浅谈客运专线隧道二次衬砌质量控制

常卫中

一、 前言

我国客运专线铁路建设方兴未艾，大规模客运专线的建设，必然伴随着大量隧道工程的出现，仅目前正在施工的隧道工程就有约8000公里长。隧道二次衬砌是隧道工程中的一项重要环节，衬砌质量的好坏对隧道的使用寿命、使用功能和隧道的外观等都有重要影响。因此，在二次衬砌施工时就必须加强质量控制，以达到设计要求。下面，结合某客专隧道二次衬砌施工的实例，对客运专线铁路隧道二次衬砌施工的质量控制要点进行探讨。

二、 工程概况

该隧道位于大巴山区陕西省勉县和宁强县境内，全长12406m。设计采用复合式衬砌，其中Ⅱ级围岩采用曲墙式加底板的形式，Ⅲ～Ⅴ级围岩采用曲墙有仰拱的形式。Ⅳ级、Ⅴ级、抗震设防、国防设防段、断层破碎带采用钢筋混凝土结构，其余地段采用素混凝土衬砌。混凝土标号为C30或C35。

衬砌结构设计使用年限级别为一级，设计使用年限为100年。衬砌混凝土原材料品质、配合比参数限制、耐久性指标、施工控制要求及其监测、养护、维修均按《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）及铁建设函【2007】1212号文等要求进行耐久性設计；施工验收按《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010 J1149-2011）、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010 J1155-2011）等规范、规程的相关条款办理。

三、 影响二次衬砌施工质量的主要因素

（一） 施工工艺或现场操作不规范

1. 隧道开挖成型差，衬砌混凝土厚度不均匀；欠挖或初期支护侵入衬砌限界，造成衬砌混凝土厚度不足；隧道衬砌混凝土背后存在脱空现象。

2. 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，造成混凝土水胶比增大；在混凝土运输及泵送过程中随意加水。

3. 衬砌台车就位不牢固，出现错台和跑模现象；模板刷洗不净，造成混凝土局部出现麻面现象。

4. 衬砌台车支撑刚度不够，在混凝土压力作用下致使台车模板向内收敛变形，造成衬砌板缝错台。

5. 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。

6. 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；冬季施工时采取的防寒保温措施不力。

7. 投料布料方式不规范，造成混凝土离析。一是未从二衬模板台车投料窗口自下而上进行投料，而是为了减少移动泵管次数，直接从上部窗口进行投料，从而造成了混凝土浇筑落差大。二是浇筑人员配备不足，依赖振捣设备移动混凝土造成局部振捣过度，形成离析。

8. 混凝土浇筑过程中振捣不到位。一是振捣设备配备不足；二是班组出于经济核算，浇筑人员配备不足，增加了浇筑过程中个人的劳动强度，使作业人员不自觉地简化了振捣过程。

9. 混凝土养护不到位。一是没有设置养护台车；二是对养护工作不重视。

（二） 原材料质量差、配合比设计不合理

一是水泥品种选择不当，安定性不良；二是碎石、砂级配差，含泥量超标，碎石中石粉含量大，针、片状物过多，影响了水泥与骨料的凝结；三是进行配合比设计时，忽视水泥用量增多对混凝土性能的负面影响；四是对掺合料和外加剂的选用缺乏专业技术人员的指导，往往达不到预期的效果。

（三） 管理方面的原因

1. 现场施工管控不到位。跟班作业人员责任心不强，不能有效规范和管控施工过程，使不规范行为在施工过程存在。

2. 监理单位管控职责履行不到位。一是监理人员旁站职责履行不到位，不能及时发现和纠正施工过程中存在的问题；二是个别监理人员责任心不强，对存在的问题熟视无睹、漠然视之，验收把关不严。

四、 二次衬砌混凝土施工质量控制要点

（一） 净空检查

1. 在二次衬砌施工前，应对隧道净空进行检查，以确保二次衬砌厚度。对于侵入二次衬砌的初期支护应视其大小进行处理。拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。

2. 衬砌施工前，由监理按隐蔽检查要求对初支背后进行检查确认，合格后方可进行二衬施工。

（二） 衬砌模板

1. 本隧道衬砌台车为液压自动收模，电动行走式，模板台车长度12m。台车断面按设计尺寸加大50mm作为施工预留，工作缝、预留洞室和预埋管线等在台车就位前提前施工。模板台车侧壁作业窗分层布置，每层设置3～4个工作窗口。

2. 台车就位调整：台车行走位置要准确，标高、中线、净空尺寸检查合格后要锁紧模板，台车端部应与已完成衬砌表面密贴，一般二次衬砌纵向施工循环搭接长度为10cm，搭接错台小于2mm。

3. 台车就位前应对台车面板进行仔细打磨，涂刷脱模剂，防止造成砼粘模、色差或麻面等。

4. 挡头模安装：挡头模在台车就位调整后安装，采用钢模+木模；钢模板应根据台车轮廓进行安装，且安装要牢固，木模板应紧顶基面，以防因受力过大引起跑模、漏浆现象。

5. 加强台车支撑，增加支撑丝杠个数，且应全部支撑紧固到位，保证台车整体受力。混凝土浇筑过程中要随时检查衬砌台车是否变形，如果变形，应及时进行调整。

（三） 混凝土施工工艺

1. 砼自模板窗口灌入，应由下向上，对称分层，倾落自由高度不超过2m。在砼浇筑过程中，观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况，当发现有变形、移位时，应及时采取加固措施。施工中如发现泵送砼坍落度不足时，不得擅自加水，应当在实验人员的指导下解决。

2. 用插入式振动棒平拖驱赶下料口处堆积的拌和物将其推向远处。每一振点的捣固延续时间宜为20～30s，以混凝土不再沉落、不出现气泡、表面呈现浮浆为度，防止过振、漏振。振捣器的移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土内的深度宜为50～100mm，与侧模应保持50～100mm的距离，并避免碰撞钢筋、模板、预埋件等。

3. 在浇筑混凝土时，应经常观察，当发现混凝土有不密实等现象，应立即采取措施予以纠正。

4. 混凝土浇筑应连续进行，当因故间歇时，其间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间。当超过允许间歇时间时，按接缝处理。

5. 混凝土浇筑分层厚度（指捣实后厚度）宜为振捣器作用部分长度的1.25倍，但最大摊铺厚度不宜大于600mm。

6. 脱模及养护时间。二次衬砌在初期支护变形稳定前施工的，拆模时的混凝土应达到设计强度的100%；在初期支护变形稳定后施工的，拆模时的强度应达到8MPa，拆模后应及时进行保温保湿养护。

7. 其它方面。比如外加剂及掺合料的选择应确保质量，合理采用双掺技术（掺粉煤灰和抗裂防水剂等）是降低水化热和防渗防裂的有效措施，同时增大坍落度及混凝土黏度，保持混凝土不泌水。

（四） 防排水施工

1. 防排水施工前，要彻底清除基面各种异物及各类尖锐凸出物体。

2. 纵、环向透水盲管的施工，重点要控制好其安装的位置。

3. 防水板焊缝要进行冲气检查，不合格处要重新用热风焊枪或电烙铁等补焊。

4. 中埋式止水带的定位安装应准确，其中间空心圆环应与施工缝重合。止水带固定在挡头模板上，先安装一端，浇筑混凝土时另一端应用附加钢筋固定，以防止止水带偏移，影响止水效果。

五、 结束语

在隧道二次衬砌混凝土施工过程中，只要能合理选用衬砌材料、混凝土配合比及施工方法，并不断地总结施工经验和提高相关人员质量意识，就可以控制混凝土的缺陷，保证工程质量，从而取得良好的社会效益和经济效益。