隧道二衬施工质量存在问题及治理技术研究

隧道二衬施工质量存在问题及治理技术研究

郑佳

广东华隧建设集团股份有限公司

摘要 ：隧道工程施工过程中，二衬工序施工是重要内容之一，但由于二衬施工过程受到多种因素影响，容易出现质量问题，如不及时治理，会对隧道工程整体质量及投入运营后各项性能发挥带来不利影响。因此，本文对此展开深入研究，并针对二衬施工质量问题、治理技术等阐述个人观点，希望能与广大施工同行共同交流。

关键词 ：隧道二衬 ；施工；问题 ；治理

前言

隧道工程属于复杂的系统工程，其包括多项施工技术及工序，二衬是其中的一项重要工序，隧道工程施工过程中，在完成初期支护作业后，需要在其内侧浇筑混凝土、钢筋混凝土等的衬砌施工，使其与初期支护联合在一起，形成复合式衬砌。

隧道工程在完成初期支护后，采用钢筋混凝土等材料进行内层衬砌，

能有效加固支护、对防排水系统进行优化，并为照明、通讯、监测以及其它设施提供安装位置，此外，还能达到美化外观的效果，满足现代化隧道工程建设需要。（见图1）

隧道工程二衬预应力施工（局部）

一、现代隧道工程施工现状

随着社会经济发展及施工技术进步，市政路桥工程建设的里程与范围不断延伸，所面临的施工条件及地质环境更加复杂，穿越隧洞施工已成为普遍现象。隧洞工程施工过程中，二衬混凝土质量会对整体隧道工程质量有着直接影响。虽然经过多年施工实践及经验总结，二衬混凝土施工质量有了很大提高，但仍存在不少问题，需要进行深入分析研究，并找出有效治理技术及措施，减少质量隐患，不断提高工程质量及管理水平。

二、隧道二衬混凝土施工常见质量问题及原因分析

通过对众多隧道工程案例进行分析，发现隧道二衬混凝土施工质量常见的问题包括有：错台 、漏浆 、施工缝、蜂窝 、麻面 、跑模 、气泡 、平整度差 、脱皮、表面裂纹、颜色不均匀 ；此外，还包括拱顶脱空 、净空不足 、隐形露筋 、混凝土渗漏水、保护层厚度过大等。

1、蜂窝 、气泡、麻面

二衬混凝土出现上述问题，深入分析其产生原因，主要是由于作业人员在搅拌混凝土时间不足，没有按规定量进行加水；混凝土和易性差，没有合理控制塌落度，振捣混凝土存在漏捣或振捣不密实，振捣时间不足等问题，导致混凝土表面出现蜂窝 。

浇筑混凝土时，没有严格按规定进行分层浇注，导致混凝土出现离析，引发蜂窝麻面出现 。

在衬砌弧形段混凝土时，容易产生表面气泡，是由于混凝土捣固期间，

浆液水泡上浮至模板表面上，没有及时排走，引发表面气泡出现。此外，过早拆模，也是引发麻面产生的原因。

2、错台 、烂根和矮边墙上部出现砂溜

产生错台 、烂根问题主要原因，是模内仓底没有进行砌底清理干净；台车模板未能与已浇注的混凝土面紧密接触；存在漏浆情况等。出现砂溜原因是由于漏浆导致位于矮边墙上部位置的水泥浆出现流失，引发细砂外露 。

3、 施工冷缝

混凝土浇注期间，存在间隔时间过长，没有对前层混凝土表面凿毛或凿毛后没有清洗干净，造成前后两层混凝土衔接不够严密，形成施工冷缝。

4、缺棱掉角

深入分析其产生原因，主要是由于模板封堵严密度不足，出现漏浆情况；过早拆模、台车支撑受力平均匀，过于集中；没有先湿润堵头模板，拆模时出现粘连情况；模板没有涂脱模剂，或者虽然已涂但涂刷不均匀；此外，还存在模板受到外力作业如刮碰、撞击等。

5、表面平整度不合格

分析其产生主要原因，是台车拼装作业时，相邻模板间高度不一致，出现高差；没有对台车模板拼装缝进行焊接密实，或焊接没有进行

打磨光滑 ；台车钢板存在刚度不足，或作业人员没有按要求进行

操作引发模板出现损伤或变形等等问题。

6、混凝土隐形漏筋

造成上述问题原因，主要是钢筋绑扎不够紧密固牢，安装质量不达标，

振捣混凝土过程中振动棒碰撞钢筋或者垫块出现移位等。

7、混凝土表面出现 “水印”或光泽度差

产生此类问题的主要原因是混凝土坍落度控制不当，出现过大；或者

配合比不合理、振捣混凝土不不到位等 。

8、拱顶脱空

引发问题主要原因是混凝土坍落度过小，没有按规定顺序注浆，注浆时施用压力不够；顶部排气不畅；防水板、土工布铺挂时出现松弛或存在堆积等 。

9、二衬渗漏水

引发问题原因是混凝土浇注及捣固期间不慎损坏防水层，或者防排水工序作业不达标。

10、裂缝

造成上述问题原因主要是施工人员没有按规定要求进行作业，浇注混凝土期间出现较在温差变化；隧道出现沉降 ；钢筋保护层厚度不足；

混凝土没有及时进行养护或养护周期不够；混凝土原材料质量存在问题及没有合理制定混凝土配合比等。

11、厚度 、净空不足

造成上述问题主要是由于测量出存误差、精确度不足，至使开挖断面

时，出现净空不够，达不到设计标准；此外，开挖过程中存在超欠挖，没有及时发现及采取措施治理，导致初期支护越过衬砌限界或者

喷射混凝土厚度不均匀等 。

12、二衬错台

出现上述问题原因是台车支撑刚度不足或在作业过程中出现变形问题 ，引发前、后端断面出现尺寸不同情况；浇注混凝土过程中，其

产生的压力作用引发台车模板出现向内收敛变形；没有对作业窗进行

严密封闭等 。

三、隧道二衬混凝土施工常见质量问题治理技术

通过深入分析上述问题产生的原因，并采用有针对性的措施，严格殷关，并做好关键工艺的质量及控制管理工作，消除质量隐患。

1、制定科学合理的施工方案。

隧道施工需要面对复杂的地质条件及施工环境，不同的隧道工程面临的条件也不同。因此，必须结合项目的实际情况，科学合理制定施工方案，采用合适的施工技术、工艺、流程等，保证隧道施工安全的基础上，也要保证附近的隧道岩体、构筑物等安全。

2、初支断面检测控制

（1）为保证隧道施工顺利进行，必须做好围岩监控量测，确保施工期间围岩和支护处于安全状态。此外，对测量数据进行分析，为初期支护及二次衬砌方案制定及优化提供依据，提高工序施工质量及安全性。

（2）必须确保围岩变化处于稳定状态后才能进行二衬施工，防止结构因岩变承受超负荷压力，出现安全风险。

（3）检测初支断面，并根据二衬厚度要求做好相应的处理措施，避免出现二衬施工厚度不足的问题出现。

3、加强施工段接头处理

施工所采用的衬砌台车，优先采用带有气囊的端模，可以避免出现

漏浆；接头位置作业时间间隔通常控制在2d～3d较为合适。台车就位后其搭接部位可采用液压千斤顶将模板顶向新浇筑的混凝土面，同时顶紧模板，防止出现漏浆问题。

此外，还可加设硬橡胶间隙带，防止接头部位产生裂纹，提升接头缝隙密封性能。相邻段混凝土浇注结合后，把间隙条拆除，之后采用砂浆抹平凹槽。

在堵头板上分层设排水孔，以排放沁浆水，浇筑期间，要在混凝土层面开孔排水以及排走振捣时出现的表面气泡。

4、加强二衬排水施工控制

结合隧道工程实际情况，以“防、排、截、堵“等为原则，采用经济合理、防水可靠措施，达到结构自身防水能力提高、结构外部防排水系统完善的效果。

（1）在开始防排水作业前，要先把初支断面上的各类各类尖锐凸物体进行彻底清除。

（2）安装各类走向排水盲管时，要保证其安装位置准确，连接质量达标。排水盲管宜采用打孔波纹管，并采用无纺布进行包裹。

（3）进行防水板作业时，防水板、土工布必须紧贴基面，避免背后存在空洞。

（4）安装中埋式止水带时，要保证其位置准确，其空心圆环要与施工缝重合。止水带要安装在挡头模板上，并保持固定，先安装一端，

浇注混凝土时另一端要用附加钢筋进行固定，这种做法可以避免止水带出现偏移，充分发挥其防水性能。

5、加强二衬混凝土浇筑及质量控制

二衬混凝土作业时可按照先底板再拱墙顺序进行分段分层浇注。、二先进行结构底板混凝土浇注，根据以往同类工程施工经验，跳段施工结束封闭成环后，进行施工填充段二衬，会有利于控制地面沉降。施工从仰拱混凝土浇注开始，完成后再进行拱墙混凝土浇注。混凝土要分段分层进行浇筑，并及时接茬，浇注作业从两侧墙角呈对称状浇筑。

浇筑期间，注意上下层及前、后段混凝土浇筑间隔时间必须控制在

混凝土初凝时间内。浇筑混凝土过程中要同时对其进行振捣，根据

浇筑顺序进行振捣，防止出现错振、漏振等问题出现。

在对反弧段内混凝土振动时，由于其气泡很难排出，需要采用平板振动器，并加上振捣棒进行作业，以保证混凝土强度及密实度达到规定要求。

边墙位置的混凝土要连续浇筑，混凝土浇筑墙拱交界处间隔一段时间后，再连续浇筑拱部混凝土，应控制在2 个小时内完成浇筑作业。

拱顶部混凝土浇注采用泵送挤压法作业。具体作业时，先利用拱部预留灌注孔浇筑靠近已成型的衬砌一端，之后采用后退挤压方法，浇筑台车中间以及另外一端拱部。完成上述工序后，结合工程实际，合理确定回填高度。

6、二衬拆模控制

如二衬是在初期支护变形已处于稳定状态下施工的，其混凝土强度满足2.5MPa或以上时，则实施拆模；如初期支护未稳定状态下施工的，则应保证其达到或超过设计强度 70%；如有特殊情况时，则要以试验及监控量测结果为依据，另行决定拆模时间。

脱模时要做好衬砌表面防护措施，避免因人为因素造成其质量受损。

结语

二次衬砌质量是否达标，会对隧道工程整体质量及施工成果有着重要影响。隧道工程投入使用后，如二次衬砌质量出现问题，需要进行注浆、缺陷修补，这样不仅影响隧道工程正常运营，也会导致隧道施工企业投入巨大的人力、物力、财力进行处理，加大了项目投入成本，甚至出现亏损。因此，必须结合项目施工常见质量问题进行分析，并采取有针对性措施，消除质量隐患，保证工程质量达标，为广大用户提供安全、舒适的交通环境。

参考文献

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