高速公路隧道二衬质量控制措施
王东
中铁航空港集团第二工程有限公司
摘要： 随着国民经济持续、稳定、高速的发展，高速公路建设蓬勃向上，正处在一个前所未有的建设高潮中。同时，高速公路隧道工程对二次衬砌的质量提出了较以往更高的要求，尤其是隧道的防水等级必须达到国家标准《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）规定的一级防水等级标准，要求衬砌结构不允许渗水，表面无湿渍，二次衬砌混凝土必须具有强度高、耐久性好等性能。因此，隧道二次衬砌的施工质量控制尤为重要，且在高速公路建设中占据举足轻重的位置。本文结合望安高速公路上新寨隧道二次衬砌施工的实例与以往的经验，对高速公路隧道二次衬砌施工的质量控制要点进行探讨。 关键词：高速公路；隧道二衬；质量；控制措施
二、工程概况
上新寨隧道为分离式长隧道，左幅长度1640m，隧道进口段位于半径为2588m的圆曲线上，出口段位于半径为1900m的圆曲线上，纵坡坡度为-2.5%，最大埋深约为222m；右幅长度1603m。隧道进口段位于半径为2500m的圆曲线上，出口段位于半径为1800m的圆曲线上，纵坡坡度为-0.6457%，其余的纵坡坡度为-2.5%，最大埋深约为229m。 进口位于单斜破体中部，洞身段横穿山体，出口位于一缓坡中部。隧道前半段坡度较陡，基岩零星出露，植被较发育，后半段坡度较缓，覆盖层较厚，植被发育。属于构造侵蚀-剥蚀型低山地貌。场区属珠江流域之北盘江水系，进口处无常年地表径流。出口处为深切冲沟，属雨源型山间溪流，流量受大气降水控制，雨季流量较大，低于隧道底边，对隧道无影响。
该隧道围岩类别分为V级围岩和Ⅳ级围岩，隧道洞身初期支护采用喷锚支护，二次衬砌采用C25防水钢筋混凝土结构，拱墙衬砌厚度设计为：IV级围岩40cm，V级围岩50cm。
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，欠挖或初期支护侵入衬砌断面，造成衬砌混凝土厚度不均匀或局部厚度不足；
②隧道监控量测工作不到位，未能充分发挥其作用，二次衬砌的施作时间安排不够合理，造成二次衬砌荷载承受围岩压力较大，安全可靠性受到影响。
③混凝土拌合时原材料计量误差较大，尤其外加剂的掺加不够准确，施工用水量未能准确根据砂、石料的实际含水率及时调整，造成混凝土水胶比增大。
④在混凝土运输及泵送过程中加水现象时有存在，严重影响混凝土综合性能。
⑤采用整体式钢模板衬砌台车施工时，台车变形或加固不到位，以及混凝土浇筑时局部不振捣或漏振等现象普遍存在，致使混凝土平整度、密实度、均质性差。
⑥隧道局部衬砌混凝土背后存在脱空现象。
⑦盲目追求施工进度，随意提前脱模时间，使低强度混凝土过早承受荷载，不同程度的破坏了混凝土自身结构。
⑧二次衬砌混凝土脱模后对混凝土的潮湿养护不及时、不到位。
⑨夏季施工时砂、石料无切实有效的降温措施，混凝土入模温度高。
⑩隧道防排水施工质量不高，防水板、纵、横、环向排水管安装不够规范。
（二）原材料质量差、配合比设计不合理
水泥品种选择不当，安定性不良，不同批次的水泥混用。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。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。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）施工管理、监督不到位
施工管理力度不够、管理不细、监督不严，未能实现精细化管理。
四、二次衬砌施工质量控制要点
（一）加强围岩监控量测与初支断面检测
（1）隧道围岩监控量测是施工过程中必不可少的一道施工程序，用于监测隧道各施工阶段围岩和支护状态，确保施工安全，而且通过对围岩支护体系的稳定性状态的监测和评价，为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供依据，同时确定二次衬砌和仰拱的施做时间，从而达到确保施工及结构安全、指导施工顺序、便利施工管理的目的。
（2）二次衬砌必须待围岩变形与收敛趋于稳定后再进行施工，以确保结构自身受力处于正常应力状态，避免超负荷受压。
（3）初支断面检测是保证二衬厚度的重要环节，可以在二衬施做前知晓二衬厚度情况，以便及早补救处理，避免盲目施做二衬造成二衬厚度不足的严重后果。
（二）防排水施工
隧道防排水采取“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理，达到排水畅通、防水可靠、经济合理、不留后患”的原则，充分利用结构自身防水能力，构筑隧道结构内外完善的防排水系统。
(1)防排水施工前，先进行初支断面的处理，彻底清除各种异物，清除各类尖锐凸出物体。
(2)纵、环、横向排水盲管的施工，重点要控制好其安装的位置及连接质量。
纵、环向排水盲管采用打孔波纹管，用无纺布包裹。隧道纵向排水管放置在墙角的矮边墙处，下侧由防水板包裹，环向排水管按照设计要求的间距环向进行布置，根据渗水量大小分别布置1-3根排水管，横向排水管是连接纵向排水管和侧沟的主要通道，纵、环、横向排水管采用三通连接，构成完整的排水体系。
(3)防水板的施工，重点要控制好防水板和土工布一起与基面密贴，防止背后留下空洞。防水板和热融衬垫进行热合后，两者粘结剥离强度不得小于防水板抗拉强度。防水板焊接缝要焊接牢固，并要进行气密性检查，防止个别地方漏焊，对漏焊部位要补焊结实，补焊可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。止水带定位时，应使其在界面部位保持平展，如发现有扭结不展现象应及时进行调整。
（三）钢筋制安
首先钢筋下料要准确，尽量减少钢筋接头数量，钢筋接头应设置在承受应力较小处，并应分散布置，其次控制好钢筋绑扎与焊接质量。
钢筋安装时，要控制好钢筋之间的间距，控制好钢筋的混凝土保护层厚度，防止露筋或混凝土保护层厚度过大。钢筋绑扎、焊接过程中，避免损伤防水板。
（四）预留、预埋工程施工
隧道预埋工程主要有镀锌钢管、分接线盒以及钢板等。隧道预留工程主要有各种监控设备机箱洞室、配电箱室、消防及检修等洞室，施工时利用木模板加工成与洞室尺寸相同的目的模型，台车就位后将模型紧贴台车，背后用砼条支撑固定，为便于拆模，一般将模型作成内小外大的喇叭口型，且适当加大1-2cm，待台车脱模后及时拆除洞室模板。
预留预埋在二次衬砌砼中，为防止预留预埋件变形跑位，必须做好加固，为避免毁坏防水板造成漏水，采取先将整体模板台车就位后，将预留预埋件固定于台车上，注意避免台车的损坏与变形。已经施工好的预留洞室要注意保护，不得被水泥浆及其他杂物堵塞，如有要及时清理干净。
（五）衬砌台车就位、加固
在隧道二次衬砌混凝土施工中，如果衬砌台车就位不准确、不牢固，极宜出现错台和跑模现象。为了杜绝此类问题的出现，应在台车就位前，施工技术人员应认真检查。
(1)在进行衬砌施工前，对整体衬砌台车的拼装设计应尽量保证板块间的衔接圆顺；衬砌台车组装完毕后，须对结构尺寸进行检查与调整，保证结构尺寸满足设计要求。
(2)钢模板的平整度对衬砌混凝土外观有重要影响。若钢模凹凸不平，过于粗糙，混凝土拆模后即在混凝土表面留下孔洞、气泡。
(3)检查衬砌台车在使用过程中是否变形，如果变形，应及时进行调整。
(4)检查衬砌台车支撑刚度够不够，如果支撑刚度不够，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。处理此类问题应加强台车支撑，增加支撑丝杠个数，要求全部支撑紧固到位，保证台车整体受力。
(5)模板台车就位前，施工技术人员应仔细检查模板是否打磨干净，模板打磨不净是造成混凝土局部麻面的一个重要原因。
(6)模板台车涂刷脱模剂(严禁用废机油)过多或不均匀，衬砌混凝土脱模后均会产生油迹、色泽不一致，影响外观质量。涂完油后，以油不沾手为宜。
（六）二衬混凝土施工工艺
混凝土施工工艺不当，是二次衬砌混凝土表面产生蜂窝麻面的主要原因。
(1)混凝土配合比不当或砂、石子、水泥材料用水量不准，造成砂浆少，石子多，粗骨料下沉，浆液上浮，从而造成起拱线附近混凝土表面产生蜂窝麻面；施工配合比应随原材料、气候、机具等条件的改变随时调整。
(2)在泵送混凝土时，利用台车上、中、下三层开窗，分层浇注混凝土，落差应小于lm为宜，并且两侧轮流浇注或采用对称地连续全断面泵送灌注。这一点应严加注意，防止偏压使模板变形。
(3)掌握正确的振捣方式。①振捣时间太短，易形成上层收缩裂缝，强度不均匀，要求振动棒插入下层混凝土内的深度不应小于50mm，并且延长振捣时间，使振捣密实；同时，混凝土振捣也能起到气泡顺利消散的效果。②振捣棒与模板距离控制在1Ocm左右。距离过小，振捣易触击模板发生振动，而模板的振动易造成大量气泡向模板集中，若气泡得不到有效逸出，将影响混凝土的外观质量。
(4)脱模及养护时间。二次衬砌混凝土脱模时，保证混凝土抗压强度大于2．5MPa及抗拉强度大于0．5MPa。拆模后应对混凝土洒水养护，养护应不小于14d。
(5)其它方面。比如外加剂及掺合料的选择，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，同时适当增大坍落度及混凝土黏度，保持混凝土不泌水。
五、结束语
在隧道二次衬砌施工过程中，只要能合理选用原材料、混凝土配合比，采用科学的施工方法和施工工艺，并做好过程控制，不断地总结施工经验和提高相关人员安全质量意识，就可以有效控制隧道二衬施工质量，保证工程合格，从而取得良好的社会效益和经济效益。
参考文献：
[1]《公路隧道施工技术规范》JTG F60-2009 [2]《公路隧道设计规范》JTG D70-2004 [3]贵州省望安高速公路《上新寨、尾排隧道公路隧道两阶段施工图设计》
