质量不易保证, 形成了渗漏水的薄弱环节。

(3) 混凝土品质、抗渗性能差, 收缩、受力等裂缝也是衬砌渗漏水的原因之一。

(4) 二衬混凝土背后排水管路不畅通, 地下水不能顺畅排出, 被封堵在二衬混凝土背后, 在水头压力作用下, 地下水势必沿着防水板及二衬混凝土的薄弱部位渗出。

4 衬砌质量控制的几点措施及建议

(1) 从开挖爆破环节入手, 断面开挖的质量, 将影响其后的各个工序, 如能在开挖阶段严格控制, 就能够降低其他工序的施工难度, 保证施工质量。

隧道开挖光面爆破技术已很成熟, 但由于认识上的不足或在成本、进度方面考虑过多, 光面爆破的效果多数不理想, 超欠挖的问题一直没有得到很好的解决。建议将光面爆破效果作为主控指标, 明确超挖标准。光面爆破效果的好坏是保证衬砌质量的基础, 施工过程中应重点关注。

(2) 从混凝土质量控制入手, 优化混凝土配合比, 改善混凝土施工工艺, 提高混凝土性能品质。提高混凝土性能品质应从混凝土原材料选择、配合比设计、拌和运输、浇筑四方面考虑。混凝土原材料选择时, 细骨料宜选用级配合理质地均匀坚固吸水率低、空隙率小的洁净天然河砂;粗骨料宜选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线膨胀系数小的洁净碎石:水泥宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥;矿物掺和料宜选用品质稳定的产品。水泥及掺和料各项指标均应满足规范中的相关规定, 混凝土拌和料用水宜采用洁净的饮用水, 其p H值、氯化物、硫酸盐、碱含量等各项指标均应满足混凝土拌和用水要求。在配合比选择时, 尽量降低水胶比和减少单方混凝土的胶凝材料用量, 掺加高性能多功能复合型外加剂, 采用多级配粗骨料, 混凝土坍落度在满足泵送技术条件下尽可能减小, 以最大限度提高混凝土设计性能。浇筑时杜绝衬砌混凝土不振捣的弊病, 除插入式振动器振捣外, 在台车上按一定间距安装附着式振动器加强振捣。混凝土入模前, 应采用专用设备测定混凝土的温度、坍落度、含气量水胶比及泌水率等各项指标, 符合配合比设计要求后方可入模浇筑。

(3) 从防水工程施工工艺入手, 着重优化防水板性能指标, 改变挂设工艺。改善防水板的材料性能, 在不降低其强度指标的前提下, 降低防水板的刚度, 增加柔性和断裂延伸率。将常用的复合型防水板改为分离式防水板, 挂设时, 分两次施作, 先钉挂土工布, 再粘挂防水卷材, 同时应该进接头焊接工艺和参数, 加强充气试验检查。这两项措施都可不同程度使防水板与围岩或喷射混凝土更密贴, 从而减少衬砌背后的空隙或空洞。

防水板铺设前, 对隧道初期支护喷射混凝土表面进行处理。切除锚杆头、钢筋头等坚硬物, 并用砂浆抹平。) 。

(4) 从混凝土施工工艺入手, 采用压力法灌注拱顶衬砌混凝土。如果在灌注拱顶混凝土时, 给混凝土加压, 使混凝土在有压状态下自动充满, 则可减少拱顶衬砌背后的空隙。比如在衬砌台车上拱顶部位设计安装与混凝土输送泵用管道相匹配的管道接口, 灌注时, 将输送泵的管道直接与其连接, 利用输送泵自有压力实现压力灌注。

施工缝、沉降缝必须严格按照设计、规范施工, 施工时, 在地层、地质变化处设置沉降缝, 止水带的安装位置要精确控制, 尤其是在第一次混凝土拆模后, 第二次灌注前应加强止水带的检查, 确保符合质量标准。

5 结束语

隧道衬砌防水作业指导书 第5篇

隧道衬砌防水作业指导书

施工单位： 监理单位： 业主单位： 编制日期：

编制： 复核：

中铁三局集团第二工程有限公司 北京路桥通国际工程咨询有限公司 陕西省交通建设集团公司 2014年7月11日

第一章 工程概况

本工程为国家高速公路包头至茂名线（G65）陕西境黄陵至延安公路扩能工程LJ-14标段，起讫里程为YK94+300、ZK94+350～K96+900，为新建双向六车道公路，设计速度100公里/小时。全线采用分离式路基，路基宽度16.75，横断面布置;左侧土路肩0.75m，左侧硬路肩1.0m，行车道为3×3.75m，硬路肩3.0m（含右侧路缘带0.5m），土路肩0.75m。

本合同段共有1座长隧道，为分离式隧道。中马岔隧道起点位于高哨乡中马岔村附近，穿越区洞室围岩主要是第三系粘土岩和风化性砂岩，终点位于高哨乡岳屯村附近。中马岔隧道左线2184 m，其中V级围岩2163 m，明洞21 m。隧道右线2185 m，其中V级围岩2143m，明洞42m。隧道两侧设两道电缆槽，边沟设于线路两侧；全隧共设车行横洞2个，人行横洞3个。隧址为黄土峁沟壑地貌，海拔高度约在1105-1350米，区内沟壑林立隧道顶部刺槐、灌木等植被发育。

隧道明洞段采用30cm粘土隔水层作为第一道防水线防止地表水渗漏，明洞衬砌外铺设三油两毡为第二道防水措施；暗洞隧道在初期支护和二次衬砌间敷设一层复合防水板（1.2mm厚EVA／ECB防水板+土工布），防水板敷设范围隧道拱顶至边墙下部引水管；施工缝采用背贴式止水带加S8V缓膨胀止水条防水，注意安装前务必保持二次衬砌干燥，并覆盖全部接缝长度；变形缝采用背贴式止水带+中埋式橡胶止水带复合使用，其主要技术指标及施工工艺详见相关技术标准。沿隧道环向间隔1米设置一个φ8的钢筋卡用来固定止水带。由于施工工艺的原因，二衬衬砌在纵向存在纵向施工缝，凡是在纵向施工缝处均需设置S8V缓膨胀止水条，设计中暂按3道考虑。

1、地形地貌

本项目地处陕西省西北部，属黄土梁峁沟壑地貌，该区域海拔约在1050～1300m，主要分布河流为洛河，区内沟壑林立，山体顶部刺槐、灌木等植被发育。

2、地质概况

洞室围岩主要第三系粘土岩、侏罗系中统强-中风化砂岩，粘土岩呈棕红色、坚硬状，含钙质结核，遇水、暴露易开裂崩解，具膨胀性；侏罗系砂岩产状近水平，裂隙发育，岩体较破碎呈裂隙块状结构。岩土体波速Vp=1.2～2.0km／s，围岩稳定性差，洞室开挖洞顶极易坍塌，处理不当会出现大的坍塌，侧壁经常出现小坍塌。地下水贫乏，开挖过程中可出现滴水、渗水现象。

3、水务特性

地表水主要为洛河，流向总体为由西向东。流域径流流量小，比降大。地表水主要受大气降水、基岩裂隙水及第四系松散堆积层孔隙水补给，遇大气降雨量较大时河水暴涨，水流湍急，冲刷破坏严重。

4、气象特性

本项目地处内陆，属暖温带半湿润半干旱大陆性气候区，早晚温差较大，年平均气温8.6～9.4℃，元月最冷，平均气温-5～-8℃，极端低温-22～-25.4℃；七月均气温21.4～24.8℃，极端高温36～39.7℃。项目区年平均降水量552.6～631毫米，春季干旱少雨，多大风扬沙；夏秋季温湿多雨，降雨量占全年的60%，且以暴雨、阵雨为主，历时短，降雨量大，易形成黄土滑坡、泥石流等自然灾害；冬季寒冷干燥、雨雪稀少，潮湿系数较小。最大冻深65cm。

第二章 作业指导书编制说明

一、编制说明

国家高速公路包头至茂名线（G65）陕西境黄陵至延安高速公路扩能工程LJ-14合同段中马岔隧道ZK94+495～ZK96+679，YK94+510～YK96+695;隧道全长4369m范围内的隧道开挖工程，对隧道开挖安全技术的完成及缺陷修复，达到交通部颁发的现行的交付验收标准，并办理交验为止的全过程。

二、编制依据

1、业主对建设项目的工期、进度要求和投资安排；

2、《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）；

3、《公路隧道施工技术细则》（JTG/T F60-2009）；

4、《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)；

5、《公路工程施工安全技术规程》（JTJ 076-95）；

6、本工程有关现行有效的技术标准、施工规范、规程和规则、施工质量验收标准等；

7、上场施工队伍的编制、技术水平、专业化程度、机械车辆配备、综合生产能力；

8、本企业能掌握的施工技术、施工工艺和积累的施工经验。

第三章 施工方法及措施

隧道工程安全专项作业指导书

1、工前危害辨识安全作业指导书

危害辨别安全作业流程图

1.1组建编制部门：

1.1.1 成立编制小组，由技术、安全、施工等部门组成。危险源调查

1.1.2 工前对施工中的危险源进行调查、辨识。1.2 编制要求 1.2.1 数据收集完毕后，开始编制。

1.2.2 危险源的辨识要包括整个施工环境和生活区域。1.2.3 编制时间包括施工准备，施工过程，施工结束。有时还要考虑周边环境的影响。

1.2.4 危险源辨识出来以后，我们再对每一项危险源进行评价。1.2.5 根据发生频率和危险程度，进行分类进行管理。1.2.6 对于辨识出来的中高度危险源，要制定相应的措施以及应急预案。

1.3 制定措施进行下发

1.3.1 根据风险程度制定相应的卡控措施。

1.3.2 制定完毕，下发危险源控制措施，一直交到作业层。1.3.3 作业班组根据制定措施进行规范作业 1.4 检查核实

1.4.1 在施工过程中，项目安全管理人员再针对这些措施进行安全检查，核实。

2、安全技术交底安全作业指导书

安全技术交底作业流程图

2.1 编制下发

2.1.1 在开工前由技术部门编制后向现场负责人，班组长，作业人员下达安全技术交底。

2.2 交底要求

2.2.1 安全技术交底要考虑全面，涵盖每一个工序的整个施工。2.2.2 在交底时，要把我们施工中的隐患防范措施进行详细讲解，使作业人员清楚自己的作业环境，存在哪些不安全因素，该怎样去减少和预防，从而控制事故的发生。

2.2.3 安全技术交底要切合实际，通俗易懂。

2.2.4 安质部们要保留施工人员的签名原件，以备后查。2.3 认真掌握

2.3.1 作业班组在收到安全技术交底后，仔细的阅读，牢记在施工中存在的安全隐患。

2.3.2 在施工中发现隐患后，要对身边的同事相互提醒。2.4 安全施工

2.4.1 作业班组在施工中严格按照安全技术交底进行作业。2.4.2 作业班组长要肩负起作业班组人员机械的安全，所以在施工过程中要起到监督作用。

2.4.3 作业班组在实际的施工中，要对安全技术交底和安全施工进行核对。

2.4.4 如果发现有实际出入的地方，要和安全人员、交底人员进行沟通，不能生搬硬套。

2.5 整改要求：

2.5.1 安全管理人员和施工管理人员，要在整个施工过程中，对安全技术交底的控制情况，给予核对检查。

2.5.2 在检查中发现问题后，下达整改通知书，要求整改。2.5.3 作业班组收到整改通知书以后，按照整改内容进行整改。2.5.4 作业班组经过整改后提出验收要求。

2.5.5 安质部门开始验收，如隐患排除，整改结束。还存在问题，又重复前一个循环。

3、施工场地安全作业指导书

场地处理安全作业流程图

3.1 施工特殊性

3.1.1 隧道施工由于它的特殊性（高湿，高危险，高扬尘等），所以应该重视场地的布置。

3.2 制定规划措施

3.2.1 项目部领导要组织技术、安全等部门要对施工场地进行查看，进行规划。

3.2.2 由技术部门绘制场地布置图，报项目部领导审核，执行。3.2.3 技术部门及时制定场地规划措施以便进行下发 3.2.4 在措施得制定中，要充分考虑到，水源排放，用电安全，环境保护等安全文明施工要求。

3.3 作业注意事项

3.3.1 并由洞门向外有一定的坡度，以便排除自然水。3.3.2 全面清除施工场地集土，乱石，填平凹陷处。3.3.3 施工场地保持干净、整洁、平整，场地无积水。3.3.4 洞门外场地，运输公路，生活驻地，办公地等地，均要进行混凝土硬化处理。最大限制的控制施工扬尘的产生。

3.3.5 在适当位置修建洗车池，以减少施工扬尘的产生。3.4 场地保护要求

3.4.1 为了尽量保持场地的整洁，确保安全文明施工，在施工场地禁止修建临时住房，和民工生活驻地。

3.4.2 禁止在施工现在焚烧垃圾，和其他物品。3.4.3 不得在施工场地竖立钢筋，用于晾晒衣物。3.5 材料堆码

3.5.1 材料的堆码应有专门的库房。

3.5.2 如果材料过多，需要在施工场地进行堆放的，要尽量堆放到运输车辆的公路两侧，不得影响行车。

3.5.3 零碎材料要堆放到场地外侧，有规格形状的对方打道路两侧，这样既美观又便于运输。

3.5.4 在场地上堆放材料后，要进行分类堆放，并设置维护。3.5.5 安全文明检查小组适时进行检查

4、火药库管理安全作业指导书

火药库安全管理流程图

4.1 首先选择火药库的修建地点。4.2 手续报批

4.2.1 收集材料，报公安机关审批后，按规定要求进行。4.2.2 在材料中要求说明库房地址，建库单位，库存量，控制措施，库管人员名单，入库以及领用制度等。

4.2.3 修建完成后通知公安机关进行验收。4.3 库房建立

4.3.1 火药库的修建场地要求相对独立。4.4 设置安全设施

4.4.1 库房里要安装温度红外报警器，上方安装避雷针。4.4.2 火药库和雷管库要分开建立，并保持安全距离。4.4.3 库管员是经过公安机关培训核发后的持证人员。每个库房设两套钥匙，由两名库管员分开保管。

4.4.4 库房内设防爆箱，所有未用药品和为用完药品要回收到箱内存放。

4.4.5 库房要进行封闭管理，24 小时安排人员进行看守。4.5 火工品管理

4.5.1 领料单上要有使用人、负责人、库管员签名，火工品才可以出库。

4.5.2 库管员要仔细核对上一次火工品的使用情况，并作好废旧火工品的存放工作，到相应部门实施销毁。

4.5.3 做好收发台账记录 4.6 安全检查

4.6.1 项目部安全员，安全小组要经常的对火药库库存，周边环境进行检查，做到不遗失，收发账目清楚。

5、隧道开挖安全作业指导书

隧道开挖安全作业流程图

5.1 施工前期调查

5.1.1 洞门开挖之前，要仔细查看隧道上方是否有民用建筑，电力设施和其它设备。

5.1.2 然后分析开挖和爆破时是否会影响到这些建筑和设备的稳定性、安全性。

5.1.3 如果有影响，必须提前进行拆迁和妥善处理以后才能施工。5.1.4 根据围岩情况还要考虑是否设置管棚，以确保隧道施工安全。

5.1.5 隧道开挖之前，要对隧道洞门的四周进行处理，清除洞门上方和四周的杂草，危石，并根据施工要求进行放坡。

5.1.6 放坡完成以后，在适当的位置开挖截水沟，以排除洞门上方水源，对洞门的冲刷，留下隐患。

5.1.7 当坡面清理完成以后，要挂网锚喷。5.2 施工准备

5.2.1 了解地质资料，包括岩石类别、节理状况、地下水情况等。施工放样，自上而下进行洞口段路堑及洞口仰坡的开挖，清除洞口山坡和开挖边坡上的危石，及时砌筑洞口临时，永久排水工程以及挡护工程，确保洞口段路堑及仰坡的稳定。

5.2.2 根据布眼设计和施组要求，准备钻眼机具、器材，对风、水、电供应检查、落实，保证钻眼作业的需要。

5.2.3 在炸药加工房内制作起爆药包。5.2.4 准备封口填堵泥土及器材。

5.2.5 根据施工技术放线，按照要求进行开挖。

5.2.6 洞门开挖不管是采用机械开挖和人工开挖，都要保持足够的安全距离，防止发生机械伤害事故。

5.3 开始施工

5.3.1 开挖人员到达工作地点时，应首先检查工作面是否处于安全状态，并检查支护是否牢固，顶板和两帮是否稳定。5.3.2 如有松动的石、土块或裂缝应先予以清除或支护。5.3.3 人工开挖土质隧道时，操作人员必须互相配合，并保持必要的安全操作距离。

5.3.4 站在碴堆上作业时，应注意碴堆的稳定，防止滑坍伤人。5.3.5 仰坡断面应自上而下开挖，一次将土石方工程做完，没有完工的要对开挖面进行覆盖。

5.3.6 开挖人员不得进行上下重叠作业，高于 2 米时，要注意防止跌落。

5.3.7 施工机具禁止在洞门处进行修理。

6、支架搭设安全指导书

工作流程图

6.1 材料选用

6.1.1 主要材料为钢管，施工前要检查材料的合格性，发现有破损，裂口的，要禁止使用。

6.1.2 要对钢管表面进行清理，以确保材料的正常使用和性能。6.2.支架搭设

6.2.1 在搭设过程中，要注意保持相互间的安全距离，配备劳动保护用品。6.2.2 首先清理场地，做到场地平整，结实，准备钢管下方的垫板。

6.2.3 脚手架的搭设由下往上逐层搭设。

6.2.4 在安装过程中，活动扳手尾部要用绳子系好，另一端再系在腰上，防止在操作的过程中工具掉落。

6.2.5 钢管在传送过程中，一定要拿稳，站人系好安全带，放置脚踏板，每层站人要错开，不能在一个工作面垂直站立。

6.2.6 当搭设离地高度超过了 3 米，必须设置横向、纵向连接杆，链接到固定、牢固物上、设置剪刀撑。以确保脚手架的稳固。

6.2.7 如果不采用传送，那可以选择用其他运输工具，少量可用绳吊的方式。禁止抛掷。

6.2.8 采用绳吊时，绳吊下方不得站人，必要时设专人瞭望。6.2.9 整过脚手搭设完毕后，有关人员要对脚手架进行验收，让后交付使用。由于是小型脚手架施工，验收可以使几个人查看方式，进行验收。

6.2.10 脚手架的搭设不得影响道路的通行，阻碍其他施工。6.2.11 如果有大型脚手架施工，还要经过验算，不过隧道工程一般没有大型脚手架工程。

6.3 脚手架拆除

6.3.1 施工完毕，要对脚手架及时进行拆除，尽量保证道路的通畅。

6.3.2 在拆除时，要采用从上往下的方式，禁止上面还没有拆完，下面又开始拆卸。

6.3.3 拆下的钢管，不能随手往下抛掷，要采用用绳系好后往下掉的方式进行拆卸。

6.3.4 剪刀撑的拆卸不能过早，要等横向主题钢管拆到剪刀撑的一半左右，可以拆除剪刀撑。

6.3.5 连接钢管的拆卸，也要等到主管拆完后，才可以拆掉平行连接钢管。

6.4 材料堆码

铁路隧道防止二次衬砌脱空 第6篇

摘要：随着经济社会的不断发展，交通行业得到了前所未有的进步，隧道在线路中占的比重逐渐增大，其在施工过程中的质量问题也越来越突出。文章介绍了隧道衬砌背后脱空治理的意义以及具体的检测办法，进行了成因分析和对脱空的处理，并结合工程实践经验从施工和施工管理角度提出了防治的具体措施，对现场施工减小二衬脱空具有十分重要的意义。

关键词：铁路隧道；二衬脱空；成因；防治措施

引言

近年来西部铁路建设突飞猛进，隧道施工进入了高速发展阶段。截止2015年，已通车运营铁路隧道达上万座，总长度约7000公里，在建的铁路隧道三千余座，长度约7000公里。随着铁路隧道的总延长不断增加，我国隧道已经进入高维修时期，在铁路隧道施工中存在的质量问题也逐步显露出来。其中二次衬砌背后脱空导致衬砌产生裂缝，给后期运营带来安全隐患，已成为较为严重的质量通病。

1.隧道二衬背后脱空治理意义

围岩、初支和衬砌之间依次较紧密接触是地下结构区别于地面结构的主要特征。对于新奥法施工、复合式衬砌的隧道，初支与围岩共同变形、共同承载，在Ⅱ、Ⅲ坚固地层中，二次衬砌约承受较大的围岩松散荷载，主要作为安全储备。但在Ⅳ、Ⅴ软弱围岩中，二次衬砌不再是一种单纯的安全储备，而是受力结构的一个主要组成部分，它承受着50%～70%围岩松散荷载及较大的后期围岩变形压力。隧道开挖完成后，围岩本身应力的释放是一个缓慢的过程，在围岩的收敛结束后、初支变形完全稳定之后才开始施做二衬，形成抗荷环来保证隧道的安全。但是目前的隧道施工现状，由于进度要求，初期支护往往只是起到一个临时的封闭作用，仅仅是保证连续向前开挖施工过程安全的作用。当围岩变形过大或初期支护变形不收敛，又难以及时补强时，需提前施做二衬来保证安全。但二衬混凝土在浇筑过程中常常受到多种因素的影响，在初支与衬砌之间形成空隙，改变了两者之间本应较紧密接触的受力状态，对结构承载力产生影响，从而减弱了其支护强度。

由于二衬承载着较大的围岩松散压力，隧道衬砌背后是否存在脱空将直接影响隧道的安全性能。若有脱空存在，则使围岩-初支体系施加于衬砌的荷载不连续，而出现变形增大或裂纹（裂缝）破坏。只是由于结构的设计承载能力余量和初支的过度承载，延迟和减缓了危害发生的时间和程度，鉴于此隧道二衬背后脱空防治就显得尤其重要。

2.隧道二衬背后脱空检测

隧道属于地下隐蔽工程，一旦建成存在的问题将很难发现和处理，故在每施工完一段里程后，对隧道衬砌质量进行检测很有必要，及时发现施工工艺缺陷，通过调整参数进行处理，最大限度的保证质量。对于衬砌背后脱空，检查的方法有钻孔检查法和无损检测法。

钻孔检查法：采用混凝土取芯钻机进行钻孔检查。属于传统的检验方法，特点是效率低，偶然性大，代表性差，而且破坏了衬砌的整体性。

无损检测法：地质雷达法。特点是连续、高效、无损，具有分辨率高、图像直观、对场地条件要求低等优点。与传统方法相比，该方法可快速准确地找出隧道衬砌质量隐患，有效地解决传统方法对衬砌的破坏问题，具有显著的社会效益和经济效益，在施工过程中得到普遍应用。

地质雷达（Ground Penetrating Radar）是利用高频电磁波在岩体传播中遇到地质界面产生反射的特性，探测异常地质体的一种方法。隧道二次衬砌的常见结构为30～45cm厚的素混凝土体，中心频率为1000MHz天线地质雷达GPR的可探测深度为0～50cm。二次衬砌的脱空，在图像上表现为雷达波的多次高频反射，三振相明显，两组信号时程差较大。

3.隧道二衬背后脱空成因

（1）光面爆破效果不好，造成隧道局部存在较深的凹坑，初支喷砼平整度达不到规范要求，防水板挂设后形成一个空腔，因防水板松弛度所限，在混凝土浇筑后形成空洞。

（2）防水板（含土工布）挂设未预留足够的松散系数，如果防水板（含土工布）绷得太緊，则不能紧贴初支基面，使泵送的混凝土不能穿过防水板流动到背后的空隙内而形成脱空。如果防水板（含土工布）挂设太松，在混凝土浇筑过程中会因受挤压形成褶皱，在褶皱之间留下空隙。

（3）端头模板封堵不密实，浇筑完成后在等强度过程中从接缝里漏浆、跑浆，使拱部混凝土下落，形成空洞。

（4）施工时对原材料质量控制不严，砂粒过细，施工配合比水灰比偏大、混合料坍落度过大，浇筑后混凝土收缩徐变，形成空洞。或隧道处于较陡纵坡上（20‰），浇筑后混凝土收缩徐变，在上坡端出现脱空。

（5）混凝土在浇筑过程中振捣不密实，内部存在气孔、空洞等，上部混凝土浇筑完成后在自重作用下下沉，在拱部造成空洞。

（6）拱部混凝土浇筑时，由于泵送压力或浇筑方式，致使拱顶位置浇筑不到位留下空洞。

（7）拆管过早、提前脱模。盲目追求施工进度，在混凝土未初凝前现场施工人员急于拆管，造成未自稳的混凝土掉落形成漏斗，或提前脱模，使低强度混凝土过量承载，导致衬砌开裂和下沉造成衬砌脱空。

（8）衬砌台车底座支撑不牢固。在现场施工过程中，台车多采用方木支垫行车轨道，由于衬砌台车附近较潮湿，方木容易糟烂，在混凝土浇筑过程中或浇筑后方木被压变形引起台车下沉，形成顶部衬砌空洞。

（9）主观上对二次衬砌存在着片面认识，认为围岩压力是由锚喷砼承受的，二次衬砌仅仅起到安全储备作用。错误的施工指导思想导致了施工马虎，造成二次衬砌部分脱空。

4.隧道二衬背后脱空的处理

4.1拱顶

检查拱顶预留注浆管：为避免衬砌脱空及方便处理，在浇注衬砌混凝土前，每隔5～8m在拱顶最高处紧贴防水板位置预埋通长纵向注浆管。用钢筋往返插入预留的钢管内，若插入顺利不受阻挡，证明注浆管未堵塞，否则堵塞，将堵塞的注浆管做好标识。沿纵向注浆管方向在距堵塞的注浆孔50cm处钻孔，安装φ20注浆管，砼孔口缝用胶密封，待胶凝结后方能注浆。

4.2边墙

打设回填注浆孔：拱顶回填注浆应纳入工序，在衬砌脱模前及时进行。注浆材料采用高结石率的水泥浆或微膨胀水泥浆，注浆压力应达到0.2mpa。注浆过程中发现吸浆量过大时应停止注浆，查明原因后采取处理措施。

在钻孔过程中，如有操作人员操作不当导致防水板被打穿，可采用扩孔修补的方法进行处理，即在打穿部位人工扩孔，扩孔范围半径不大于10cm，将防水板修补后采用挂模浇筑微膨胀混凝土封堵。

4.3注浆施工

注浆液拱腰部位采用水泥砂浆，拱顶脱空部位采用细石混凝土回填。在脱空位置下边缘处孔内注浆。注浆过程中，密切观察注浆流量、注浆压力及周围的衬砌情况。当脱空位置上边缘处孔内流出浆液立即用木塞封闭检并保持缓慢注浆，注浆终压力持压5分钟后即可结束，然后用速凝水泥进行堵孔，保证浆液不会顺着注浆管外侧流出。

注浆应在二衬强度达到100%后方可进行。注浆时衬砌表面如出现有渗漏水部位，可改用压注水泥-水玻璃或其他化学浆液进行注浆堵水。

4.4注浆效果及复查

注浆完成后，必须对注浆效果进行检查，以确保回填注浆的质量，对于不符合要求的地段必须进行补孔注浆。检查的方法有理论分析法和无损检测法。

分析法主要是对钻孔记录进行的统计分析，检查每孔是否达到注浆结束标准。

无损检测法：用地质雷达在注浆位置进行检测，检查背后有无空洞。

5.结束语

二衬背后脱空严重影响了隧道的二衬混凝土受力性能，造成了安全、质量隐患。施工前做好各种准备，施工中加强浇筑盯控，施工完成一定里程后（以300m～500m为宜）采用无损检测检查二衬混凝土背后脱空情况，并根据检测报告对空洞进行注浆处理。事前、过程控制有力，责任落实到人，以起到减小或消除衬砌脱空的作用。

参考文献：

[1]赵勇.中国铁路隧道建设规划与挑战，铁道部工程设计鉴定中心。2011年5月20日

公路隧道工程二次衬砌施工质量控制 第7篇

(1)施工放样。

隧道衬砌施工前必须对隧道中线、标高、断面尺寸、净空等进行复核，技术指标满足施工图设计规定。若衬砌类型因围岩发生变化而相应变化时，围岩较差的衬砌结构必须向围岩较好地段延长5m或按设计的要求办理。

立模前首先检查放线定位情况，根据隧道中线和标高及断面设计尺寸，测量确定衬砌立模位置。为保证衬砌不侵入建筑限界，须按设计要求预留误差和沉降量，一般将内轮廓尺寸扩大5cm，并注意曲线加宽。

(2)施工机具与材料。

对机具的质量控制： (1) 衬砌所用的拱架、墙架，宜采用定型的金属结构，式样简单、装折方便，模板表面光滑，接缝严密，不漏浆。 (2) 模板与支架应具有足够的强度、刚度和稳定性，能安全承受所浇混凝土的重力和侧压力及在施工中可能产生的各项荷载。模板表面应涂刷经监理工程师认可的脱模剂;应采用面积不小于1m2的模板。 (3) 对采用的整体移动模板台车或穿越式模板台车，模板厚度双车道不宜小于8mm，三车道不宜小于10 mm，模板应焊接为整体并平整圆顺，预留窗口必须平顺无错台;衬砌时配备混凝土泵车辅送泵浇注。 (4) 模板台车和拱架模板就位后，对位置、尺寸、方向、标高、坡度、稳定性等项目进行检查，模板接缝应整齐平顺。

要求： (1) 每排拱架应架设在垂直于隧道中线的竖直平面内，不得倾斜;对于曲线隧道，因曲线外弧长、内弧短，则应分段调整拱架方向和模板长度。 (2) 拱架应立于稳固的地基上，拱架下端一般焊接端头板，以增大支承面，减少下沉;当地基较弱时，应先用碎石垫平，用短枕木支垫，此枕木不得伸入混凝土中;模板台车走行轨道铺设应稳定，轨枕间距要适当，道床要振捣密实，必要时先施作隧道底板，防止下沉过大。 (3) 拱架的架设要牢固稳定，保证其不产生过量位移;拱架立好后，还应对稳定性进行检查。 (4) 挡头模板应同样安装稳固，不管采用什么形式，均应便于与岩壁之间的缝隙嵌堵严密，不得漏浆。 (5) 设有各种防水卷材、止水带时，应先行安装好，并注意保护防水板，不得损伤防水材料;后安止水带或止水条时，应在挡头模板上根据止水带或止水条的形状和位置安装模型条，以留出安装止水带或止水条的位置且结合密贴。 (6) 按图纸规定检查预留沟、槽、管洞或预埋构件。 (7) 模板台车、拱架进行试运转，必须备有电源、搅拌机等。

材料的质量控制： (1) 对地下水具有侵蚀性的地段，应根据工地水样化验结果，必须针对受蚀类型采用不同的抗侵蚀性混凝土。 (2) 各种材料 (水泥、砂、碎石) 均应符合规范要求，掺加剂质量与用量必须经试验确定。水泥标号不低于32.5号，重量偏差不得超过±2%，集料重量偏差不得超过±2%，水及加气剂重量偏差不得超过±2%。 (3) 衬砌混凝土抗渗标号不得低于S8，测定标准按GBJ 82-85规定执行。水灰比不应大于0.55，冬季施工时按有关冬季施工要求执行。配合比及材料均由监理工程师书面批准。

2. 二次衬砌施工中的质量控制

(1)混凝土浇筑施工。

要求： (1) 浇筑混凝土节段长度应根据围岩状况、施工方法和机具设备能力及设计沉降缝、伸缩缝和设备位置统一考虑、合理确定。 (2) 混凝土拌和后应尽快浇筑，浇筑时应使混凝土充满所有的角落并捣固充分;混凝土运送时应采用混凝土搅拌运输车，采用其他方法运送时，应确保混凝土在运送中不产生离析、损失及混入杂物。已经达到初凝的混凝土，不得搅拌后重新使用。 (3) 浇筑时检查振捣密实状况;必须分层水平两侧对称浇筑，每层不超过30cm，两侧同时或交替进行，加强边墙部位的振捣。 (4) 拌制混凝土的最短时间 (自全部材料装入时起至卸料时止) 符合表1规定。 (5) 二次衬砌的混凝土必须连续浇筑，不得不间断的时间不应大于表2的规定，否则应作施工缝处理。 (6) 当衬砌混凝土浇筑到拱部时，采用普通钢模板沿隧道纵向浇注，边浇注边铺封口模板，并进行人工振捣，最后堵头。采用模板台车泵送混凝土时可以简化封口，管口出口宜埋在混凝土面以下，并检查是否填满。当两衬砌相接时，在中央留5050cm的缺口待施工完成后再处理。

(2)拆模及养护。

要求： (1) 不承受外荷载的拱墙，混凝土强度应达到5.0MPa，或在拆模时混凝土表面和棱角不被损坏并能承受自重。 (2) 承受围岩压力较大的拱墙、封顶和封口的混凝土应达到设计强度。 (3) 承受围岩压力较小的拱墙，封顶和封口的水泥混凝土达到设计强度70%。拆模时严禁碰损边角。拆模后混凝土至少连续养护7d，掺有外加剂或有抗渗要求的混凝土不宜少于14d。养护用水的温度应与环境温度一致;寒冷时应做好衬砌的防寒保护措施。

(3)其他事项。

(1) 拱圈施工浇筑顺序应从两侧拱脚向拱顶对称进行，间歇及封顶的层面应成辐射状。 (2) 分段合拢的拱圈宜选在围岩较好处;与辅助坑道交汇处的拱圈应置于坑道两侧基岩上。 (3) 先拱后墙法施工时，边墙混凝土应尽早浇筑，以避免对拱圈产生不良影响，墙顶刹尖混凝土应捣实并进行检查。 (4) 施工中须按设计要求预留注浆孔。每次衬砌完成后下次衬砌前及时检查。 (5) 采用衬砌台车衬砌时，注意检查台车模板的局部变形，尤为要注意施工缝处。拱架模板翘曲变形的严禁使用;对施工缝处的错缝采取措施，减少到最小或消除。

单位:s

注: (1) 拌和量不应超过搅拌机容量的10%; (2) 掺和减水剂、加气剂等时, 宜延长拌和时间。

单位:s

注:在继续浇筑新混凝土前，先凿除已硬化的前层混凝土表面上的松软层和水泥砂浆薄膜，并将表面凿毛，用压力水冲洗干净。

3. 二次衬砌质量标准及资料控制

(1)质量标准。

(1) 混凝土表面密实，任一延米的隧道面积中，蜂窝麻面面积不超过0.5%，深度不超过10mm。 (2) 衬砌施工段之间不得有错台，结构轮廓线直顺美观。 (3) 衬砌实测，要求见表3。

(2)内业资料。

(1) 原材料合格证及检验报告。 (2) 初期支护和防水板铺设验收报告。 (3) 施工质量自检报告。 (4) 施工记录。施工记录内容：净空尺寸、衬砌方式、模板检查、混凝土配合比检查、结构尺寸、预埋件位置、洞室距开挖面的距离、平整度、强度等。要求必须真实、准确记录衬砌施工情况，及时反馈信息。

4. 结语

以上探讨了隧道施工中的各项工程质量控制要求，但对于具体的预防和改善需要在工程实践中多观察、多比较，对于出现的问题多分析、多总结，结合多种预防处理措施，才能起到好的作用。

摘要：公路隧道工程的衬砌施工是技术含量较高的工序之一, 是主要的质量控制点。做好二次衬砌的施工质量控制, 特别是做到混凝土密实、平整、无错台、圆顺光洁, 对提高隧道整体质量和安全, 保证通车顺畅, 降低后期养护费用支出等, 将起到重要作用。

关键词：公路隧道工程,二次衬砌,施工,质量控制

参考文献

[1]姜伟.莲花山隧道二次衬砌施工的质量控制[J].华南港工, 2003 (3) .

[2]李红涛, 刘荣平.隧道二次衬砌施工的工程质量控制[J].山西建筑, 2008, 34 (27) .

公路隧道衬砌 第8篇

1 混凝土施工条件方面

施工前应制订切实可行的组织措施,并严格执行技术标准和规范,科学组织、合理安排、严格管理,确保混凝土衬砌做到以下几点:顶部不空、底部不软、边墙无蜂窝麻面和水泡纹线,实现质量目标。

1)提高钻眼技术水平,优化钻爆参数,提高光面爆破效果,加强隧道开挖断面检测,严格控制超欠挖,为衬砌施工创造良好的条件。隧道开挖成型差,衬砌混凝土厚度严重不均匀,欠挖和超挖,支护侵入衬砌限界,造成衬砌混凝土厚度不足,个别隧道衬砌混凝土背后存有脱空现象。2)做好监控量测工作,根据监控成果确定二次衬砌的施工时间,增大安全可靠性。二次衬砌施作时间,应在围岩和初期支护变形基本稳定时进行。当围岩变形较大、流变特性明显,需提前进行二次衬砌时,必须对初期支护或衬砌结构进行加强,避免二次衬砌承受围岩压力超设计荷载。3)仰拱铺底超前,先灌注仰拱及边墙基础,后灌注墙拱混凝土。4)立模前再次检查断面和中线水平、防水板安装质量、渗漏水情况,并清除基底积水、松渣及杂物。衬砌时台车定位要准确,锁定要牢固,接头密贴上一次衬砌面,保持衔接和衬砌轮廓的准确。5)准确安装拱顶排气管,确保封顶时不出现空洞。模板台车自由方向封堵时,要预留好拱顶处的泵管和排气位置,并设立观察窗口,以利于随时检查混凝土在拱顶的灌注情况;同时做好灌注结束后封堵的材料准备。

2 原材料质量控制及配比优化方面

事前应加强计量,做好监理工作,压力机、拌和楼电子计量仪表应定期请有关计量部门校检,出具合格证明,确保可信度。拌和楼水箱应定期自校,做好记录。水泥、粉煤灰、外加剂计量误差应小于±1%,砂、石计量误差应小于±2%。

1)水泥。施工现场多使用普通硅酸盐水泥,但应尽量减小单位水泥用量。不同品牌、不同规格、不同批次的水泥不能混用。2)碎石。根据泵送管路的内径,尽可能选用较大粒径的碎石。严格控制含泥量不大于1%,针、片状物含量不大于15%,粒径以5 mm～31.5 mm为宜,最大不超过40 mm。3)砂。采用级配良好的中砂,细度模数应为3.0～2.3,粒径小于0.315 mm的颗粒含量所占比例宜为15%～20%,严格控制含泥量在3%以内。为方便混凝土的泵送和浇筑,砂率取35%～45%。这样,可较好地改善混凝土和易性,利于泵送,减小混凝土表面出现缺陷的可能,提高强度,同时可减少机管磨耗。4)水。最好选用饮用水,pH值应大于4。水灰比越大,混凝土的干燥收缩越大。严格控制泵送混凝土的用水量是减少裂缝的根本措施。施工中水灰比在0.45～0.55之间,混凝土入泵坍落度应控制在(12±2)cm。5)掺合料。推广掺加粉煤灰和膨胀剂的双掺技术,等量替代水泥,以减少水泥用量。对强度等级C25以下的混凝土,粉煤灰掺量一般为水泥用量的10%～15%,膨胀剂掺量为水泥用量的8%～12%,具体掺量需经试验确定。a.粉煤灰比表面积小,需水量低,不仅能有效降低混凝土的干燥收缩值,还可以改善混凝土的流动性、粘聚性和保水性。在水泥中掺入原状或磨细的粉煤灰后,可以降低混凝土中水泥的水化热,推迟水化热峰值的出现,减少绝热条件下的温升,有利于控制温度裂缝的产生。同时能改善混凝土的和易性,提高混凝土自防水能力和抗渗标号。b.掺加适量的膨胀剂可以补偿混凝土的收缩,增加密实度,提高混凝土防渗抗裂能力。6)外加剂。高效减水剂能够有效减少拌合用水,降低水化热,延缓水化热释放速度,从而减少温度裂缝,但掺量过多,会引起混凝土的膨胀和开裂。施工时必须慎重选择外加剂的品种和掺量。

3 严格混凝土施工工艺

1)混凝土的拌和。a.严格按施工配料单计量,定期检查校正计量装置。加强砂石料含水率检测,及时调整拌和用水量。b.控制混凝土的入模温度。夏季施工时,当气温高于32 ℃时,砂石料、搅拌机应搭设遮阳棚,用冷水冲洗碎石降温。尽量安排在夜间浇筑混凝土。2)混凝土的灌注。a.混凝土在运输和泵送过程中严禁加水。b.分层分窗浇筑,要充分利用台车上、中、下三层开窗,分层浇筑混凝土,落差应小于2 m为宜。在出料管前端加接3 m～5 m同径软管,并需伸入窗口使管口向下,避免水平对岩面泵送,这一点应特别注意,因浇筑高度过高、不分层、直接对岩面泵送,使得混凝土经岩面—钢模之间多次反弹后,极易造成物料分离,粗骨料下沉,液上浮,从而造成墙角混凝土表面产生蜂窝、麻面。适当放慢灌注速度,两侧边墙对称分层灌注,到墙、拱交界处停1 h～1.5 h,待边墙混凝土下沉稳定后,再灌注拱部混凝土。转窗时应两侧交叉进混凝土,防止偏压使模板变形。灌注下层混凝土时,应将台车中层窗口开启,以利排气;同时,灌注中层混凝土时,应将台车顶层窗口开启,以利排气。c.混凝土灌注过程中必须振捣,以提高混凝土的密实度和均质性,减少内部微裂缝和气孔,以提高抗裂性。3)混凝土的脱模、养护。a.混凝土拆模时的强度必须符合设计或规范要求,严禁未经试验人员同意提前脱模,脱模时不得损伤混凝土。严禁使用废旧机油代替脱模剂,倡导优选脱模剂。b.传统的混凝土洒水养护方法,增加了隧道内的文明施工难度,而且洒水也不均匀,使混凝土早期强度得不到保证。建议使用喷涂混凝土养护液的方法进行养护。c.夏季施工时砂、石料应采取降温措施;冬季施工采取保温措施。d.拆模后、立模前要认真清除模板台车上锈迹和残留混凝土及其他异物,用喷涂方法均匀喷涂脱模剂,必要时应进行补喷。应在试验的基础上选用性能稳定的脱模剂,从而防止混凝土表面拉坏、起皮。严禁使用废旧机油代替脱模剂,以避免混凝土表面出现油污,颜色不均匀等现象。e.应定期通过现场同条件养护或钻芯取样试验,确定混凝土在12 h,16 h,20 h,24 h时的抗压强度,保证脱模时有足够的抗压强度(>5 MPa)及抗拉强度(>0.5 MPa～1.0 MPa)。以防止脱模时拉脱混凝土拌合物外表面,造成缺陷。

4加强施工管理,力求施工过程各环节精细化

对管理、技术、质检、拌和、运输、立模、灌注等人员的岗位培训,建立严格的责任制及奖惩制度,实行三级检查签认制度,精细化管理到每个人、每个生产环节。有条件可配备相应的无损检测仪器。

5结语

经过对个别工点调查后分析我们发现:其中“麻面”占总缺陷的60%～70%(特点:暴露面粗糙不平,形状不规则,可触及砂、石骨料,大小不均,成片、成线分布);“水泡”约占20%～30%(特点:多扁圆形,暴露面光滑平整,外大内小,分布不均,其直径多大于5 mm);“气泡”约占5%～15%(特点:多为圆形,直径较小,一般小于5 mm,外小内大,对外观无碍,属混凝土正常现象)。“麻面”和“水泡”造成混凝土外表不美观,应引起重视,采取严格工艺配比、加强振捣等综合措施,加以改进。

参考文献

公路隧道衬砌 第9篇

经分析研究, 导致这些衬砌表面质量缺陷有以下几点:人、工艺材、机, 工艺流程等因素。

1) 表面油污是因为衬砌台车面板上涂刷脱模剂不均匀, 脱模剂质量差, 或使用废机油代替脱模剂, 拆模后均会产生衬砌表面油污现象。

2) 衬砌环向接缝错台的因素很多, 出现的情况主要有:首先, 台车加工时前后断面尺寸不一致, 使用和移动台车产生变形, 前、后端头搭接处不能完全重合出现错台。其次, 台车刚度不足, 在荷载作用下出现台车面板向内沉陷变形, 存在接缝错台。再次, 曲线隧道, 衬砌台车尺寸较长出现错台, 最后, 台车定位搭接过长, 因曲线外侧支顶, 内侧有缝隙, 接缝不严实, 漏浆出现错台, 第四, 小边墙浇筑时定位不准或混凝土跑模 (主要表现在胀模) , 致使台车下边缘不能与小边墙完全贴合而形成错胎。

3) 气泡产生的原因有:塌落度超标, 没有进行严格的分层浇筑, 分层振捣, 振捣器功率偏小, 混凝土外加剂添加不合理, 或者一次浇筑厚度太厚, 导致混凝土中的气体没有及时排出, 气泡聚集在二衬台车模板表面, 产生气泡。

4) 泛砂产生的原因有:混凝土表面收活的时间不到位, 拆模时间较早, 混凝土含砂率偏大, 砂子太细, 混凝土养护不当, 拆模后过早、过度浇水冲刷, 或者缺乏养护, 如果是冬季不及时采取保温措施混凝土表面受冻, 导致衬砌混凝土表面出现泛砂和麻面的外观质量缺陷。

2 预防措施

2.1 脱模剂的使用

选择质量稳定的专用脱模剂, 严格检验脱模剂的质量, 在安装定位衬砌台车时将台车面板彻底打磨光滑干净, 采用专用喷涂机具进行喷涂, 根据喷涂效果采用多次补喷的方法进行, 喷涂结束后及时定位台车浇筑混凝土, 避免灰尘、杂物等对模板表面喷涂层的污染。

2.2 对于错台的预防措施

施工衬砌之前, 将所有的支撑丝杠全部紧固到位, 保证台车整体受力。台车就位前, 将混凝土与台车搭接部位表面彻底清理干净, 使台车与混凝土表面尽量紧贴;加强台车支撑, 即在原设计台车两端各增加支撑丝杠或液压油缸4~6个, 使每端的支撑总数达到12~14个, 同时加强搭接部位支撑, 要求支撑紧密;检查台车前后断面尺寸, 及时消除制造误差;中线位置要求准确设定, 使台车中线与隧道中线尽量保持一致;放慢台车底部高3m处的混凝土灌注速度并控制混凝土塌落度在14cm以内。避免台车下面过往机械设备对台车的碰撞而造成台车错位出现衬砌混凝土错台。

2.3 外加剂的选择

加剂混凝土所用水泥, 要检验外加剂与水泥的适应性, 符合要求方可使用。掺外加剂混凝土所用材料如水泥、砂、石、掺合料、外加剂均应符合国家现行的有关的规定。试配混凝土时, 检测条件应与施工条件相同, 当工程所用原材料或混凝土性能要求发生变化时, 应再进行试配试验。不同品种外加剂复合使用时, 应注意其相容性及对混凝土性能的影响, 使用前应进行试验, 满足要求方可使用。

2.4 对施工配合比的要求

严格按照试验配合比及施工配合比拌制混凝土, 做到计量准确, 严格控制水的用量, 每盘检验混凝土塌落度, 根据现场情况适当延长混凝土的搅拌时间, 使混凝土的和易性达到理想的要求。

2.5 运输

混凝土运输采用专用混凝土运输罐车, 在运输过程中连续转动, 在运输途中尽量缩短运输时间。尽量避免长距离运输混凝土, 如果条件受限需长距离运输, 宜加缓凝剂。

2.6 杜绝在罐车和输送泵中加水

水灰比是混凝土质量控制的重要指标, 塌落度大是导致衬砌混凝土表面产生蜂窝麻面、气泡等外观质量通病的重要因素。所有要在混凝土运输过程中严禁在拌和站外加水, 如确需加水, 需经试验人员确定后, 作好记录, 同时加水、水泥, 保证水灰比不改变, 保证拌制混凝土的质量。

2.7 混凝土的振捣

混凝土浇筑应连续进行, 振捣使用插入式振捣器和二衬台车上安装的附着式平板振捣器相结合的方法进行, 拱脚以上2米主要从台车预留窗口采用插入式振捣器进行振捣, 振捣方式可以垂直于砼面插入振捣棒, 或与砼面成40~50倾角斜向插入振捣棒, 振捣棒的使用要“快插慢拔”, 每一个插点振捣时间以20~30S为宜, 为保证二衬混凝土质量最好采用复振措施。

2.8 掌握合适的拆模时间

定期通过现场同条件养护试件强度检查, 确定混凝土在24小时内的强度, 根据相关规范要求进行拆除模板施工。尽量避免二衬混凝土表面在拆模造成混凝土外观的质量缺陷。

2.9 参与施工人员的技术水平和责任心与混凝土表面质量

安排工作责任心强, 操作熟练的振捣人员固定振捣施工, 能够识别捣固的程度, 根据不同坍落度掌握振捣程度。

3 结论

杜绝质量不合格的脱模剂, 采用质量可靠的专用混凝土脱模剂, 严格控制脱模剂的喷涂质量。及时进行同条件混凝土试块的质量检测, 控制好混凝土浇筑过程中的速度, 避免脱模剂受混凝土浇筑时的冲刷, 使得隧道二衬混凝土表面出现颜色不一致, 有水印等外观质量缺陷存在。混凝土再拌制过程中严格按照设计的配合比进行生产, 加强混凝土再各个环节上的质量控制和检测, 把好每一道施工过程控制, 在台车移出后及时对混凝土进行养护, 设计精确的二衬混凝土浇筑台车, 在隧道二衬台车加工过程中严格控制质量, 是保证公路隧道二次衬砌混凝土外观质量的关键抓手。

参考文献

公路隧道衬砌 第10篇

1 公路隧道工程中衬砌裂损的病害检测

公路隧道工程中衬砌裂损的病害检测是一项系统性的工作, 这主要体现在渗漏水病害检测、结构性病害检测、基底类病害检测、混凝土病害检测等内容。以下从几个方面出发, 对公路隧道工程中衬砌裂损的病害检测进行了分析。

1.1 渗漏水病害检测

众所周知在公路工程隧道的运营过程中渗漏水是其中较为普遍的病害, 因此对于其进行的检测也是相对较为普遍的检测之一。除此之外, 在渗漏水病害检测的过程中工作人员应当注重衬砌腐蚀、钢轨锈蚀、轨枕腐烂、路基翻浆冒泥等情况的严重程度进行分析和判定, 并且以此为基础来确定检测内容和强度。另外, 在渗漏水病害检测的过程中工作人员应当对于造成隧道衬砌裂损的主要原因有着深刻的了解, 从而能够促进其病害检测效率和精确性的有效提升。

1.2 结构性病害检测

通常来说隧道衬砌的结构性病害往往包括了衬砌裂损、衬砌变形等内容。这较为集中的体现在了隧道衬砌的各类裂缝、勾缝脱落、压溃、错台、断面变形或缩小等问题上。因此这意味着在对其进行检测的过程中工作人员应当首先考虑到地质问题的影响。除此之外, 在结构性病害检测的过程中工作人员还应当对于周边地质结构压力的实际情况进行细致的检测。另外, 在结构性病害检测的过程中工作人员应当注重考虑到地形可能会带来的影响, 从而能够促进结构性病害检测做到真正的的有的放矢。

1.3 基底类病害检测

基底类病害检测对于公路隧道工程中衬砌裂损病害检测的影响是显而易见的。在基底类病害检测的过中由于公路工程隧道往往会受到地下水作用的影响, 这进一步会导致衬砌周围出现空洞等约束不均匀, 最终往往造成较为严重的衬砌开裂问题。因此这意味着在对其进行检测的过程中工作人员应当首先考虑到衬砌结构形式可能会造成的影响。即由于衬砌计算时的假定与实际受力状态有一定差异, 因此当其存在的差异较大时往往会引起衬砌开裂。另外, 在基底类病害检测的过程中工作人员还应当对于施工方法与施工质量可能造成的影响进行细致的检测, 这可以有效的减少列车的振动以及其他问题对于衬砌强度所造成的影响。

1.4 混凝土病害检测

混凝土病害检测在本质上属于和前面不同类型的其它病害之一。但是需要注意的是, 这一病害也会在很大程度上危及到公路工程隧道的运行安全。除此之外, 在混凝土病害检测的过程中工作过人员应当对于混凝土的配合比、材料的具体质量、混凝土搅拌时间、混凝土具体热量等因素进行细致的检测, 从而若能够对于病害种类丰富, 病因复杂多样的衬砌裂损进行更加高效的应对。

2 公路隧道工程中衬砌裂损的应对措施

公路隧道工程中衬砌裂损的应对措施包括了诸多内容, 其主要内容包括了进行注浆防水、凿缝填充堵漏、采取内贴式治理、提升隧道稳定性、优化注浆加固等内容。以下从几个方面出发, 对公路隧道工程中衬砌裂损的应对措施进行了分析。

2.1 进行注浆防水

进行注浆防水是公路隧道工程中衬砌裂损的应对的基础和前提。在进行注浆防水的过程中工作人员应当注重整治技术及新材料的合理应用。除此之外, 在进行注浆防水的过程中工作人员应当注重衬对于由衬砌壁后围岩疏松、空洞、集水而造成的严重裂损进行相应的注浆防水工作。另外, 在进行注浆防水的过程中工作人员应当注重在衬砌壁后围岩有疏松或空洞漏水部位, 布置间距为2~4m的注浆孔, 从而能够在此基础上促进公路隧道工程中衬砌裂损的应对水平的有效提升。

2.2 凿缝填充堵漏

凿缝填充堵漏对于公路隧道工程中衬砌裂损的应对的重要性是不言而喻的。在凿缝填充堵漏的过程中工作人员应当注重采用凿缝填充堵漏措施。除此之外, 在凿缝填充堵漏的过程中工作人员应当注重先凿除裂缝周围的腐蚀、松散混凝土, 并用堵漏剂填塞, 以达到治水和修补的双重效果。另外, 在凿缝填充堵漏的过程中工作人员应当注重用钢钎或手持式砼切割机在漏水点周围进行一次填满压实, 从而能够在此基础上促进公路隧道工程中衬砌裂损的应对效率的持续提升。

2.3 采取内贴式治理

采取内贴式治理是公路隧道工程中衬砌裂损的应对的核心内容之一。在采取内贴式治理的过程中工作人员应当首先将其用高压水冲洗干净然后再捏成合适形状并迅速填入U型槽内。除此之外, 在采取内贴式治理的过程中当遇到长裂缝需分段封堵时工作人员应当注重要成反八字形相接。另外, 在采取内贴式治理的过程中工作人员应当注重对拱部衬砌表面进行清理:用钢丝刷和高压水将衬砌表面的灰尘、油污、泛碱、浮浆、松动碎块等杂物清除干净, 最终能够在此基础上促进公路隧道工程中衬砌裂损的应对可靠性的不断进步。

2.4 提升隧道稳定性

提升隧道稳定性是公路隧道工程中衬砌裂损的应对的重中之重。在提升隧道稳定性的过程中共人员应当首先注重改善围岩及结构的力学性能并且在这一过程中控制围岩体结构变形的发展。除此之外, 在提升隧道稳定性的过程中工作人员应当注重保证隧道体的稳定性, 并且对于具有严重裂损或变形隧道体, 工作人员应当注重采取以自钻式或半自钻式锚管等方式来对其进行完善。另外, 在提升隧道稳定性的过程中施工人员应当注重高从效果、可操作性、经济性等方面来考虑稳定性措施, 最终能够在此基础上促进公路隧道工程中衬砌裂损的应对精确性的日益进步。

2.5 优化注浆加固

优化注浆加固是公路隧道工程中衬砌裂损的应对的关键环节。在优化注浆加固的过程中工作人员应当深刻的理解到注浆加固是整治隧道病害的基本对策。除此之外, 在优化注浆加固的过程中施工人员应当注重在工作中多结合防水注浆进行并且在衬砌加固方面通过对于传统整治手段进行革新来提升其加固效率。另外, 在优化注浆加固的过程中工作人员在对于一般性的衬砌裂损时, 如果隧道内净空限制严格、管线设备较多、整治外观要求较高则工作人员可采用衬砌内表面粘贴碳纤维板或钢板加固方法, 以承担衬砌内面所受的拉伸应力, 从而能够在此基础上促进公路隧道工程中衬砌裂损的应对科学性性的逐渐进步。

3 结束语

随着我国国民经济整体水平的持续进步和交通体系发展速度的持续加快, 公路隧道工程中衬砌裂损的病害检测与应对措施得到了越来越多的重视。因此公路工程工作人员应当对于公路隧道工程中衬砌裂损的病害检测有着清晰的了解, 并且通过应对措施的有效应用来促进我国公路隧道工程整体水平的有效提升。

参考文献

[1]郑阳焱.公路隧道衬砌裂损机理及结构安全性评价研究[D].中南大学, 2014.

[2]宋瑞刚, 张顶立, 伍冬, 李鹏飞.隧道衬砌结构裂损机理及定量评估[D].北京交通大学学报, 2010.

隧道衬砌混凝土裂缝的成因与防治 第11篇

关键词：隧道衬砌 混凝土裂缝 原因分析 防治措施

在隧道施工过程中，对于衬砌混凝土需要制定科学的工程技术措施，进而对混凝土中裂缝的数量和宽度进行控制。通常情况下，一般采用整体式钢模板台车、泵送混凝土施工工艺对隧道二次衬砌进行施工。但是，在混凝土硬化过程中产生的裂缝，一方面影响了美观，另一方面给工程质量留下隐患。本文通过对裂缝产生的原因进行研究分析，同时提出相应的预防措施，并且对常见的裂缝治理方法进行阐述。

1 裂缝的类型

在对隧道衬砌进行施工的过程中，通常情况下，常见的混凝土裂缝主要包括：温度裂缝、干缩裂缝、变形裂缝，以及由于处理施工缝不当，进而在一定程度上造成的接茬缝等。

2 裂缝形成的原因

通常情况下，很多因素都会造成混凝土产生裂缝，下面我们进行一下分析。

2.1 设计不精心，监理不到位 受多方面原因的影响和制约，勘察设计单位对地质勘探工作无法深入地展开，进而评价隧道围岩类别、设计支护结构等缺乏科学依据，进而导致设计不准确。由于自身管理和专业技术水平的欠缺，个别建设单位，监理单位的工作不到位，不能很好的履行监督职能。

2.2 施工不规范 ①对于二次衬砌的施作时间通常情况下通过经验进行确定，没有进行相应的监控量测工作，缺乏安全可靠性，进而在一定程度上导致设计的二次衬砌荷载超过围岩的承受压力。②开挖隧道的过程中，隧道成型差，进而导致衬砌混凝土厚度不均匀；在进行欠挖或初期支护过程中，进一步侵入衬砌限界，进而在一定程度上出现衬砌混凝土厚度不足，使得个别隧道衬砌混凝土背后出现脱空现象。③生产混凝土的过程中，计量原材料存在较大的误差，对于施工的用水量没有根据砂、石料的实际含水率进行相应的调整，进而在一定程度上增大了混凝土的水灰比，在掺加外加剂的过程中，具有很大的随意性。在混凝土运输及泵送过程中，加水现象也普遍存在。④在施工过程中，采用整体式钢模板台车，浇筑混凝土时，不振捣或漏振的现象普遍存在，进一步导致混凝土均质性较差。⑤脱模时间随意提前，盲目追求施工进度，在一定程度上使低强度混凝土承受过量的荷载，导致混凝土的结构遭到破坏。混凝土脱模后，没有进行相应的潮湿养护。⑥冬期施工时采取的防寒保温措施不力。进行夏季施工时，露天堆放砂、石料等，同时没有采取必要的降温措施，进而增加了混凝土的入模温度。

2.3 原材料质量差、配合比设计不合理。

3 针对混凝土典型裂缝的预防

3.1 温度裂缝的预防 温度裂缝的预防措施如下：①尽量选用如矿渣水泥、粉煤灰水泥等低热或中热水泥。②将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下，减少水泥用量。③掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，改善骨料级配，降低水化热。④降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。⑤改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺，降低混凝土的浇筑温度。⑥为改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间，在混凝土中掺加一定量的具有增塑、减水、缓凝等作用的外加剂。⑦预留温度收缩缝。⑧为将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内，在混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料。

3.2 干缩裂缝的预防 混凝土干缩裂缝主要和混凝土的水灰比、水泥的用量、水泥的成分、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。

预防措施如下：①水灰比越大，干缩越大，混凝土的干缩受水灰比的影响较大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。②选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。③混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量，严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比。④混凝土的早期养护应加强，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。⑤在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

3.3 荷载变形裂缝的预防 荷载变形裂缝预防措施如下：①应对松软地基在上部结构施工前进行必要的加固。②保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。③地基在混凝土浇灌过程中防止被水浸泡。④要注意拆模的先后次序，且模板拆除的时间不能太早。

4 其他预防措施

4.1 提高设计精度 为设计提供详尽的工程地质、水文地质勘探资料，加强工程前期地质工作，提高设计的质量。

4.2 原材料控制 ①水泥。不同品牌、不同规格、不同批次的水泥不能混用。应尽量减少单位水泥用量，施工现场多使用普通硅酸盐水泥。②碎石。根据泵送管路内径的实际情况，通常情况下可以选择粒径较大的碎石。同时含泥量严格控制在1%，对于针、片状物的含量控制在15%，粒径控制在5～31.5mm，最大不超过40mm。③砂。级配良好的中砂是首选，严格控制含泥量在3%以内。④水。最好选用饮用水。⑤掺合料。通过掺加粉煤灰和膨胀剂的双掺技术，进而在一定程度上减少水泥的用量，同时对水泥进行等量替代。⑥外加剂。通常情况下，水化热通过高效减水剂能够进行降低，拌合用水能够有效地减少，水化热释放速度能够延缓，进而在一定程度上减少温度裂缝。

4.3 混凝土施工工艺控制 ①对钻爆参数进行优化，提高钻眼开挖技术水平和光面爆破效果，进而在一定程度上对超欠挖进行严格的控制，对隧道开挖断面加强检测，进而为衬砌施工创造条件。②二次衬砌施工通常情况下，在围岩和初期支护变形基本稳定时进行。③混凝土的拌合。a对计量装置进行定期的检查和校正，按照施工配料单进行计量。对砂石料含水率加强检测，同时对拌合用水量进行及时的调整。b对混凝土的入模温度进行严格的控制。④灌注混凝土。a在运输和泵送混凝土过程中，严禁对混凝土进行加水。b灌注速度要适当放慢，对称分层灌注两侧边墙，通常情况下，在墙、拱交界处停1h～1.5h，待边墙混凝土下沉稳定后，再灌注拱部混凝土。c为减少内部微裂缝和气孔，提高混凝土的密实度和均质性，提高抗裂性，混凝土灌注过程中必须振捣。⑤混凝土的脱模、养护。a严禁未经试验人员同意提前脱模，混凝土拆模时的强度必须符合设计或规范要求，不得损伤混凝土。b运用传统的混凝土洒水养护方法，不能保证混凝土早期强度。建议使用喷涂混凝土养护液的方法进行养护。

5 混凝土裂缝的治理

5.1 作为多组材料组成的脆性材料，混凝土裂缝是客观存在的。施工单位应避免或减少混凝土裂缝的产生，加强衬砌混凝土的施工管理。

5.2 对细微裂缝的治理 隧道衬砌混凝土表面常出现一些没有扩展性的细微裂缝，这种裂缝是稳定的，一般可自愈，不会影响结构的使用和耐久性。可先清洗干净裂缝表面，然后涂刷环氧树脂浆液二至三遍，最后用刮抹料、调色料处理混凝土表面，使其颜色与周围衬砌混凝土颜色一致。

5.3 处理贯通性裂缝 贯通性裂缝的危害较大，必须采取有效的治理方法。沿裂缝方向凿成深3cm、宽5cm的V形槽，在槽内骑缝每隔0.5m钻一孔，孔深为衬砌厚度的1/2或2/3，一般不少于15cm，并不得穿透衬砌以防跑浆。

5.4 治理密集裂缝 衬砌背后有空洞或衬砌厚度不足引起的密集裂缝，必须进行防水和地层加固处理。沿裂缝两侧每隔1.2m～1.5m交错布点，凿成10cm×10cm大小深5cm的方槽，用风动凿岩机钻孔，孔深3m，安装WDT25中空注浆锚杆，注入水泥砂浆，水灰比1：1，灰砂比1：（3～5），施工时由下往上逐级注浆。

6 结束语

裂缝的出现不仅影响隧道的使用功能，降低隧道的抗渗能力，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响隧道的承载能力，而裂缝又是隧道衬砌混凝土结构中一种普遍存在的现象，因此要在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证隧道的结构的稳定性，及交付使用后的安全。

参考文献：

[1]张兴家.隧道衬砌混凝土裂缝原因分析[J].岩土工程，2010（03）.

[2]JTJ042-94，公路隧道施工技术规范[S].

隧道单层衬砌研究现状综述 第12篇

1)对于节理裂隙发育的岩层在采用爆破法开挖时,开挖面凸凹不平,围岩与初期支护之间、初期支护与二次衬砌之间贴合不紧密,削弱了衬砌对围岩的支护作用。2)复合式衬砌防水本质上为“被动”防水。由于锚喷初期支护不防水,复合式衬砌实际上是将地下水引入衬砌结构内部,在衬砌内部形成存水空间,诱发水压力。3)由于防水板搭接、焊接质量问题,二衬钢筋绑扎、焊接过程中易刺破和烧坏防水板等原因,使得薄膜防水层的敷设质量不易保证。

针对复合式衬砌在施工、承载和防水方面存在的问题,单层衬砌(single shell lining)施工技术应运而生,以统一解决承载、防水问题,并已在一些隧道工程中应用。

1 单层衬砌概念综述

关于单层衬砌的概念,文献[2]这样定义:“由单层或多层混凝土构成的支护体系,支护层与衬砌层是一体的,各层间能够充分传递剪力的支护体系,称为单层衬砌。”为避免单层衬砌与喷锚衬砌的概念混淆,文献[3]对单层衬砌的描述为:在取消防水板的前提下,洞室开挖后立即喷射一层具有防水性能的混凝土,并根据围岩级别设置必要的支护构件,如锚杆、钢拱架等,然后根据耐久性及平整度的要求,再施作一层或多层混凝土,构成层间具有很强粘结力并可充分传递剪力的支护体系。

显然,单层衬砌与复合式衬砌的本质区别就是支护层间不设防水板,通过各混凝土层间径向和纵向上的抗滑移性,使得各混凝土层形成共同承载体系[4]。

2 单层衬砌国内外研究现状

单层衬砌是20世纪70年代发展起来的一种隧道支护体系,最近几十年随着喷射混凝土施工工艺、质量性能的提高,其技术得到了迅速的发展。位于斯堪的纳维亚半岛的挪威和瑞典,是使用单层衬砌较早的国家。在挪威约有460 km的干线公路隧道中共有160 km采用喷射混凝土或钢纤维喷射混凝土作为永久衬砌;在瑞典的斯德哥尔默地铁中大量使用单层衬砌技术,如地铁区间、地铁车站等。在瑞士修建的费尔艾那隧道,97%的支护都采用单层衬砌技术[5]。同时,在世界上许多国家单层衬砌都有了不同程度的应用。

在国内,20世纪60年代在成昆铁路围岩较好的短隧道中成功地采用了喷射混凝土加锚杆的单层衬砌,使用至今,情况基本良好。1999年在汕头液化石油气储库工程中采用单层衬砌支护技术,效果良好。西康铁路秦岭隧道中的高碥沟隧道采用了钢纤维喷射混凝土单层衬砌,西南铁路的磨沟岭隧道采用模筑钢纤维混凝土单层衬砌。另外,单层衬砌技术除应用于铁路、公路、水工隧道外,还应用于地下酒窖以及地下体育馆等工程中。

3 单层衬砌结构形式及结构材料

目前单层衬砌主要采用的支护形式是喷锚支护。喷射混凝土和锚杆联合支护,不仅是安全可靠的支护形式,而且是在岩层中构筑地下工程最为优越的衬砌形式。

可以说,单层衬砌结构形式是随着喷混凝土技术的出现而不断发展和完善起来的,特别是湿喷技术的出现以及喷钢纤维混凝土在隧道工程中的广泛应用,为单层衬砌的发展创造了良好的条件。而国外单层衬砌的构成,多数是采用钢纤维喷混凝土。在围岩条件较好的情况下,钢纤维混凝土衬砌可以作为一个永久承载结构来支护围岩,国内外学者对钢纤维混凝土的力学性能以及持续荷载作用下的长期抵抗变形和耐久性等方面进行了大量的试验[6]。

我国在隧道中应用钢纤维喷射混凝土始于1984年,起步相对较晚,但近些年发展很快,已经取得了较好的效果。重庆大学土木学院在摩天岭隧道通风斜井施作了湿喷钢纤维混凝土,以单层衬砌代替原设计的复合式衬砌[7]。

实践证明,湿喷纤维高性能混凝土单层永久衬砌代替复合式衬砌,变被动防水为主动防水,防水效果良好;同时,工程量小,施工速度快,节约造价。

4 单层衬砌设计方法现状

对单层衬砌设计方法的研究,主要是针对喷钢纤维混凝土支护结构展开的,目前有基于挪威法的Q系统支护设计法、极限状态法以及基于能量守恒的能量原理设计法。

挪威法(也称NMT)是以挪威工程地质研究院为主,根据工程地质条件和在隧道质量指标系统法及湿喷钢纤维混凝土工艺长足发展的基础上产生的,它仍是一种以经验为主的设计方法。在实际应用中,隧道质量指标Q值对“经验”做出一定程度上的定量衡量,来反映围岩质量的好坏。

极限状态设计法是欧洲混凝土委员会在1964年开始提倡的,以后于1970年和国际预应力混凝土协会合作公布了规范,现在英国规范也采用这种方法作为基准。可以说,国际上总的趋势是向极限状态设计法方面发展。一般情况下,在极限状态设计法中,通过验算两种极限状态即破坏极限状态和使用极限状态来确保结构的安全性和使用性。

能量原理设计法是根据能量守恒原理来判断整体系统的稳定情况,从而完成隧道衬砌的设计。在结构设计时,文献[8]认为围岩释放的总能量由两部分组成:一部分来源于隧道喷钢纤维混凝土完成到围岩达到稳定整个过程中释放掉的能量值;另一部分是在隧道建成后,由于地震或其他因素导致衬砌上方塌落拱范围的岩层彻底破坏时,可以偏于安全的假定其储存的应变能完全释放给衬砌,此能量等于毛洞开挖到达稳定状态时该范围内单元储存的应变能之和。为了保证围岩能量释放可以最终达到稳定,衬砌破坏吸收能量的能力应该大于围岩释放的能量,从而进行单层衬砌结构的设计。

5 单层衬砌防排水研究现状

与复合式衬砌相比,单层衬砌最显著的特征之一就是层间取消了防水板,结构的防水靠衬砌材料的自防水来实现。所以,单层衬砌的防水性一直是各国隧道学者关注的焦点。

目前多数国家都采用在钢纤维喷混凝土中加入硅粉的措施来提高混凝土的耐水性。1994年第4期瑞士期刊《瑞士工程和建筑》详细介绍了费尔艾那隧道在施作单层衬砌时,掺入硅粉后,粘着力强,密实度大,渗水最大深度仅为13 mm这一事实。国内,在重庆巫奉高速公路摩天岭隧道1号斜井中,采用了硅粉钢纤维湿式喷射混凝土。试验表明,微硅粉混凝土的渗透性很低,具有较高的抗腐蚀能力[7]。

对比各个国家的隧道防排水模式,德国隧道的排水模式以排水为主,防水为辅。挪威法主要是依靠喷混凝土本身自防水。

6 有待研究的问题

通过对隧道单层衬砌的结构形式、耐水性能、设计方法的研究,学者们提出了很多具有实用价值的观点,为单层衬砌在隧道中的应用和推广奠定了基础,但还存在以下问题有待进一步研究:

1)国内外对单层衬砌的作用机理研究甚少,目前我国还没有单层衬砌的设计及施工指南。因此,确定单层衬砌对不同围岩的适应性显得尤为重要。

2)用作永久单层衬砌的喷混凝土不同于普通喷混凝土,对其力学性能指标需作深入研究,如设计基准强度、混凝土初期强度、粘结强度及耐久性指标等。

参考文献

[1]贺少辉,马万权,曹德胜,等.隧道湿喷纤维高性能混凝土单层永久衬砌研究[J].岩石力学与工程学报,2004,23(20):3509-3517.

[2]关宝树.隧道工程设计要点集[M].北京:人民交通出版社,2003:394-397,419-420.

[3]张俊儒,仇文革.隧道单层衬砌研究现状及评述[J].地下空间与工程学报,2006,2(4):693-699.

[4]王彬译.对采用单层喷混凝土衬砌的隧道施工的几点看法[J].世界隧道,1995(2):85-86.

[5]王志杰.喷射钢纤维混凝土及其在隧道和地下工程中的应用[J].公路,2004(1):145-148.

[6]史世雍,马金荣.隧道钢纤维喷射混凝土强度试验研究[J].山西建筑,2004,30(2):55-56.

[7]杜国平,李晓红,宋战平.纤维喷射混凝土单层衬砌施工技术探讨[J].隧道工程,2010(9):8-12.