浅谈铁路隧道的施工质量控制

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　　摘要：隧道施工，安全威胁极大，有效控制好每一个环节的施工质量，为隧道施工安全和运营安全都会起到极其重要的作用，本文介绍了铁路隧道施工的几个重要环节的质量控制，拱参考。
　　 关键词：铁路隧道 施工质量控制
　　1概述
　　 近年来，随着铁路建设的迅速发展，隧道工程施工项目不断增多，施工过程中，各种安全质量事故时有发生，特别是因施工质量问题，造成隧道坍塌的事故比比皆是，轻则造成经济损失，重则造成人员伤亡，后果极其严重。因此，隧道施工，质量控制要放在首位。要有效控制好隧道施工质量，必须清楚隧道施工各环节的重点所在。本文就铁路隧道施工的几个重要环节的质量控制进行阐述。
　　2洞口施工质量控制
　　 隧道施工中，洞口围岩一般比较破碎、地质条件差，应遵循尽量减少对岩体扰动的原则，以提高洞口岩体和边仰坡的稳定性。《铁路隧道设计规范》及《铁路隧道工程施工技术指南》均作了规范性要求，强调“早进洞、晚出洞”尽量避免大挖大刷，在保证边、仰坡稳定的情况下，及时施作洞口，进洞前，结合实际，先要作好洞口地表的防排水措施。当洞口位于软弱、松散地层或堆积层时，应按“先加固、预支护、后开挖”的原则进行，一般有地表预注浆、超前长管棚注浆等预加固措施。
　　 在施工过程中一定要严控地表预加固质量，确保围岩处于稳定状态。同时，要更加重视的是进洞的施工质量，进洞施工要严格遵循“短进尺，小循环，早喷锚，强支护，快封闭”的原则，及时施作洞门及其排水系统。通常可采用短台阶或微台阶法施工，先施工上台阶，凡能用十字镐、风镐进行人工施工的，不允许爆破；必须采用爆破时，可采用由隧道中心掏槽分段起爆，严格控制药量，人工风镐修边，控制超欠挖，减少对围岩的扰动。开挖断面尺寸修正至设计要求后，及时进行初期支护，一般可初喷混凝土一层，然后打系统锚杆并架立拱架、挂钢筋网，最后喷射混凝土至设计厚度。
　　3洞身开挖质量控制
　　 洞身开挖质量控制重点从开挖断面尺寸进行控制，从严控制超欠挖。很多隧道施工单位，只重视隧道的净空尺寸，不注意开挖过程的超欠挖控制，使隧道开挖后，结构尺寸极不规整，为隧道本身和施工带来极大危害。一是增大成本。根据规范规定，拱部范围与墙脚以上1m范围内的超挖，应用同级混凝土回填，其余部位，视围岩稳定情况、空隙大小，采用混凝土、片石混凝土回填。不用计算，用喷射混凝土填补超挖，投入将明显增大；如果欠挖侵入二次衬砌，则直接影响隧道质量，用增加钢筋用量和提高混凝土标号的方法来处理，同样会增大成本。二是部分素质不高的施工人员、操作人员的粗制滥造、弄虚作假的行为，如在钢筋网片上擅加片石，用石棉瓦等遮挡空隙，有甚者用水泥口袋等物品填塞空隙，使围岩与初期支护之间分离、脱空。导致初支不能起到加强围岩自稳能力的作用，如果是软弱围岩地段将危害更大，当围岩受到风化、水浸而出现变形、挤压、坍落时，“脱空”空间会加重围岩坍落的冲击能量，将给施工和运营期间带来安全威胁。三是超欠挖失控导致围岩初期支护表面凹凸不平，给后续铺设防水板施工带来困难，必须提前进行找平处理。
　　 隧道开挖一般采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进，如采用爆破施工，开挖前，要根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材等结合爆破振动要求进行钻爆设计。实际施工中由于围岩地质复杂多变，一线施工管理及操作人员应对炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、深度、斜率和数量，装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序等参数，有目的、有重点的进行试验总结、调整与改进。参数一旦确定，就要督促操作人员严格按设计参数进行，特别是放炮前的各个环节要按设计、规范认真核查，确保各项参数符合要求，使爆破取得最佳效果。同时，在施工过程中要认真检查，严控违规填塞水泥口袋等杂物和严控违规采用石棉瓦等遮挡空隙的行为，督促操作人员认真做好喷护和欠挖的清理工作，确保大面圆顺，无明显凹凸和尖锐菱角等。
　　4 支护质量控制
　　 按照新奥法理论，隧道开挖后要及时支护，限制围岩的变形，以减小支护承受的荷载并充分发挥围岩的自承能力。目前，铁路隧道多采用锚喷支护，在围岩较差的地段采用钢支撑，包括格栅拱架、型钢拱架等。该环节，重点控制好以下质量，以确保隧道施工安全。
　　4.1 严控钢支撑的施工质量
　　 钢支撑的施工质量包括钢支撑本身的材料质量、加工质量和安装质量。一是所有材料进场，都必须按规定进行进场检查，符合相关要求后方可入场使用，确保材料本身的材质合格，如格栅拱架的钢筋等；二是严格按照设计图纸进行加工，误差控制在规范要求以内，主要包括型号、规格、加工尺寸、钢支撑的强度和刚度、焊接质量、节段长度等；三是严控安装质量，加工再好，安装不到位，一样起不到承力的作用。施工时，主要控制好安装尺寸，包括标高、间距；安装倾斜度，包括平面和纵面；钢拱架的连接与固定质量，包括钢拱架节段间的连接、钢拱架与锚杆的连接、钢拱架基础的牢固情况及钢拱架与围岩的蜜贴情况等。
　　4.2 严控锚喷支护的施工质量
　　 锚喷支护施工质量主要包括锚杆的加工质量、安装质量及喷射混凝土原材料质量和喷射施工质量。⑴锚杆的加工质量主要包括规格、型号、抗拉强度、延展性、弹性，以及长度、锚杆车丝、热锻、焊接质量等，要符合设计和规范要求；⑵锚杆的安装质量主要包括锚杆间距、排距及钻孔的深度、角度、直径、孔形、冲孔质量、吹孔质量以及锚杆入孔深度、注浆饱满度等；⑶喷射混凝土的质量主要包括混凝土的原材料质量是否满足设计要求，配合比是否满足规定的配合比要求；⑷混凝土喷射施工质量主要包括喷射面的清洁度、喷射厚度、喷射混凝土表面的平整度、喷射混凝土的养护等。施工过程要严格控制，确保施工质量。若采用了钢纤维喷射混凝土，施工中还要保证钢纤维的均匀拌合，确保钢纤维均匀分布在喷射面上，同时还要严格控制拌和料中钢纤维的比例，确保满足设计要求。
　　4.3 注意“欠脚”给初期支护造成的质量危害
　　 实际施工中，经常存在“欠脚”，即在开挖中，人为留下墙脚或墙脚、拱脚开挖不到位的情况。主要是因围岩不好，初期支护后，怕格栅位移或虚立而引起坍方，人为留下部分围岩或虚碴的现象，这就会造成初期支护不到位的情况，开挖仰拱时如不彻底清除初期支护厚度内的围岩或虚碴，将会造成墙脚复合衬砌厚度不够；同样，在分上下台阶施工时，拱脚“欠脚”和喷护堆积体清理不干净，将直接造成墙脚复合衬砌厚度不够，这是不允许的，在施工中，也将带来极大的安全威胁。
　　5防水板施工质量控制
　　5.1 防水板材料质量
　　 防水板材料质量主要是抵抗施工破坏的能力要强、耐老化、耐酸碱、低温柔性好、寿命长等。施工中要对材料质量进行检测，包括长度、宽度和厚度检测，并按规定尺寸和形状裁出试件，进行拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度检测、耐老化检测和低温柔性试验等。确保防水板本身材质符合要求。
　　5.2 防水板铺挂
　　 对防水板的铺挂，设计一般采用射钉枪打入水泥钉悬挂防水板，但在实施过程中，因初期支护喷射混凝土较薄，且喷射厚度不均匀，遇喷射厚度较薄处，水泥钉很难打入，容易回弹伤人，特别是容易把钉帽打掉，水泥钉外露部分较锋利极易戳通防水板，造成防水板失效。因此，在施工过程中，可采用电锺打眼（8毫米左右），打入木楔子替代水泥钉悬挂防水板的方法进行，该方法不仅成本较低，施工安全，且悬挂防水板比较可靠，木楔外露长度容易控制，不用担心戳通防水板造成漏水，本办法在很多隧道用过，比较有效；铺挂防水板前，要清理基面，特别是初期支护表面外露的钢筋头、锚杆头和混凝土尖角要彻底清除，避免对防水板造成破坏；吊挂点间的防水层不得绷紧，以使防水板在混凝土灌注后与喷射混凝土面蜜贴，检查方法是，加强目测观察，并用手托起防水板，看是否与喷射混凝土蜜贴。

　　5.3 防水板焊接
　　 防水板焊接质量，首先要从焊接设备抓起，要求现场必须采用爬焊机焊接，自动形成双焊缝，从工艺上保证焊接质量。其次是严控过程施工质量，如焊接接头宽度要满足要求，规范规定不小于15cm，焊接时要控制好焊接温度和速度，避免漏焊和过焊。接头要牢固，强度不小于同质材料，不得有气泡、褶皱及空隙。焊完后，按规定进行充气试验，确保焊接质量。
　　6止水带安装质量控制
　　 铁路隧道设计中，水平施工缝和环向施工缝，常常采用止水带、止水条防水工艺设计，止水条施工比较简单，而止水带的安装相对较难，施工过程中经常存在各种质量问题。但实际施工中如严格按施工指南等规范标准施工，也是很容易控制的一道工序，如在埋设水平施工缝处的止水带时，每隔0.5～1米加一个ф6.5盘条自制的钢筋卡固定止水带，就克服了浇筑边墙混凝土时，垂直下坠的混凝土压倒止水带，使止水带失效，造成水平施工缝渗水的情况；在埋设环向止水带时，同样采用ф6.5盘条制成L型钢筋卡，将止水带和钢筋卡固定在端模板上，混凝土浇筑完后，拆端模板时将止水带撬出来，就确保了止水带安装的准确定位和质量。止水带施工完成后，要进行全面检查，其接头连接要符合设计要求，接缝平整、牢固，不得有裂口和脱胶现象等。
　　7二衬施工质量控制
　　 二衬是隧道防水工程最重要的一道防线，是交付运营的长久安全保障，也是隧道最终质量的直接体现。不容忽视，要重点做好以下几个方面的工作，确保工程内实外光。
　　7.1 做好边墙地基承载力的观测和软基加固
　　 重点是洞口、明洞及断层破碎带部位，对于地基承载力不足的，要认真进行加固处理。
　　7.2 重视拱顶封顶质量控制
　　 在浇筑二衬混凝土时，因混凝土泌水干缩，在初期支护与二衬之间的拱部会出现大小不一的空隙，不认真处理，将会给二衬造成严重质量缺陷。根据相关资料介绍和现场施工实践，可采取在二衬模板内垂直于拱顶预留注浆管，做注浆充填通道的做法来克服。
　　7.3 加强混凝土浇筑质量的控制
　　 隧道二衬混凝土施工一般采用液压衬砌台车和泵送混凝土或简易衬砌台车和人工灌注混凝土。为保证质量，一般要求采用液压衬砌台车和泵送混凝土施工二衬，它自重大，刚度好，能较好的抵御混凝土灌注过程中产生的侧压力、垂直压力。施工中基底要平整、台车轨道基础要稳固，这是二衬的几何尺寸控制、错台现象的预防和提高墙面平整度的关键，同时还要加强混凝土的捣固；简易衬砌台车，刚度差，如必须采用时，要确保二衬的几何尺寸，并避免错台，其钢模板极易变形或损坏，施工过程中必须加强维修，并控制好反复使用的次数。确保二衬的施工质量。
　　8结束语
　　 隧道施工，质量控制是关键，施工过程中的任何一个质量环节都与施工安全和运营安全密切相连，有效控制好各个环节的施工质量，将对防止与隧道相关的事故，特别是隧道施工的安全事故起到极其重要的作用。
　　
　　 参考文献
　　 1、《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）,中国铁道出版社2010年
　　 2、《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）, 中国铁道出版社2009年
　　 3、《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417-2003）, 中国铁道出版社2004年

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