浅谈客运专隧道衬砌质量控制

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　　【摘要】近几十年来我国在各种工程中修建了数以千计的隧道工程，其中一些客运专线隧道占了很大的比重。专线客运隧道包含公路、铁路、地下铁道工程中修建的隧道工程。经过国家有关部门对运营隧道的调查，发现部分已建成运营的客运专线隧道或多或少都存在衬砌开裂的现象，严重的经常影响到运营安全。因此，加强客运专线隧道衬砌质量的控制至关重要！
　　【关键字】隧道衬砌的成因；类型；质量控制措施
　　
　　1 隧道衬砌的成因;
　　1.1 设计粗糙，建设、监理单位工作随意性大
　　个别建设单位限于自身管理和专业技术水平的欠缺，任意变更原设计。隧道开挖成型差，衬砌混凝土厚度严重不均匀；欠挖或初期支护侵入衬砌限界，造成衬砌混凝土厚度不足。结构形式与受力不协调由于土质围岩组成状态的不同，导致洞室周围各处受力状态的不同，而现在的设计却存在着设计粗糙、结构形式单一，盲目类比不加深究的现象。个别隧道衬砌混凝土背后存在脱空现象。未开展监控量测工作，仅凭经验来确定二次衬砌的施作时间，安全可靠性差，造成二次衬砌超设计荷载承受围岩压力。部分工程监理机构由业主的内部人员组成，监理工作失去了独立性。
　　1.2 施工因素及其引起的裂缝；
　　施工因素可以说在整个隧道的建设过程中是最不确定的一个因素。之所以提出这个非技术原因，是因为施工因素已经成为造成隧道衬砌裂缝的重要原因。大多数工程的施工并未按施工技术的要求进行动态的设计和施工管理。尤其在施工的过程中没有认真的对待量测环节，当然也就不能以量测资料指导设计和施工。 隧道开挖成型差,衬砌混凝土厚度严重不均匀；欠挖或初期支护侵入衬砌限界,造成衬砌混凝土厚度不足。混凝土生产时原材料计量误差大,尤其外加剂的掺加随意性大,没有根据砂、石料的实际含水率及时 调整施工用水量,造成混凝土水灰比增大。在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也比较普遍.采用整体式钢模板台车施工,混凝土浇筑时不振捣或漏振,混凝土均质性差.盲目追求施工进度,随意提前脱模时间,使低强度混凝土过量承受荷载,破坏了混凝土结构。脱模后 没有进行混凝土的潮湿养护.夏季施工时砂、石料露天堆放,无切实有效的降温措施,混凝土入模温度高。冬期施工时采取的防寒 保温措施不力。这些对工程技术要求的断章取义或认识不清最终导致了各种各样的工程事故的发生，也导致了最终的工程质量问题。
　　2 隧道衬砌的基本类型；
　　2.1 施工缝（接茬缝）
　　施工过程中由于停电、机械故障等原因迫使混凝土浇筑中断时间超过混凝土的初凝时间，继续浇筑混凝土时，原有的混凝土基础表面没有进行凿毛处理，或者凿毛后没有用水冲洗干净，也没有铺水泥砂浆垫层，就在原混凝土表面浇筑混凝土，致使新旧混凝土接茬间出现裂缝。
　　2.2 拉裂缝。
　　由于隧道衬砌混凝土的干缩、热胀冷缩和衬砌外侧围岩阻碍了衬砌的自由胀缩，在衬砌内部产生温度应力。混凝土抗拉强度远远低于抗压强度，故常能抵抗升温时产生的压应力，而难以抵抗降温时产生的拉应力。一般混凝土所能承受的降温只有7一l0℃，都可能在隧道衬砌内产生环向和纵向裂缝。这些裂缝不仅影响隧道衬砌的受力，而且是隧道渗漏水的通道。
　　2.3 荷载变形裂缝
　　仰拱和边墙基础的虚碴未清理干净，混凝土浇筑后，基底产生不均匀沉降；模板台车或堵头板没有固定牢固，以及过早脱模，或脱模时混凝土受到较大的外力撞击等都容易产生变形裂缝。荷载变形裂缝在隧道衬砌混凝土病害中占有的比例逐年增大，已经引起了广大工程技术人员的重视。
　　3 隧道衬砌的质量控制措施；
　　3.1 提高设计精度
　　加强工程前期地质工作，为设计提供详尽的工程地质、水文地质勘探资料，提高设计的质量。有针对性的进行精细设计针对不同的受力特点在断面形状、局部受力强度等方面进行深入细化设计，使结构与应力达到协调统一。如加强土质围岩中洞室开挖后初期稳定与长期受力变化特点的研究，更好的指导设计与施工加强地下洞室应力变化基础方面的研究，弄清各类地下结构在土层中的受力特点，研究土质围岩中地下洞室长期应力的变化情况及各种不同情况下土中应力的相应变化。着重研究在新奥法后阶段土层中应力的变化情况，明确在各种不同的地质条件下，土的物理力学参数随时间的变化情况，以此指导设计。
　　3.2 加强施工管理；
　　加强施工管理，保证工程质量在洞室开挖管理、混凝土质量管理、量测控制管理、施工工序等方面加强管理，杜绝塌方事故的发生，以严格的管理制度保证工程质量。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。一次衬砌施作时间，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。严格按施工规范操作，灌筑混凝土后，应根据水平控制标志或弹线用抹子找平、压光，终凝后浇水养护；模板应有足够的强度、刚度和稳定性，应支在坚实地基上，有足够的支承面积，开防止浸水，以保证不发生下沉；在浇筑混凝土时，加强检查，凝土强度达到1．2N／mm2以上，方可在已浇结构上走动。
　　3.3 做好工程监理
　　严格监理旁站制度。监理对策为隧道监理工程师对每一循环拱架安装均严格检查，督促施工单位按设计要求的支撑方式实施。检验制作质量，钢支撑是在室外分片制作，制作时要求在平地上按设计尺寸放样制作加工，监理对策为由专业测量监理工程师对钢支撑规格尺寸在室外进行测量检查，合格后方可用于施工。通过掌子面现场踏勘、摄像、照像、超前地质预报等方式收集相关信息，充分发挥各参建单位在工程建设中的主体责任，经各方会议分析讨论，及时确定合理围岩支护方案，及时调整支护参数。采用管棚及超前小导管注浆，钢支撑及格栅拱架，锚喷混凝土相结合的初期支护手段，使开挖顺利进行，有效地度过了隧道浅埋、平层开裂、软弱岩层等不良地质段，同时合理的支护参数也是初期支护质量的有效保障。监理部通过科学的组织管理，使监理部监理人员充分了解了对隧道工程施工进行科学监理的方法，并在工程监理中经常进行监理理论及实践探讨。将有效的技术措施和管理措施相结合，有效地提高了隧道初期支护的施工质量。监理部也从本工程监理工作中积累了丰富的隧道工程科学管理方法及质量控制手段。
　　4 结束语：
　　客运专线隧道衬砌裂缝的治理是一项综合性很强的施工技术，它需要有经验的工程师及时分析施工进展与现场施工数据，调整原设计方案施工细节，加强质量管理，以便施工措施更能符合病害实际情况，从而避免在治理段重新产生新的病害。
　　参考文献：
　　[1]铁路隧道设计规范（TB1003）。2001.2001.9
　　[2]夏明耀等。地下工程设计施工手册。北京：中国建筑工业出版社。1999.7
　　[3]樊红卫。沙哈拉峁隧道塌方原因分析及预防措施。石家庄铁道学院学报，2000.12
　　[4]学位论文 隧道单层衬砌设计及工程可靠性研究 2008

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