隧道衬砌质量

隧道衬砌质量（通用12篇）

隧道衬砌质量 篇1

0 引言

磨沟岭隧道全长6 113 m,是西安—南京铁路线的重点工程之一。该工程采用TB880E型全断面掘进机施工,在隧道贯通后采用穿行式模板台车连续衬砌施工,设计衬砌混凝土量为41 095 m3。泵送混凝土除了满足强度和耐久性要求外还必须具有:1)良好的流动性;2)良好的稳定性;3)较小的摩擦阻力。由于混凝土搅拌站与施工现场相距较远,混凝土在长距离运输过程中会产生明显的坍落度损失。根据这种实际情况,我们不断优化配合比设计,采取一系列施工过程控制和管理措施,对泵送混凝土质量进行控制,以确保工程高标准、高质量地顺利完工,为创国优工程打下坚实的基础。

1 泵送混凝土配合比设计及选定

1.1 水灰比

水灰比是影响混凝土强度和流动性的主要因素。水灰比的控制对混凝土进行泵送起着重要作用。在一定范围内,混凝土强度随着水灰比的减小而增强,但减小水灰比对泵送不利,可见,水灰比、强度指标和混凝土可泵性对泵送混凝土来说实际上存在着相互制约的因素,因此,泵送混凝土配合比设计很重要,就是根据强度和可泵性来考虑水灰比,工程实际证明泵送混凝土的水灰比宜控制在0.55左右。

1.2 细骨料

细骨料宜选用质地坚硬,级配良好的中砂为佳,表观密度宜为2 580 kg/m2～2 650 kg/m2,含泥量小于1.5%,细度模数在2.5～2.8范围内。

1.3 粗骨料

粗骨料采用粒径范围为5 mm～40 mm的连续级配碎石。因为粒径越大对混凝土泵送越不利,且易形成塞管,因而必须严格控制粗骨料的粒径,选择连续级配碎石,可以提高混凝土的可泵性。

1.4 砂率

最佳砂率是在水泥用量一定条件下,使混凝土的搅拌获得最佳流动性,而不产生离析、泌水、分层现象的保证,有关资料和试验证明砂率为40%左右时可泵性较好。

1.5 胶结材料

水泥采用P.O32.5R,混凝土中水泥用量不宜小于300 kg/m3,以保证混凝土有足够的工作性能,掺入RB多功能型高效减水剂可以制得高流动性的混凝土,从而提高混凝土的可泵性,其用量宜为水泥用量的1%;掺入FS型防水剂可以增加隧道的防水、防渗效果,其凝结时间和水泥相同,不影响其原有的流动性,其掺量宜为水泥用量的5%;保坍剂可以有效地提高混凝土的可泵性和减少坍落度损失,确保泵送施工顺利进行,掺入保坍剂对混凝土强度没有影响。其掺量宜为水泥量的2‰。

1.6 保坍剂的用量选用

根据混凝土的强度等级C20、砂率等设计混凝土的配合比,然后分别掺入0‰,1.0‰,1.5‰,2‰,2.5‰的保坍剂进行搅拌,按标准试验方法装满坍落度仪,测出其坍落度值和强度,见表1。

2 施工过程控制

混凝土配合比设计和施工过程控制是控制泵送混凝土质量的保障。为此我们将整个工艺流程做了科学的编排,有效地提高泵送混凝土可泵性。其工艺流程如图1所示。

2.1 混凝土搅拌

混凝土在搅拌过程中,计量偏差和搅拌时间的过多或过少都会直接影响混凝土的质量。计量偏差会导致混凝土达不到设计要求,因此工作人员必须严格按照配合比对拌合物进行计量及每月对计量机器进行校正。搅拌时间过多会使混凝土含气量增加,导致在施工过程中混凝土出现蜂窝,麻面等缺陷;搅拌时间过少会使混凝土搅拌不均,影响混凝土的和易性能。磨沟岭隧道工程采用HZS60型全自动混凝土搅拌站,可以有效地减少计量偏差和控制搅拌时间。其计量偏差范围控制在8‰。

2.2 运输时间

混凝土拌制好以后,随着时间的延长会产生坍落度损失,坍落度损失主要是由于水泥浆中的自由水减少引起的,水泥水化需要水分,骨料要吸水,同时还有水分蒸发。混凝土拌合物周围温度越高,水泥的水化加剧,水分蒸发快,因而高温情况下坍落度损失更大。因此,根据现场施工情况,合理调度运输,减少混凝土运输时间,提高泵送混凝土的可泵性,使混凝土能保质保量尽快地到达施工现场。

2.3 立模

由于泵送施工使用大坍落度混凝土,浇灌振捣时混凝土能横向流动,加上浇灌速度快,一次入模量大,模板压力急剧增加。这时如模板刚度不足,支撑不牢,就容易出现鼓肚、变形和爆开等质量问题。另外由于模板接缝不严,模板表面不平时容易跑浆,造成蜂窝、麻面和水纹印等缺陷。据国内外资料介绍,由此引起的混凝土质量问题不少,对此,根据施工现场情况和TBM掘进机的需要,我单位自行设计全圆穿行式模板台车,其配有两套16.5 m的模板,每套模板装有10台附着式振捣器,施工时两块模板交替使用。其特点是模板刚度大、接缝严表面光滑,能有效地解决模板变形、跑浆和麻面等问题。

2.4 入模与振捣

混凝土入模采用输送泵管道直接入模,在管道端部接上一根软管,均匀移动软管,不允许将混凝土泵送成堆。出料口离浇灌面落差以50 mm～100 mm为宜。混凝土振捣过程中少振会使混凝土的含气量增加,过振会使砂浆浮升。混凝土捣固采用台车上的附着式振捣器和插入式振捣器联合振捣。捣固时间以15 s～30 s为宜,不得大于30 s,防止过振使砂浆浮升。浇筑部位低处有积水时,应及时排除,方可继续浇筑混凝土,达到预期的效果。

3 管理措施

3.1 混凝土质量的现场控制

混凝土在运输过程中和卸料时不可产生离析,混凝土不得失去任何一种原料,也不能混入其他外来成分和附加水。特别是不准随便加水和向泵车料斗中加水。为防止混凝土拌合物在浇捣之前凝结和坍落度的过大损失,在运输和等待卸料的过程中,混凝土搅拌车筒体不得停止转动。等待卸料时间不得超过30 min。混凝土在浇灌过程中,模板不得留有积水。模板应密闭以防止漏浆。

3.2 混凝土质量的检验

检验试验应包括强度试验、坍落度和空气含量等。现场卸料时取样,不能取搅拌车卸出混凝土的开头和末尾,因为,如此取样并不代表整车混凝土的质量情况,预拌混凝土强度试块应进行标准养护,未标准养护的不具可比性。混凝土每100 m3取一组试样,不足100 m3取一组进行检验。

4 结语

正确的配合比是泵送混凝土质量的保证。通过试验研究,加强试验检测、现场监控,保证了混凝土正确的施工配合比,从而确保了泵送混凝土质量。良好而又周密的施工组织,科学的施工方法,并且在施工中不断总结经验、探索求新,使泵送混凝土的质量达到设计要求。综上所述,磨沟岭隧道施工过程中具有现代化的施工机械、合理的配合比、强有力的施工过程控制和管理措施,使泵送混凝土质量得到有效的控制,为磨沟岭隧道工程创国优工程奠定了良好的基础。

参考文献

[1]杨伯科.混凝土实用新技术手册[M].吉林:吉林科学技术出版社,1998.

[2]习应祥,肖桂彰.建筑材料[M].长沙:湖南大学出版社,1997.

隧道衬砌质量 篇2

在简述地质雷达基本原理及工作方法的基础上,阐述了地质雷达的信号识别在铁路、公路等检测中的可行性及准确性,并对地质雷达的实测资料进行了处理及分析.结果表明,地质雷达检测技术能有效的判断隧道衬砌厚度、衬砌中金属构件的.分布、衬砌缺陷部位以及衬砌结构空洞情况,对隧道衬砌的质量起到监控作用.

作 者：宋明艺 王立国 Song Mingyi Wang Liguo 作者单位：宋明艺,Song Mingyi(广东省有色金属地质勘查局地质勘查研究院,广州,510080)

王立国,Wang Liguo(中航勘察设计研究院,北京,100098)

隧道衬砌质量 篇3

关键词：地质雷达；衬砌缺陷；隧道衬砌质量；雷达检测；铁路工程 文献标识码：A

中图分类号：U414 文章编号：1009-2374（2016）14-0047-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.14.024

隧道工程的地质条件一般情况下较为复杂，其施工难度大、环境恶劣，对施工工艺和施工工序要求较为严格，一旦卡控不严就很容易导致隧道质量缺陷。铁路建设单位为保证行车安全，越来越重视隧道的施工质量，由于地质雷达无损检测技术，具有操作简便、检测效率高、检测结果准确等优点，被广泛地应用于铁路隧道衬砌质量检测中。本文首先介绍了地质雷达无损检测的基本原理，然后结合隧道施工、检测的实际情况给出了几种常见的隧道衬砌缺陷类型，并从施工角度分析了衬砌缺陷的形成原因，同时针对每种缺陷类型给出了对应的典型的地质雷达检测图像，分析了缺陷图像特征，为隧道衬砌质量检测数据分析工作提供指导，最后给出了地质雷达应用于隧道衬砌检测的实例。

1 地质雷达缺陷检测的基本原理

1.1 地质雷达隧道检测理论基础

地质雷达检测隧道衬砌质量是利用工程介质不同介质的电性差异来实现的。地质雷达系统将高频电磁波向工程介质发射，当电磁波穿透工程介质时，由于不同的工程介质或者工程介质与缺陷介质存在着电性差异，电磁波将在电性不同的介质界面发生反射。地质雷达就是根据介质的反射波特性以及电磁学性质来揭示工程介质内部结构和缺陷的，地质雷达的工作原理如图1所示：

1.2 电磁波在衬砌不同介质中的反射特性

电磁波在传播过程中遵循波的反射和折射定律，一般雷达电磁波被认为是近垂直入射，对于非磁性介质而言（如混凝土等），反射系数R可简化为：

式中，、为反射界面两侧介质的相对介电常数，由式（1）可知，相邻介质的介电常数差异越大，则反射信号超强烈。

而对于金属良导体（如钢筋、钢架等），反射系数R则简化为另一种形式：

式中，为电磁波的角频率；为金属的电导率。从式（2）可以看出，由于金属的电导率趋于，即当电磁波传播至钢筋、钢架时，电磁波将发生全反射。

2 衬砌缺陷的形成机制及雷达图像形态特征

分析隧道衬砌缺陷形成原因，研究不同缺陷在地质雷达图像中的形态特征，对于隧道衬砌缺陷的辨识有很大的帮助，下面就四种常见的隧道缺陷进行分析：

2.1 各种衬砌空洞

衬砌空洞可能存在于隧道衬砌的任何部位，衬砌空洞不仅会造成衬砌混凝土开裂，严重者还会使衬砌产生掉块，危及行车安全，更有甚者会使围岩失稳。混凝土与空气或混凝土与水的介电常数差异很大。通过上述可知，不管空洞内有没有水的存在，电磁波在空洞处都会产生强烈的反射，这种强反射在雷达图像上可以比较清晰地表现出来。按照空洞出现位置及成因的不同，主要可以分为以下两种：

2.1.1 防水板与初支之间的空洞。此类空洞多是由于光面爆破效果不好或者防水板铺设不当造成的。

2.1.2 防水板与衬砌之间的空洞。在浇筑二次衬砌时，如果混凝土灌注不满，加上混凝土本身存在的“干缩”现象，往往会在衬砌中形成空洞，受混凝土流动性影响，空洞多集中于拱顶、拱腰部分。这类空洞一般表现出连续性，且纵向尺寸较大。为了解决这个问题，隧道在设计时往往会在拱顶设计一定数目的注浆孔，以留作后期二次注浆之用。

2.2 衬砌不密实

2.2.1 混凝土内部不密实。混凝土内部不密实可能是由于混凝土振捣不充分、漏浆或者混凝土离析等原因造成的，这时混凝土内部一般呈蜂窝状或者松散状。这类问题一般容易出现在钢筋混凝土或隧道仰拱填充中。

2.2.2 仰拱虚渣、积水。按照施工要求，隧道充填混凝土层和仰拱应该分开浇筑，图2为隧道仰拱上表面积碴、积水导致仰拱和仰拱填充层交界面不密实。

2.3 钢架及二衬钢筋数量

当隧道围岩较差时，为了增加衬砌的支护抗力，一般在初期支护中加设钢拱架，同时使用钢筋混凝土作为二次衬砌来共同承担围岩压力和变形。钢拱架、二衬钢筋数量不足将严重危及隧道结构安全，给线路运营期间行车安全埋下巨大隐患。钢架及二衬钢筋数量的判识较为简单，二衬钢筋在地质雷达图像上呈现为连续的小双曲线形强反射信号，

而钢拱架则呈现为分散的月牙形强反射信号，如图3所示：

2.4 衬砌厚度不足

衬砌厚度不足属于隧道工程质量通病，多是由于隧道欠挖所致。衬砌厚度不足会导致衬砌表面发生裂缝，造成混凝土掉块，影响行车安全。

3 工程实例

3.1 地质雷达检测隧道二衬脱空的应用实例

图4为西南某隧道D1K191+485-480拱顶雷达图像，拱顶二衬设计厚度为45cm，从图像可以看到，D2K81+483-486段，深度约20～50cm范围内有反射界面，且界面下方形成多次反射，判断为二衬脱空，脱空高度约20～25cm。使用冲击钻钻孔验证结果与雷达图像判识结果一致，现场验证照片如图5所示。

3.2 地质雷达检测二衬钢筋数分布的应用实例

图6为西南地区某隧道D8K147+845-850右边墙雷达图像，设计钢筋间距为25cm，标示了边墙纵向施工缝上1.5m处测线和边墙纵向施工缝上2m处测线。图7可以看出平均钢筋间距约为50cm，而此测线上方0.5m处的测线即显示钢筋并不缺少，经分析推测形成图7的原因可能是边墙插筋与二衬钢筋之间扎丝脱落，灌注混凝土时，造成二衬钢筋向后挤密、上浮，无损检测时，二衬钢筋信号被长插筋信号遮挡，经过现场破检检查发现结果与推测一致。

3.3 地质雷达检测隧底片石混凝土填充应用实例

隧底填充片石混凝土的情况时有发生，往往是由于施工队伍安全意识淡薄、偷工减料所致。图8为西南地区某隧道D1K191+495-500隧底雷达图像，该段仰拱设计厚度为45cm，填充为91.5cm，从图中可以看到D1K191+495-498段，深度40～100cm范围内雷达反射信号较强，且杂乱无章，判断异常信号为混凝土填充不密实。经钻芯取样发现此处混凝土夹杂大量片石，最大片石充填深度范围为1m。

4 结语

地质雷达法检测隧道衬砌质量具有无损、快速、经济等特点，因此在检测铁路隧道施工质量方面具有非常重要的应用价值。它不仅可以准确地检测出隧道衬砌的厚度，还可以反映出衬砌内部缺陷，由于其操作简单，因此可以对施工中或者运营中铁路隧道进行大面积检测。通过大量隧道衬砌质量检测资料的积累和分析，总结各种缺陷图像的特征，对同类隧道质量检测具有非常重要的指导意义。

参考文献

[1] 李二兵，谭跃虎，段建立.地质雷达在隧道工程检测中的应用[J].地下空间与工程学报，2006，2（2）.

[2] 李大心.探地雷达方法与应用[M].北京：地质出版社，1994.

[3] 李晋平.地质雷达在铁路隧道工程质检测中的应用

[J].中国铁道科学，2006，（3）.

作者简介：黄潘（1983-），男，湖北人，铁道第三勘察设计院集团有限公司工程师，工学硕士，研究方向：岩土工程。

隧道二次衬砌施工的工程质量控制 篇4

1 工程概况

公路化稍营至蔚县 (张保界) 段高速公路第L11合同段线路全长2.4km, 隧道按高速公路双向四车道设计, 设计速度为100km/h, 整体式路基宽度26m, 分离式路基宽度13m, 行车道宽度2×7.5m, 最大纵坡2.7954%, 最短坡长700m, 该标段共设2个平曲线, 最小平曲线半径R=2000m。设计洪水频率1/100, 地震烈度为Ⅶ度。隧道平面布置主要根据路线走向, 设计为上、下分离式隧道。在40里峪隧道出口至雾柳林隧道进口段设置1m~13m小桥2座。左线桥长21.0m, 右线桥长16.8m。

本段隧址区属低中山地貌, 山势陡峻, 悬崖、沟谷发育, 多呈“V”字形, 山坡坡度30℃~80℃, 山区植被灌木较茂密。为中低山工程地质区的硬质岩亚区, 地形变化复杂, 具岩溶地貌特征, 出露地层为单一的震旦系迷山组白云岩, 含较多燧石条带, 岩层产状平缓表层节理裂隙发育, 岩体破碎, 危碎、危石发育, 并有溶洞存在。岩石质体坚硬, 软弱夹层少见。

2 二次衬砌施工工艺及要求

2.1 衬砌台车施工及要求

衬砌台车施工后其外轮廓应保证在混凝土浇筑后隧道内净空, 门架结构的净空应保证洞内车辆和人员可安全通行, 一般情况下台车外轮廓尺寸较隧道净空断面加大3m~5cm;台车长度一般控制在9m~12m, 以防过短而降低生产效率并增加接头, 长度过长而导致移动不方便, 且在混凝土收缩过程中产生环状裂纹;宜分层布置台车墙部作业窗, 一般控制层高不超过1.5m, 每层宜设置4~5个窗口;若隧道采用机械通风则台车上应预留风管的穿越通道或固定的硬风管, 但其前后两端应设置可与软风管连接的接头以保证台车移动不影响通风;台车应设置足够的承重螺杆支撑或径向模板螺杆支撑以保证在混凝土施工中不发生坍塌现象;台车拱顶宜设置2~3个混凝土浇筑口以便混凝土浇筑施工, 浇筑口宜设置在台车两端, 在坡道上浇筑混凝土利于高端内灌满;台车上安装的振动器应可单独启动, 由于混凝土浇筑时间较长, 附着式振动器不宜并联共振, 整个台车的振动会对已经初凝的混凝土产生不利影响, 而单独启动振动器可缩小影响范围, 并可通过作业窗采用插入式振捣器振捣[1]。

2.2 钢筋绑扎

应保证钢筋绑扎牢固以防止在浇筑混凝土时由于碰撞、振动而导致绑扎口松散、钢筋移位等, 甚至导致露筋现象, 绑扎时应按照设计规定预留保护层, 禁止出现负误差, 保护层内用同配合比的水泥砂浆垫块将钢筋垫起, 而严禁采用钢筋作为垫块或用铁钉、铅丝等将钢筋固定在模板上, 保证钢筋或铅丝不接触模板。

2.3 混凝土搅拌

进行第一盘混凝土搅拌时应考虑到筒壁导致的砂浆损失, 并应按照配合比规定减半石子用量, 搅拌时按照石子、水泥、砂子和泵送剂的顺序投料, 控制各种材料用量允许误差不超过以下范围:水泥、水、外加剂为2%, 砂与碎石为3%;每盘装料量不可超过搅拌筒标准容量的10%;拌合完毕后的混凝土在全部卸出前不得再投入拌合料, 更应杜绝边投料边进料的做法;应严格控制拌合物的水灰比和坍落度, 严格控制搅拌时间, 最终保证拌合物均匀一致, 颜色一致, 不存在离析和沁水现象, 最短的搅拌时间不少于120s;施工中应在搅拌地点和浇筑地点分别取样检测坍落度, 并以浇筑点的测定值做为评定标准。

2.4 混凝土浇筑

浇筑前应检查台车、钢筋、止水条及预埋管线等, 并应将模板内侧杂物、积水以及污垢等清除干净, 并在模板内侧涂刷脱模剂;混凝土浇筑时应保证对称施工, 两侧高差不宜超过1m, 以免造成偏压、跑模, 混凝土真逗啊宜采用振捣棒分层振捣, 振捣棒的移动间距应不超过作用半径的1.5倍;对各个部位的混凝土振捣应保证混凝土密实, 最终停止下沉并不再产生气泡, 且表面平坦、泛浆;混凝土浇筑应连续进行, 若必须间断则应控制间断时间小于前层混凝土的初凝时间或可重塑时间, 浇筑过程中若混凝土表面沁水较多则可在不扰动已经浇筑混凝土的条件下采取措施排出积水[2]。

2.5 拆模及养护

若在初期支护稳定后进行施工的要求拆模时混凝土强度达到8.0MPa, 若初期支护不稳定则要求强度达到设计强度的100%, 拆模时应保证混凝土表层和内部及表层和外界环境温差不超过20℃, 结构内外侧表面温差不超过15℃, 且严禁在混凝土降温前拆模;模板拆除后应对其进行连续养护, 养护期间内部温度不应超过60℃, 养护用水与混凝土表面温差不超过15℃, 养护过程中应始终保持表面湿润以保证养护效果。

3 施工质量控制要点

3.1 施工段接头处理

施工中衬砌台车宜采用带有气囊的端模以防止漏浆;接头部位施工的时间间隔一般控制在2d~3d, 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, 并应将模板顶紧以防止漏浆, 并采用增加硬橡胶间隙带的措施来减缓局部压力导致接头部位出现不可弥补的裂纹现象, 并可密封接头缝隙, 相邻段混凝土施工完毕后应拆除间隙条并用砂浆抹平凹槽;并应在堵头板上分层设排水孔以排放沁浆水, 浇筑过程中应根据混凝土层面开孔排水以及排放在振捣过程中产生的表面气泡[3]。

3.2 初期支护与二衬间隙处理

由于混凝土自重和浇筑混凝土压力不足等原因往往导致在初期支护与二衬间存在空隙或空洞而影响结构安全, 对于二次衬砌厚度超过2/3设计厚度部位的空洞应预埋注浆管并采用1∶1水泥浆用注浆泵压浆充填, 但应控制注浆压力在0.2~0.4MPa范围内, 对小于设计厚度2/3的空洞则先用泵送小石子混凝土将其填充密实, 后注1∶1水泥浆的措施。

4 结语

隧道施工中二次衬砌质量在很大程度上影响整个隧道的施工质量, 施工中应充分利用监测手段进行检测便于及时调整和修正施工中各个参数, 并应严控边墙和二次衬砌间的施工缝防水, 并应严格控制止水带安装就位以免出现渗、漏水情况, 应严格控制混凝土的搅拌、输送以及浇筑振捣和养护工作, 以确保其强度不低于设计要求, 方可最终保证隧道的施工质量。

参考文献

[1]叶华文.松建高速公路田口隧道二次衬砌施工技术探讨[J].建材与装饰, 2011 (8) .

[2]袁远泉浅析隧道二次衬砌施工中的质量控制[J].中国新技术新产品, 2011, 17.

隧道衬砌防水作业指导书 篇5

隧道衬砌防水作业指导书

施工单位： 监理单位： 业主单位： 编制日期：

编制： 复核：

中铁三局集团第二工程有限公司 北京路桥通国际工程咨询有限公司 陕西省交通建设集团公司 2014年7月11日

第一章 工程概况

本工程为国家高速公路包头至茂名线（G65）陕西境黄陵至延安公路扩能工程LJ-14标段，起讫里程为YK94+300、ZK94+350～K96+900，为新建双向六车道公路，设计速度100公里/小时。全线采用分离式路基，路基宽度16.75，横断面布置;左侧土路肩0.75m，左侧硬路肩1.0m，行车道为3×3.75m，硬路肩3.0m（含右侧路缘带0.5m），土路肩0.75m。

本合同段共有1座长隧道，为分离式隧道。中马岔隧道起点位于高哨乡中马岔村附近，穿越区洞室围岩主要是第三系粘土岩和风化性砂岩，终点位于高哨乡岳屯村附近。中马岔隧道左线2184 m，其中V级围岩2163 m，明洞21 m。隧道右线2185 m，其中V级围岩2143m，明洞42m。隧道两侧设两道电缆槽，边沟设于线路两侧；全隧共设车行横洞2个，人行横洞3个。隧址为黄土峁沟壑地貌，海拔高度约在1105-1350米，区内沟壑林立隧道顶部刺槐、灌木等植被发育。

隧道明洞段采用30cm粘土隔水层作为第一道防水线防止地表水渗漏，明洞衬砌外铺设三油两毡为第二道防水措施；暗洞隧道在初期支护和二次衬砌间敷设一层复合防水板（1.2mm厚EVA／ECB防水板+土工布），防水板敷设范围隧道拱顶至边墙下部引水管；施工缝采用背贴式止水带加S8V缓膨胀止水条防水，注意安装前务必保持二次衬砌干燥，并覆盖全部接缝长度；变形缝采用背贴式止水带+中埋式橡胶止水带复合使用，其主要技术指标及施工工艺详见相关技术标准。沿隧道环向间隔1米设置一个φ8的钢筋卡用来固定止水带。由于施工工艺的原因，二衬衬砌在纵向存在纵向施工缝，凡是在纵向施工缝处均需设置S8V缓膨胀止水条，设计中暂按3道考虑。

1、地形地貌

本项目地处陕西省西北部，属黄土梁峁沟壑地貌，该区域海拔约在1050～1300m，主要分布河流为洛河，区内沟壑林立，山体顶部刺槐、灌木等植被发育。

2、地质概况

洞室围岩主要第三系粘土岩、侏罗系中统强-中风化砂岩，粘土岩呈棕红色、坚硬状，含钙质结核，遇水、暴露易开裂崩解，具膨胀性；侏罗系砂岩产状近水平，裂隙发育，岩体较破碎呈裂隙块状结构。岩土体波速Vp=1.2～2.0km／s，围岩稳定性差，洞室开挖洞顶极易坍塌，处理不当会出现大的坍塌，侧壁经常出现小坍塌。地下水贫乏，开挖过程中可出现滴水、渗水现象。

3、水务特性

地表水主要为洛河，流向总体为由西向东。流域径流流量小，比降大。地表水主要受大气降水、基岩裂隙水及第四系松散堆积层孔隙水补给，遇大气降雨量较大时河水暴涨，水流湍急，冲刷破坏严重。

4、气象特性

本项目地处内陆，属暖温带半湿润半干旱大陆性气候区，早晚温差较大，年平均气温8.6～9.4℃，元月最冷，平均气温-5～-8℃，极端低温-22～-25.4℃；七月均气温21.4～24.8℃，极端高温36～39.7℃。项目区年平均降水量552.6～631毫米，春季干旱少雨，多大风扬沙；夏秋季温湿多雨，降雨量占全年的60%，且以暴雨、阵雨为主，历时短，降雨量大，易形成黄土滑坡、泥石流等自然灾害；冬季寒冷干燥、雨雪稀少，潮湿系数较小。最大冻深65cm。

第二章 作业指导书编制说明

一、编制说明

国家高速公路包头至茂名线（G65）陕西境黄陵至延安高速公路扩能工程LJ-14合同段中马岔隧道ZK94+495～ZK96+679，YK94+510～YK96+695;隧道全长4369m范围内的隧道开挖工程，对隧道开挖安全技术的完成及缺陷修复，达到交通部颁发的现行的交付验收标准，并办理交验为止的全过程。

二、编制依据

1、业主对建设项目的工期、进度要求和投资安排；

2、《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）；

3、《公路隧道施工技术细则》（JTG/T F60-2009）；

4、《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)；

5、《公路工程施工安全技术规程》（JTJ 076-95）；

6、本工程有关现行有效的技术标准、施工规范、规程和规则、施工质量验收标准等；

7、上场施工队伍的编制、技术水平、专业化程度、机械车辆配备、综合生产能力；

8、本企业能掌握的施工技术、施工工艺和积累的施工经验。

第三章 施工方法及措施

隧道工程安全专项作业指导书

1、工前危害辨识安全作业指导书

危害辨别安全作业流程图

1.1组建编制部门：

1.1.1 成立编制小组，由技术、安全、施工等部门组成。危险源调查

1.1.2 工前对施工中的危险源进行调查、辨识。1.2 编制要求 1.2.1 数据收集完毕后，开始编制。

1.2.2 危险源的辨识要包括整个施工环境和生活区域。1.2.3 编制时间包括施工准备，施工过程，施工结束。有时还要考虑周边环境的影响。

1.2.4 危险源辨识出来以后，我们再对每一项危险源进行评价。1.2.5 根据发生频率和危险程度，进行分类进行管理。1.2.6 对于辨识出来的中高度危险源，要制定相应的措施以及应急预案。

1.3 制定措施进行下发

1.3.1 根据风险程度制定相应的卡控措施。

1.3.2 制定完毕，下发危险源控制措施，一直交到作业层。1.3.3 作业班组根据制定措施进行规范作业 1.4 检查核实

1.4.1 在施工过程中，项目安全管理人员再针对这些措施进行安全检查，核实。

2、安全技术交底安全作业指导书

安全技术交底作业流程图

2.1 编制下发

2.1.1 在开工前由技术部门编制后向现场负责人，班组长，作业人员下达安全技术交底。

2.2 交底要求

2.2.1 安全技术交底要考虑全面，涵盖每一个工序的整个施工。2.2.2 在交底时，要把我们施工中的隐患防范措施进行详细讲解，使作业人员清楚自己的作业环境，存在哪些不安全因素，该怎样去减少和预防，从而控制事故的发生。

2.2.3 安全技术交底要切合实际，通俗易懂。

2.2.4 安质部们要保留施工人员的签名原件，以备后查。2.3 认真掌握

2.3.1 作业班组在收到安全技术交底后，仔细的阅读，牢记在施工中存在的安全隐患。

2.3.2 在施工中发现隐患后，要对身边的同事相互提醒。2.4 安全施工

2.4.1 作业班组在施工中严格按照安全技术交底进行作业。2.4.2 作业班组长要肩负起作业班组人员机械的安全，所以在施工过程中要起到监督作用。

2.4.3 作业班组在实际的施工中，要对安全技术交底和安全施工进行核对。

2.4.4 如果发现有实际出入的地方，要和安全人员、交底人员进行沟通，不能生搬硬套。

2.5 整改要求：

2.5.1 安全管理人员和施工管理人员，要在整个施工过程中，对安全技术交底的控制情况，给予核对检查。

2.5.2 在检查中发现问题后，下达整改通知书，要求整改。2.5.3 作业班组收到整改通知书以后，按照整改内容进行整改。2.5.4 作业班组经过整改后提出验收要求。

2.5.5 安质部门开始验收，如隐患排除，整改结束。还存在问题，又重复前一个循环。

3、施工场地安全作业指导书

场地处理安全作业流程图

3.1 施工特殊性

3.1.1 隧道施工由于它的特殊性（高湿，高危险，高扬尘等），所以应该重视场地的布置。

3.2 制定规划措施

3.2.1 项目部领导要组织技术、安全等部门要对施工场地进行查看，进行规划。

3.2.2 由技术部门绘制场地布置图，报项目部领导审核，执行。3.2.3 技术部门及时制定场地规划措施以便进行下发 3.2.4 在措施得制定中，要充分考虑到，水源排放，用电安全，环境保护等安全文明施工要求。

3.3 作业注意事项

3.3.1 并由洞门向外有一定的坡度，以便排除自然水。3.3.2 全面清除施工场地集土，乱石，填平凹陷处。3.3.3 施工场地保持干净、整洁、平整，场地无积水。3.3.4 洞门外场地，运输公路，生活驻地，办公地等地，均要进行混凝土硬化处理。最大限制的控制施工扬尘的产生。

3.3.5 在适当位置修建洗车池，以减少施工扬尘的产生。3.4 场地保护要求

3.4.1 为了尽量保持场地的整洁，确保安全文明施工，在施工场地禁止修建临时住房，和民工生活驻地。

3.4.2 禁止在施工现在焚烧垃圾，和其他物品。3.4.3 不得在施工场地竖立钢筋，用于晾晒衣物。3.5 材料堆码

3.5.1 材料的堆码应有专门的库房。

3.5.2 如果材料过多，需要在施工场地进行堆放的，要尽量堆放到运输车辆的公路两侧，不得影响行车。

3.5.3 零碎材料要堆放到场地外侧，有规格形状的对方打道路两侧，这样既美观又便于运输。

3.5.4 在场地上堆放材料后，要进行分类堆放，并设置维护。3.5.5 安全文明检查小组适时进行检查

4、火药库管理安全作业指导书

火药库安全管理流程图

4.1 首先选择火药库的修建地点。4.2 手续报批

4.2.1 收集材料，报公安机关审批后，按规定要求进行。4.2.2 在材料中要求说明库房地址，建库单位，库存量，控制措施，库管人员名单，入库以及领用制度等。

4.2.3 修建完成后通知公安机关进行验收。4.3 库房建立

4.3.1 火药库的修建场地要求相对独立。4.4 设置安全设施

4.4.1 库房里要安装温度红外报警器，上方安装避雷针。4.4.2 火药库和雷管库要分开建立，并保持安全距离。4.4.3 库管员是经过公安机关培训核发后的持证人员。每个库房设两套钥匙，由两名库管员分开保管。

4.4.4 库房内设防爆箱，所有未用药品和为用完药品要回收到箱内存放。

4.4.5 库房要进行封闭管理，24 小时安排人员进行看守。4.5 火工品管理

4.5.1 领料单上要有使用人、负责人、库管员签名，火工品才可以出库。

4.5.2 库管员要仔细核对上一次火工品的使用情况，并作好废旧火工品的存放工作，到相应部门实施销毁。

4.5.3 做好收发台账记录 4.6 安全检查

4.6.1 项目部安全员，安全小组要经常的对火药库库存，周边环境进行检查，做到不遗失，收发账目清楚。

5、隧道开挖安全作业指导书

隧道开挖安全作业流程图

5.1 施工前期调查

5.1.1 洞门开挖之前，要仔细查看隧道上方是否有民用建筑，电力设施和其它设备。

5.1.2 然后分析开挖和爆破时是否会影响到这些建筑和设备的稳定性、安全性。

5.1.3 如果有影响，必须提前进行拆迁和妥善处理以后才能施工。5.1.4 根据围岩情况还要考虑是否设置管棚，以确保隧道施工安全。

5.1.5 隧道开挖之前，要对隧道洞门的四周进行处理，清除洞门上方和四周的杂草，危石，并根据施工要求进行放坡。

5.1.6 放坡完成以后，在适当的位置开挖截水沟，以排除洞门上方水源，对洞门的冲刷，留下隐患。

5.1.7 当坡面清理完成以后，要挂网锚喷。5.2 施工准备

5.2.1 了解地质资料，包括岩石类别、节理状况、地下水情况等。施工放样，自上而下进行洞口段路堑及洞口仰坡的开挖，清除洞口山坡和开挖边坡上的危石，及时砌筑洞口临时，永久排水工程以及挡护工程，确保洞口段路堑及仰坡的稳定。

5.2.2 根据布眼设计和施组要求，准备钻眼机具、器材，对风、水、电供应检查、落实，保证钻眼作业的需要。

5.2.3 在炸药加工房内制作起爆药包。5.2.4 准备封口填堵泥土及器材。

5.2.5 根据施工技术放线，按照要求进行开挖。

5.2.6 洞门开挖不管是采用机械开挖和人工开挖，都要保持足够的安全距离，防止发生机械伤害事故。

5.3 开始施工

5.3.1 开挖人员到达工作地点时，应首先检查工作面是否处于安全状态，并检查支护是否牢固，顶板和两帮是否稳定。5.3.2 如有松动的石、土块或裂缝应先予以清除或支护。5.3.3 人工开挖土质隧道时，操作人员必须互相配合，并保持必要的安全操作距离。

5.3.4 站在碴堆上作业时，应注意碴堆的稳定，防止滑坍伤人。5.3.5 仰坡断面应自上而下开挖，一次将土石方工程做完，没有完工的要对开挖面进行覆盖。

5.3.6 开挖人员不得进行上下重叠作业，高于 2 米时，要注意防止跌落。

5.3.7 施工机具禁止在洞门处进行修理。

6、支架搭设安全指导书

工作流程图

6.1 材料选用

6.1.1 主要材料为钢管，施工前要检查材料的合格性，发现有破损，裂口的，要禁止使用。

6.1.2 要对钢管表面进行清理，以确保材料的正常使用和性能。6.2.支架搭设

6.2.1 在搭设过程中，要注意保持相互间的安全距离，配备劳动保护用品。6.2.2 首先清理场地，做到场地平整，结实，准备钢管下方的垫板。

6.2.3 脚手架的搭设由下往上逐层搭设。

6.2.4 在安装过程中，活动扳手尾部要用绳子系好，另一端再系在腰上，防止在操作的过程中工具掉落。

6.2.5 钢管在传送过程中，一定要拿稳，站人系好安全带，放置脚踏板，每层站人要错开，不能在一个工作面垂直站立。

6.2.6 当搭设离地高度超过了 3 米，必须设置横向、纵向连接杆，链接到固定、牢固物上、设置剪刀撑。以确保脚手架的稳固。

6.2.7 如果不采用传送，那可以选择用其他运输工具，少量可用绳吊的方式。禁止抛掷。

6.2.8 采用绳吊时，绳吊下方不得站人，必要时设专人瞭望。6.2.9 整过脚手搭设完毕后，有关人员要对脚手架进行验收，让后交付使用。由于是小型脚手架施工，验收可以使几个人查看方式，进行验收。

6.2.10 脚手架的搭设不得影响道路的通行，阻碍其他施工。6.2.11 如果有大型脚手架施工，还要经过验算，不过隧道工程一般没有大型脚手架工程。

6.3 脚手架拆除

6.3.1 施工完毕，要对脚手架及时进行拆除，尽量保证道路的通畅。

6.3.2 在拆除时，要采用从上往下的方式，禁止上面还没有拆完，下面又开始拆卸。

6.3.3 拆下的钢管，不能随手往下抛掷，要采用用绳系好后往下掉的方式进行拆卸。

6.3.4 剪刀撑的拆卸不能过早，要等横向主题钢管拆到剪刀撑的一半左右，可以拆除剪刀撑。

6.3.5 连接钢管的拆卸，也要等到主管拆完后，才可以拆掉平行连接钢管。

6.4 材料堆码

铁路隧道防止二次衬砌脱空 篇6

摘要：随着经济社会的不断发展，交通行业得到了前所未有的进步，隧道在线路中占的比重逐渐增大，其在施工过程中的质量问题也越来越突出。文章介绍了隧道衬砌背后脱空治理的意义以及具体的检测办法，进行了成因分析和对脱空的处理，并结合工程实践经验从施工和施工管理角度提出了防治的具体措施，对现场施工减小二衬脱空具有十分重要的意义。

关键词：铁路隧道；二衬脱空；成因；防治措施

引言

近年来西部铁路建设突飞猛进，隧道施工进入了高速发展阶段。截止2015年，已通车运营铁路隧道达上万座，总长度约7000公里，在建的铁路隧道三千余座，长度约7000公里。随着铁路隧道的总延长不断增加，我国隧道已经进入高维修时期，在铁路隧道施工中存在的质量问题也逐步显露出来。其中二次衬砌背后脱空导致衬砌产生裂缝，给后期运营带来安全隐患，已成为较为严重的质量通病。

1.隧道二衬背后脱空治理意义

围岩、初支和衬砌之间依次较紧密接触是地下结构区别于地面结构的主要特征。对于新奥法施工、复合式衬砌的隧道，初支与围岩共同变形、共同承载，在Ⅱ、Ⅲ坚固地层中，二次衬砌约承受较大的围岩松散荷载，主要作为安全储备。但在Ⅳ、Ⅴ软弱围岩中，二次衬砌不再是一种单纯的安全储备，而是受力结构的一个主要组成部分，它承受着50%～70%围岩松散荷载及较大的后期围岩变形压力。隧道开挖完成后，围岩本身应力的释放是一个缓慢的过程，在围岩的收敛结束后、初支变形完全稳定之后才开始施做二衬，形成抗荷环来保证隧道的安全。但是目前的隧道施工现状，由于进度要求，初期支护往往只是起到一个临时的封闭作用，仅仅是保证连续向前开挖施工过程安全的作用。当围岩变形过大或初期支护变形不收敛，又难以及时补强时，需提前施做二衬来保证安全。但二衬混凝土在浇筑过程中常常受到多种因素的影响，在初支与衬砌之间形成空隙，改变了两者之间本应较紧密接触的受力状态，对结构承载力产生影响，从而减弱了其支护强度。

由于二衬承载着较大的围岩松散压力，隧道衬砌背后是否存在脱空将直接影响隧道的安全性能。若有脱空存在，则使围岩-初支体系施加于衬砌的荷载不连续，而出现变形增大或裂纹（裂缝）破坏。只是由于结构的设计承载能力余量和初支的过度承载，延迟和减缓了危害发生的时间和程度，鉴于此隧道二衬背后脱空防治就显得尤其重要。

2.隧道二衬背后脱空检测

隧道属于地下隐蔽工程，一旦建成存在的问题将很难发现和处理，故在每施工完一段里程后，对隧道衬砌质量进行检测很有必要，及时发现施工工艺缺陷，通过调整参数进行处理，最大限度的保证质量。对于衬砌背后脱空，检查的方法有钻孔检查法和无损检测法。

钻孔检查法：采用混凝土取芯钻机进行钻孔检查。属于传统的检验方法，特点是效率低，偶然性大，代表性差，而且破坏了衬砌的整体性。

无损检测法：地质雷达法。特点是连续、高效、无损，具有分辨率高、图像直观、对场地条件要求低等优点。与传统方法相比，该方法可快速准确地找出隧道衬砌质量隐患，有效地解决传统方法对衬砌的破坏问题，具有显著的社会效益和经济效益，在施工过程中得到普遍应用。

地质雷达（Ground Penetrating Radar）是利用高频电磁波在岩体传播中遇到地质界面产生反射的特性，探测异常地质体的一种方法。隧道二次衬砌的常见结构为30～45cm厚的素混凝土体，中心频率为1000MHz天线地质雷达GPR的可探测深度为0～50cm。二次衬砌的脱空，在图像上表现为雷达波的多次高频反射，三振相明显，两组信号时程差较大。

3.隧道二衬背后脱空成因

（1）光面爆破效果不好，造成隧道局部存在较深的凹坑，初支喷砼平整度达不到规范要求，防水板挂设后形成一个空腔，因防水板松弛度所限，在混凝土浇筑后形成空洞。

（2）防水板（含土工布）挂设未预留足够的松散系数，如果防水板（含土工布）绷得太緊，则不能紧贴初支基面，使泵送的混凝土不能穿过防水板流动到背后的空隙内而形成脱空。如果防水板（含土工布）挂设太松，在混凝土浇筑过程中会因受挤压形成褶皱，在褶皱之间留下空隙。

（3）端头模板封堵不密实，浇筑完成后在等强度过程中从接缝里漏浆、跑浆，使拱部混凝土下落，形成空洞。

（4）施工时对原材料质量控制不严，砂粒过细，施工配合比水灰比偏大、混合料坍落度过大，浇筑后混凝土收缩徐变，形成空洞。或隧道处于较陡纵坡上（20‰），浇筑后混凝土收缩徐变，在上坡端出现脱空。

（5）混凝土在浇筑过程中振捣不密实，内部存在气孔、空洞等，上部混凝土浇筑完成后在自重作用下下沉，在拱部造成空洞。

（6）拱部混凝土浇筑时，由于泵送压力或浇筑方式，致使拱顶位置浇筑不到位留下空洞。

（7）拆管过早、提前脱模。盲目追求施工进度，在混凝土未初凝前现场施工人员急于拆管，造成未自稳的混凝土掉落形成漏斗，或提前脱模，使低强度混凝土过量承载，导致衬砌开裂和下沉造成衬砌脱空。

（8）衬砌台车底座支撑不牢固。在现场施工过程中，台车多采用方木支垫行车轨道，由于衬砌台车附近较潮湿，方木容易糟烂，在混凝土浇筑过程中或浇筑后方木被压变形引起台车下沉，形成顶部衬砌空洞。

（9）主观上对二次衬砌存在着片面认识，认为围岩压力是由锚喷砼承受的，二次衬砌仅仅起到安全储备作用。错误的施工指导思想导致了施工马虎，造成二次衬砌部分脱空。

4.隧道二衬背后脱空的处理

4.1拱顶

检查拱顶预留注浆管：为避免衬砌脱空及方便处理，在浇注衬砌混凝土前，每隔5～8m在拱顶最高处紧贴防水板位置预埋通长纵向注浆管。用钢筋往返插入预留的钢管内，若插入顺利不受阻挡，证明注浆管未堵塞，否则堵塞，将堵塞的注浆管做好标识。沿纵向注浆管方向在距堵塞的注浆孔50cm处钻孔，安装φ20注浆管，砼孔口缝用胶密封，待胶凝结后方能注浆。

4.2边墙

打设回填注浆孔：拱顶回填注浆应纳入工序，在衬砌脱模前及时进行。注浆材料采用高结石率的水泥浆或微膨胀水泥浆，注浆压力应达到0.2mpa。注浆过程中发现吸浆量过大时应停止注浆，查明原因后采取处理措施。

在钻孔过程中，如有操作人员操作不当导致防水板被打穿，可采用扩孔修补的方法进行处理，即在打穿部位人工扩孔，扩孔范围半径不大于10cm，将防水板修补后采用挂模浇筑微膨胀混凝土封堵。

4.3注浆施工

注浆液拱腰部位采用水泥砂浆，拱顶脱空部位采用细石混凝土回填。在脱空位置下边缘处孔内注浆。注浆过程中，密切观察注浆流量、注浆压力及周围的衬砌情况。当脱空位置上边缘处孔内流出浆液立即用木塞封闭检并保持缓慢注浆，注浆终压力持压5分钟后即可结束，然后用速凝水泥进行堵孔，保证浆液不会顺着注浆管外侧流出。

注浆应在二衬强度达到100%后方可进行。注浆时衬砌表面如出现有渗漏水部位，可改用压注水泥-水玻璃或其他化学浆液进行注浆堵水。

4.4注浆效果及复查

注浆完成后，必须对注浆效果进行检查，以确保回填注浆的质量，对于不符合要求的地段必须进行补孔注浆。检查的方法有理论分析法和无损检测法。

分析法主要是对钻孔记录进行的统计分析，检查每孔是否达到注浆结束标准。

无损检测法：用地质雷达在注浆位置进行检测，检查背后有无空洞。

5.结束语

二衬背后脱空严重影响了隧道的二衬混凝土受力性能，造成了安全、质量隐患。施工前做好各种准备，施工中加强浇筑盯控，施工完成一定里程后（以300m～500m为宜）采用无损检测检查二衬混凝土背后脱空情况，并根据检测报告对空洞进行注浆处理。事前、过程控制有力，责任落实到人，以起到减小或消除衬砌脱空的作用。

参考文献：

[1]赵勇.中国铁路隧道建设规划与挑战，铁道部工程设计鉴定中心。2011年5月20日

隧道衬砌质量 篇7

1. 基本原理

地质雷达仪是一种利用宽带高频电磁波信号探测介质分布的非破坏性的探测仪器。它通过天线连续拖动的方式获得断面的扫描图像。雷达向被测物发射高频电磁波，电磁波信号在物体内部传播时遇到不同介质的界面时，就会发生反射、透射和折射。介质的介电常数差异越大，反射的电磁波能量就越大;反射的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，通过雷达主机精确记录反射回的电磁波的运动特征，再通过数据的技术处理，形成断面的扫描图，通过对图像的判读，判断出目标物的实际情况。

雷达天线向物体内部发射电磁波，由于物体内部的填充物或其密实度等不同，则他们的介电常数不同，使电磁波在不同介质的界面处发生反射，并由物体表面的接收天线接收，根据接收到波的旅行时间(双程走时)、幅度频率与波形变化等资料，可以推断介质的内部结构以及目标体的深度、形状等特征参数(图1)。

2. 工程实例

某铁路线隧道均按新奥法设计施工，采用复合式衬砌形式。为及时发现施工中存在的问题，保证施工质量，对隧道喷射混凝土厚度、钢架分布和数量、二衬钢筋分布、二衬厚度及隧道背后脱空等进行检测。在拱顶、左右拱腰、左右边墙及隧底共布置了6条测线，检测使用美国SIR—3000型雷达主机，选用400Mhz和900Mhz屏蔽天线。

2.1 衬砌厚度

图2是某铁路线隧道衬砌的混凝土衬砌结构雷达扫描图象。从图中可以清晰地分辨出各个不同介质的波形特征：混凝土衬砌由于介质均匀，反映出其频率单一、对电磁波波幅较强的吸收，由于二次衬砌与初衬施工工艺的差异，亦产生出明显的反射界面;而围岩介质的组成成分相对复杂，在电磁波波形特征上表现为宽频，衰减曲线的不规则性和反射相位的不确定性。一般情况下，围岩的含水量大于衬砌结构介质的含水量，所以多数情况下层面反射相位在负相位上。因此根据雷达回波波形分辨出的混凝土衬砌结构，以及获得的电磁波在不同介质中的传播时间、速度，就可计算得出混凝土衬砌厚度。

2.2 初期支护与围岩接触情况

当初期支护与围岩密贴较好，衬砌背后无空隙时，界面的清晰程度取决于混凝土与围岩介电常数差异大小。介电常数差异少，则界面反射较弱，不好分辨。当混凝土背后不密实，混凝土与围岩之间存在空隙时，由于空气与混凝土介电常数差别较大，电磁波在混凝土与空气之间将产生强反射信号，出现多次反射，同相轴呈弧形，并与相邻道之间发生相位错位。图3是典型的混凝土与围岩之间不密实。

2.3 二衬与初期支护接触情况

隧道混凝土衬砌在浇筑施工中，由于不慎或其它原因常常在初衬和二衬之间造成空洞、不密实等缺陷，其次由于混凝土自重作用，特别是在隧道的拱顶、拱腰和拱角部位，容易在初衬和二衬之间产生空隙。如果大面积的空隙存在，就形成脱空现象，在雷达图像上表现很强的反射信号，三振相明显，在其下部仍有强反射界面信号，两组信号时程差较大。如图4所示某铁路线隧道拱顶脱空。

2.4 钢筋、钢拱架规格与分布

由于金属具体是良好的电磁导体，对雷达波的信号反射非常明显，当衬砌混凝土中存在钢筋，将产生连续点状强反射信号，每一点信号代表一钢筋，钢筋深度越浅，点信号越清楚;当混凝土中有钢拱, 将出现特别强的月牙形反射信号，每一位号表示有一钢拱。通过实测的钢拱、钢筋数目并结合设计可算出钢拱钢筋用量是否满足设计要求。如图5某铁路线隧道右边墙地质雷达图，可以清楚的看见钢筋的分布及数量。

3. 结语

隧道衬砌质量 篇8

1 工程概况

该隧道全长3893m, 分进出口两个作业面双向掘进。我部负责进口段1947m的施工, 该段设计V级围岩段415m, 1V级围岩段11 8m, Il l级围岩段54 3m, I级围岩段8 53 m, 斜切式洞门明挖段18m。隧道洞身采用复合式衬砌, 二次衬砌分别采用C35钢筋混凝土或C30混凝土, 其中Ⅳ级、V级围岩衬砌为钢筋混凝土, Ⅱ级、Ⅲ级围岩衬砌为素混凝土。拱墙衬砌厚度设计为:Ⅱ级35cm, Ill级40cm, IV级45cm, V级50cm。

隧道地下水有硫酸型酸性侵蚀, 根据其侵蚀类型及程度, 选用相应的耐腐蚀性混凝土, 耐腐系数不小于0.8。

2 影响二次衬砌施工质量的主要因素

(1) 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;个别隧道衬砌}昆凝土背后存在脱空现象。

(2) 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。

(3) 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加水的现象也时有存在。

(4) 采用整体式钢模板台车施工时, 混凝土浇筑时不振捣或漏振, 混凝土均质性差。

(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。脱模后没有进行混凝土的潮湿养护。

(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。

(2) 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。

(3) 施工中对隧道地质情况核查不细。

对隧道围岩类别的认定不认真, 未贯彻落实“动态设计”、“岩变我变”的理念。

3 二次衬砌混凝土施工质量控制要点

3.1 衬砌台车的就位

在隧道二次衬砌混凝土施工中, 如果衬砌台车就位不牢固, 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, 施工技术人员应着重检查。

(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, 模板刷洗不净, 是造成混凝土局部麻面的一个重要原因。

(6) 模板上涂脱模剂 (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。

3.2 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10cm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, 养护应大于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, 同时增大坍落度及混凝土黏度, 保持混凝土不泌水。

3.3 防排水施工

(1) 防排水施工前, 首先要对基面进行处理, 彻底清除各种异物, 清除各类尖锐凸出物体。

(2) 纵、环向透水盲管的施工, 重点要控制好其安装的位置。

隧道纵向排水管放置在墙角的矮边墙上, 排水管上方采用无砂混凝土作为排水体, 下侧由防水板包裹。矮边墙的宽度尽可能窄, 以不侵占或少侵占二衬厚度为原则, 一般在15cm宽左右。矮边墙的高度和纵向排水管管底的设计标高一致, 排水体水泥含量不超过80kg/m3, 粒径16mm~32mm, 施工时表面坡度按1∶1控制。

(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, 对漏焊部位要用热风枪补焊结实。

冲气检查:检查方法是将5号注射针与压力表相连, 用打气筒进行冲气, 当压力表达到0.5MPa时停止冲气, 保持2min, 压力下降在20%以内, 说明焊缝合格。如压力下降过多, 证明有未焊好之处, 用肥皂水涂在焊接缝上, 产生气泡地方为焊接不合格。重新焊接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。

3.4 钢筋施工

结构钢筋下料要准确, 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。

钢筋绑扎时, 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。钢筋绑扎过程中, 注意不要戳破防水板。

3.5 预埋槽道的安装

按照设计图准确埋设各种弧形、直形槽道。采用在台车模板上开螺栓定位孔的方法定位安装槽道, 每根槽道要有2个~3个固定点。槽道嵌入混凝土表面的施工误差、槽道的倾斜施工误差以及两槽道 (每组) 间的平行施工误差精度要求高, 施工中要特别注意加强控制。已经施工好的槽道要注意保护, 不得被水泥浆及其他杂物堵塞如有, 要及时清理干净。

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表面缺陷, 保证工程质量, 从而取得良好的社会效益和经济效益。

摘要：本文对二次衬砌施工实际, 对客运专线二次衬砌施工的质量控制要点进行了探讨。

隧道衬砌质量 篇9

随着我国社会经济的不断发展, 交通事业也随之蒸蒸日上, 取得了一定的成就和突破, 受到人们的广泛关注。在这种情况下, 为了带动我国国民经济的快速发展, 使得我国交通事业的发展更上一层楼, 则必须注重铁路工程的建设, 以为人们提供更为便捷的铁路运输。客运专线隧道工程是铁路建设中的重要组成部分, 必须予以高度重视, 不容忽视。在客运专线隧道二次衬砌施工过程中, 为了保障其质量和安全性, 则必须对其加以管理和控制, 所有的施工工序都应当严格按照相关要求来执行。客运专线隧道的防水工程质量必须符合相关标准的要求, 以避免二次衬砌施工出现渗水现象。因此, 在管理客运专线隧道二次衬砌施工质量的时候, 要树立现代化管理理念, 以促进交通工程建设的现代化发展。

1 客运专线隧道二次衬砌工程的概况

本文所研究的客运专线隧道二次衬砌工程的整体隧道长度大约3 800 m, 我们主要研究的是此隧道进口部位的施工。所需要进行施工的位置地理环境较为复杂, 多是山地丘陵地貌, 而且隧道的埋深大概有220 m, 其中的岩石大多属于花岗岩。此段施工隧道的地下水源是来自于基岩裂隙水, 也有构造裂隙水类型。在设计此段客运专线隧道二次衬砌工程施工图纸的时候, 其中有大约400 m是属于Ⅴ级岩段, 有约100 m为Ⅳ级岩段, 另外, Ⅲ级岩段的长度大概为550 m, Ⅱ级岩段则有900 m。。客客运运专专线线隧隧道道的的二次衬砌施工方法采用的是复合衬砌, 所使用的钢筋混凝土是C35规格, 通常应用于Ⅳ, Ⅴ两个级别的岩段中。而Ⅱ, Ⅲ级的岩段则使用素混凝土来进行施工。

2 客运专线隧道二次衬砌施工流程

在实施客运专线隧道二次衬砌施工的时候, 其过程如下:首先, 要对基面进行清理, 保持基面的干净, 在此之后则要铺设土工布和防水板。然后, 要做好钢筋绑扎工作, 确定好台车的位置, 实施高效率的混凝土浇筑工作。在开展混凝土浇筑工作的时候, 应当采用有效的方法来拌合混凝土, 确保混凝土运输的效率, 保障混凝土泵送质量。紧接着, 在完成混凝土浇筑工程之后, 则要实施脱模工作, 有效地处理施工缝隙问题。另外, 还要做好养护工作, 实施高质量的回填注浆工作。

3 客运专线隧道二次衬砌施工质量中存在的问题

现阶段, 在客运专线隧道二次衬砌施工质量管理过程中仍然存在着一定的问题, 还有待于进一步完善和解决。其问题主要存在于:首先, 客运专线隧道二次衬砌施工并不是一项简单的工作, 其具有一定的复杂性, 所包含的内容比较多, 涉及的范围比较广泛, 在实际施工工作中将会面临诸多的困难和挑战, 需要进行系统的规划。但是, 在施工过程中, 其效果并不好, 衬砌容易出现变形, 背后空洞等问题, 其施工质量得不到有效的保障;其次, 客运专线隧道二次衬砌施工的技术水平还有待提升, 所使用的施工设备较为落后, 不适用于现代客运专线隧道的二次衬砌施工。而且在施工材料的购买过程中, 并未重视对相关材料质量的管理, 所采用的材料质量缺乏保障。另外, 施工技术人员的水平还不够好, 缺乏对施工技术人员的培养和教育, 施工技术人员队伍的素质还需要进一步提高。

4 加强客运专线隧道二次衬砌施工质量管理的有效措施

1) 客运专线隧道二次衬砌施工中的防排水施工质量管理。在实施客运专线隧道二次衬砌施工中防排水环节的时候, 一定要根据实际工程状况来处理基面, 提高基面的洁净度, 将基面上存在的异物或是尖锐物体清除干净。在进行透水盲管的施工时, 要先确定好盲管的安装位置。通常在隧道矮边墙角位置铺设垂直方向的排水管, 在排水管的上方可以使用无砂混凝土, 将其当成是排水体, 而下方则可以利用防水板来进行包装。需要注意的是, 在矮边墙上设置排水管的时候, 避免矮边墙过宽, 不可侵占二衬厚度。我们可以将其宽度设置为13 cm。而且所设排水管的高度应当与矮边墙的高度保持一致, 另外无砂混凝土中所含水泥的重量不可超过75 kg/m3, 而且粒径的范围应当控制在15 mm~30 mm范围之间。在进行防水板施工的时候, 一定要确保防水板和土工布之间无缝隙存在。而且在焊接防水板的时候, 要确保其稳固性, 要能够通过气密性的检查, 不可漏焊。在进行充气检查的时候, 可以利用五号注射针, 在充气的时候要密切关注压力表的数据变化。当压力表显示0.5 MPa的时候, 则应当立即停止充气。如果压力表的压力下降速度过快, 则说明焊接的效果不佳, 需要采用有效的措施来加以改善。

2) 客运专线隧道二次衬砌施工中的钢筋施工质量管理。在进行客运专线隧道二次衬砌施工中的钢筋施工时, 所选择的钢筋材料质量要符合标准, 钢筋的接头数量不可过多, 而且接头的位置要均匀分布。在实施钢筋绑扎工作的时候, 要确定好钢筋与钢筋之间的距离, 钢筋混凝土的厚度要根据具体施工状况来决定, 需要强调的是其厚度不可过大。在绑扎钢筋的过程中, 要保护好防水板, 避免失误而导致防水板出现破裂现象。

3) 客运专线隧道二次衬砌施工中的台车就位和预埋槽道安装施工质量管理。在客运专线隧道二次衬砌施工中进行台车就位的时候, 一定要严格控制模板的中线, 要使其与隧道中线保持一致, 而且模板的安装要确保每个部位都到位, 在确认台车就位之后, 就要采用具有针对性的措施来加以巩固, 以防止在浇筑混凝土的过程中模板错位。在开展预埋槽道的安装工程时, 需要先熟悉施工设计图纸, 贯彻落实施工设计图纸中的要求, 所埋槽道的形状具有多样化, 不同类型的槽道应当予以不同的安装方法。在安装槽道的时候, 一定要确定好槽道的固定点, 以避免在安装槽道中出现误差, 而且需要保证槽道的干净, 以为槽道的安装效果提供重要的保证。

5 结语

加强客运专线隧道二次衬砌施工质量控制, 是我国铁路建设发展中的必然要求, 是现代交通业发展的必然趋势, 能够保障客运专线隧道的稳定运行, 具有重要的意义。在实施客运专线隧道二次衬砌施工质量管理工作的时候, 应当制定完善的质量管理制度, 建立健全客运专线隧道二次衬砌施工质量管理体系, 并且严格贯彻落实相关政策制度, 遵循与之相关的法律法规, 从而确保客运专线隧道二次衬砌施工的行为具有规范性。在管理的时候, 应当转变传统的质量管理模式, 采用多样化的管理方式, 以提高客运专线隧道二次衬砌施工管理水平, 从而为客运专线隧道二次衬砌施工质量提供重要的保障。

摘要：简单介绍了客运专线隧道二次衬砌工程的概况, 了解了客运专线隧道二次衬砌施工流程, 通过对客运专线隧道二次衬砌施工质量中存在的问题进行分析, 探讨了加强客运专线隧道二次衬砌施工质量控制的有效措施, 以保障客运专线隧道二次衬砌施工质量。

关键词：客运专线隧道,二次衬砌,施工质量,有效措施

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[4]王修伟.浅谈隧道二次衬砌施工质量控制措施[J].科技视界, 2014 (1) :355, 361.

隧道衬砌质量 篇10

重庆是一个地域辽阔,多山的地区,交通运输发展很快,新修建的公路为缩短建设里程、改善线路走向及保护环境将大量修建隧道,以改变那种逢山绕着走、坡陡、曲线半径小的现象。隧道工程既能保证行车安全又可防止滑坡、泥石流及提高行车速度和安全的可靠性,还能与周围环境协调,保证自然景观的完善。此类地下工程由于地质条件复杂,施工环境相对恶劣,如果施工工艺不规范、工序不严格,易产生隧道衬砌厚度不足、衬砌与围岩不密实、出现空洞、隧道渗漏水等质量通病,如不能及时发现并纠正这些质量问题,将会影响工程的交付使用和营运安全。针对这些,我们采用地质雷达技术对公路隧道进行质量检测,实践证明,该技术对探测、分析、判断隧道工程的质量缺陷可起到重要的参考作用。

1 地质雷达工作原理

地质雷达是利用高频电磁脉冲波的反射原理来实现探测目的,属电磁波探测技术中的一种,电磁波在介质中传播时,其路径、电磁波强度与波形随通过介质的电性质与几何形态不同而变化。因此根据接收波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度与波形等资料,可探测介质的结构、构造与埋设物体。地质雷达的探测原理见图1。

2 地质雷达在某隧道衬砌检测中的实际应用

某隧道衬砌完成后,需要利用地质雷达对隧道施工质量进行检测。

2.1 衬砌检测的主要内容

1)衬砌内钢格栅的数目;

2)衬砌厚度;

3)衬砌质量;

4)衬砌与围岩接触面是否密实;

5)衬砌后方围岩情况。

2.2 测线布置

根据隧道内格设施实际情况,由大里程朝小里程方向布线,在隧道里布三条测线,分别位于拱顶、左、右侧边墙。具体布置见图2。

3 检测成果图

根据工程实际情况,利用400 MHz天线对隧道初衬的密实度、厚度、初衬后围岩情况进行了检测。由于初衬与二次衬砌之间一般用防水布隔开,在该界面上存在反射波,读取的就是二次衬砌的厚度(见表1)。探测图像及曲线图见图3,图4。

4 结语

通过地质雷达在隧道施工现场的应用,积累了对不同地质条件下不同介质的雷达波典型特征。 通过这些数据对比,得出以下结论:

1)随着公路隧道规模、数量的增加,迫切需要一种快速、简捷、准确的科学手段检测隧道工程质量及安全性,地质雷达无破损检测是一种重要的检测手段。

2)在隧道开挖中必须采用光面爆破,确保超欠挖在规范允许范围内;衬砌应采用衬砌台车泵送混凝土施工,这样才能避免隧道衬砌中存在的衬砌厚度不足和背后回填不密实以及脱空等问题。

3)地质雷达技术检测速度快、效率高,适合现场大面积快速检测。

摘要：简要介绍了应用地质雷达检测隧道质量的基本原理及方法,对在建的渝湘高速公路某隧道进行了检测,对一些典型隧道的地质雷达检测图像做出了解释,指出地质雷达在隧道检测中将发挥着重要的作用。

关键词：地质雷达,隧道检测,无损检测

参考文献

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[2]茹瑞典,张金才,戚筱俊.地质雷达探测技术的应用研究[J].工程地质学报,1996,4(2):51-56.

某公路隧道二次衬砌施工控制技术 篇11

【摘要】本文以某公路隧道为例，对二次衬砌混凝土施工的流程、控制措施进行了研究。具体方法是：将衬砌断面分为左下、右下部分，左中、右中部分、左上、右上部分和拱顶部分分别进行施工，分部控制混凝土施工质量。该方法能保证二次衬砌的密实性和完整性，为类似二次衬砌施工提供借鉴和指导。

【关键词】隧道工程；二次衬砌；施工流程；质量控制

前言

随着“西部大开发战略”的实施，我国高速公路、铁路建设取得了前所未有的发展。由于西部地区山岭较多，需要修建众多的公路、铁路隧道。在隧道施工过程中，由于不确定性因素较多，当施工控制措施不合理，容易出现施工质量问题。二次衬砌的施工是隧道施工中非常重要的一个步骤，施工过程中容易出现振捣不密实、衬砌厚度不符合实际要求、二次衬砌与初期支护结合不紧密以及二次衬砌的施作流程满足不了现代隧道深埋、大跨度的要求等均有可能引起二衬质量不符合要求，甚至开裂等工程问题。因此，探索二次衬砌的施工流程和质量控制方法对于隧道建设具有重要的意义。

2. 工程概况

（1）某高速公路隧道位于留坝县武关驿镇，G316国道西侧。隧道按左、右线分离式设计，左线隧道进口桩号ZK163+332，出口桩号ZK164+505，长1173m；右线隧道进口桩号YK163+300，出口桩号YK164+493，长1193m，均属长隧道。

（2）进洞段位于褒河右岸二级阶地后缘与谷坡的过渡地段，现状条件下自然坡坡面稳定。现坡面为残坡积与冲洪积多成因的粉质黏土及碎石覆盖，其下为全强风化的片麻岩。

（3）本文以该高速公路隧道为例，对二次衬砌结构施工控制技术进行分析。

3.施工准备

（1）二次衬砌应在围岩及支护体系发生一定变形收敛后进行。因此，二次衬砌施工前，监控量测人员应复核初期支护结构变形是否稳定。变形趋于稳定判断标准：隧道变形速率明显趋于平缓；同时，隧道拱顶下沉和周边收敛累计位移值达到总的位移值的80%以上，并且，初支表面有裂隙的地方，裂隙不再继续发育。

（2）施工复测，由测量人员对隧道的中线、水平进行复测，以保证二次衬砌中线、高程的准确性。同时检查衬砌断面是否满足设计要求。

（3）对二次衬砌施工所需的原材料、机械设备的数量及质量进行检查，以确保本循环二衬混凝土能顺利一次灌注完成。

（4）进行衬砌台车、模板的检查修整，并满涂脱模剂。模板台车粗调就位后，由测量人员进行复测检查，复测弧形模板及模板台车高程、中线等是否符合设计要求，如检测不合格现场调整，直至符合设计要求后锁定台车，并采用撑杆进行固定。

（5）检查上环混凝土表面是否按照规范进行了清理，检查止水条、软式透水管等是否符合设计要求。防水板的挂设是否符合验收评定标准的要求，是否满足现场施工的需要，如不满足须立即采取补救措施。

4. 施工控制技术

二次衬砌施工的顺序是：由下而上，整体闭合，先超前施工隧底的仰拱和填充，然后采用衬砌模板台车整体浇筑墙部和拱部的混凝土，形成环状闭合结构。施工中采用仰拱弧形模板及钢端模先超前浇注仰拱和填充混凝土，达到强度后，模板台车就位浇筑边墙和拱部混凝土。二次衬砌台车窗口示意图如图1所示。

4.1整体浇筑方法和顺序。

（1）边墙以及拱部的混凝土浇筑采用分层、逐窗浇筑。

（2）边墙及拱部的混凝土浇筑应该连续浇筑，不得留有施工缝；拱墙混凝土应自两侧矮边墙起对称分层对称灌注，分层高度不宜大于1m，最大下落高度不能超过2m，台车前后混凝土高度差不能超过0.6m，左右混凝土浇筑面高差控制在50cm以内。另外，浇注速度不宜过快，防止台车上浮跑模（二次衬砌台车窗口示意图见图1）。

4.2左下、右下分部浇筑。

（1）在进行左下、右下部分浇筑时，将其分为三层浇筑，每一层浇筑高度为50cm。

（2）在浇筑第一层时，从左下A窗口浇筑混凝土，待混凝土浇筑50cm时（从矮边墙以上50cm），采用插入式振捣器振捣，每棒插入时间，一般不少于10～30s，以混凝土表面流平，出现水泥浆，且不显著坍落为宜。严格控制振捣时间，避免出现振捣不实、跑模和离析现象。

（3）然后分别从左下B、左下C、右下C、右下B、右下A重复上面施工过程，施工中使用的附着式振捣器分别为左下2、左下3、右下3、右下2、右下1伸入，完成振捣，完成左下、右下部分的第一层浇筑。

（4）在使用插入式振捣器作业时，应该按照快插慢拔的原则。插入式振动棒在混凝土中需要移位时，应竖向缓缓拔出。拔出时不得接触防水板，以防防水板受到损伤。同时，应该避免振捣棒碰到模板和预埋管线等。

（5）第一层浇筑完成之后，再从左下A窗口开始浇筑混凝土，待混凝土浇筑50cm时（从矮边墙以上100cm），重复第一层浇筑混凝土施工流程。当第二层施工完毕后，从左下A窗口浇筑混凝土，待混凝土浇筑到50cm时（左下、右下窗口下沿），重复第二层浇筑混凝土施工流程完成第三层的混凝土浇筑。当三层浇筑完成之后，关闭所有的窗口，完成左下、右下部分混凝土的浇筑。

4.3左中、右中分部浇筑。在进行左中、右中部分浇筑时，同样将其分为三层浇筑，每层浇筑高度为50cm。

（1）浇筑第一层。从左中A窗口浇筑混凝土，待混凝土浇筑50cm时（从矮边墙以上200cm），采用插入式振捣器振捣，每棒插入时间，一般不少于10～30s，以混凝土表面流平，出现水泥浆，且不显著坍落为宜。左中1振捣的时间，一般不少于10～15s。然后分别从左中B、左中C、右中C、右中B、右中A重复上面施工过程，施工中使用的附着式振捣器分别为左中2、左中3、右中3、右中2、右中1伸入，完成振捣。此时，完成左中、右中部分的浇筑。

（2）浇筑第二层。第一层浇筑完成后，从左中A窗口开始浇筑混凝土，待混凝土浇筑50cm时（从矮边墙以上250cm），重复第一层浇筑混凝土施工流程。

（3）浇筑第三层。当第二层施工完毕后，紧接着从左中A窗口浇筑混凝土，待混凝土浇筑50cm时（左中、右中窗口下沿），重复第二层浇筑混凝土施工流程完成第三层的混凝土浇筑。当三层浇筑完成之后，关闭所有的窗口，完成左中、右中部分的混凝土浇筑。

4.4左上、右上分部浇筑。左上、右上部分浇筑与上述方法大致相同，具体步骤为：

（1）浇筑第一层。在浇筑第一层时，从左上A窗口浇筑混凝土，待混凝土浇筑50cm时（从矮边墙以上350cm），采用插入式振捣器振捣，每棒插入时间，一般不少于10～30s，以混凝土表面流平，出现水泥浆，且不显著坍落为宜。然后振捣左上1，一般不少于10～15s。然后分别从左上B、左上C、右上C、右上B、右上A重复上面施工过程，附着式振捣器分别为左上2、左上3、右上3、右上2、右上1伸入，完成振捣，第一层浇筑完成。

（2）浇筑第二层。第一层浇筑完成后，从左上A窗口浇筑混凝土，待混凝土浇筑50cm时（从矮边墙以上400cm），重复第一层浇筑混凝土施工流程。

（3）当第二层施工完成后，紧接着从左上A窗口浇筑混凝土，待混凝土浇筑50cm时（左上、右上窗口下沿），重复第二层浇筑混凝土施工流程完成第三层的混凝土浇筑。当三层浇筑完成之后，关闭所有的窗口，完成左上、右上部分的混凝土浇筑。

4.5拱顶浇筑。拱顶混凝土采用预留泵送孔浇筑，预留的泵送孔分别拱顶1孔、拱顶2孔、拱顶3孔。当所有的准备就绪以后，分别从泵送孔1、泵送孔3泵送五次混凝土，每次浇筑的混凝土为2.4m3、2.5m3、2.6m3、2.8m3、3.5m3，浇筑完毕之后，采用附着式振捣器振捣15～20s。最后从泵送孔1、2分别泵送混凝土5.6m3，采用附着式振捣器振捣15～20s。再从3孔泵送混凝土约5.6m3，当水泥浆停止工作，并振捣15～20 s，即可完成二衬混凝土浇筑。

5. 结论

二次衬砌施工流程对于保证衬砌质量非常重要。本文二次衬砌采用新的施工流程，具体流程为：将衬砌断面分为左下、右下部分，左中、右中部分、左上、右上部分和拱顶部分分别进行施工。除拱顶部分外，其余部分的施工将分为三层，并对每层施工完成之后进行充分的振捣。拱顶部分的施工时，采用泵送混凝土的方法，分六次泵送，每次泵送完毕之后充分振捣，保证二次混凝土振捣密实、防止出现拱顶空洞等现象。与一般二次衬砌的施工方法相比，本文建议的施工方法具有连续施工、振捣充分的特点，可有效保证二次衬砌的密实性和完整性，减少施工裂缝的产生。

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隧道衬砌质量 篇12

1.1 检算分类

考虑到缺陷埋深情况都为深埋, 根据深埋隧道外荷载的计算方法, 可根据围岩等级、设计厚度等检算条件将其分为四类, 对一、二、三、四类都分别设置三种工况, 以二衬设计厚度为工况1, 二衬拱腰实测厚度最小值为工况2, 二衬拱顶一侧实测厚度最小值为工况3分别进行检算、对比分析 (见表1) 。

1.2 隧道衬砌检算资料说明

1) 第一类隧道衬砌检算资料说明。a.工程地质勘察报告:花岗岩, 弱分化, 岩质坚硬, 块状结构, 有轻微岩爆。b.设计支护情况:喷射5 cm厚C25混凝土, 拱部1.5 m×1.0 m设置22组合中空锚杆, 衬砌施作35 cm厚C35混凝土。埋深240 m。c.施工过程介绍:全断面开挖, 喷射5 cm厚C25混凝土, 拱部1.5 m×1.0 m设置22组合中空锚杆, 衬砌施作26 cm厚C35混凝土。d.地质素描:花岗岩, 灰黑色, 弱风化, 中~细粒结构, 块状构造, 节理裂隙较发育, 岩体较完整, 未见明显构造痕迹, 地下水不发育, 围岩自稳性好。

2) 第二类隧道衬砌检算资料说明。a.工程地质勘察报告:花岗岩, 弱分化, 岩质坚硬, 块状结构, 有轻微岩爆。b.设计支护情况:喷射5 cm厚C25混凝土, 拱部1.5 m×1.0 m设置22组合中空锚杆, 衬砌施作40 cm厚C35混凝土。埋深331 m。c.施工过程介绍:全断面施工, 喷射12 cm厚C25混凝土, 拱部设置网格间距25 cm×25 cm的6钢筋网, 拱部设置22组合中空锚杆, 拱墙设置22组合中空锚杆, 锚杆间距1.2 m×1.5 m, 衬砌施作30 cm厚C35混凝土。d.地质素描:花岗岩, 弱风化, 中~细粒结构, 块状构造, 岩质坚硬, 岩体完整 (局部欠完整) , 局部裂隙较发育, 地下水不发育, 围岩自稳性好。

3) 第三类隧道衬砌检算资料说明。a.工程地质勘察报告:中厚层状砂质板岩与长石石英砂岩互层, 弱风化, 岩质坚硬, 岩体较完整, 洞身深埋, 有轻微岩爆。b.设计支护情况:喷射12 cm厚C25混凝土, 拱部设置网格间距25 cm×25 cm的6钢筋网, 拱部设置22组合中空锚杆, 拱墙设置22组合中空锚杆, 锚杆间距1.2 m×1.5 m, 衬砌施作40 cm厚C35混凝土。c.施工过程介绍:全断面施工, 喷射12 cm厚C25混凝土, 拱部设置网格间距25 cm×25 cm的6钢筋网, 拱部设置22组合中空锚杆, 拱墙设置22组合中空锚杆, 锚杆间距1.2 m×1.5 m, 衬砌施作31 cm厚C35混凝土。埋深649 m。d.地质素描:花岗岩, 弱风化, 中~细粒结构, 块状构造, 裂隙较发育, 岩石结构致密, 坚硬, 岩体较完整, 岩石呈块状, 地下水不发育, 围岩自稳性较好。

4) 第四类隧道衬砌检算资料说明。a.工程地质勘察报告:厚层条带状钙质板岩夹中厚层状灰岩, 弱风化, 裂隙发育, 岩体破碎, 容易出现涌水、塌方等地质灾害。b.设计支护情况:喷射25 cm厚C30混凝土, 设置网格间距20 cm×20 cm的6钢筋网, 拱部设置22组合中空锚杆, 拱墙设置22组合中空锚杆, 锚杆间距1.2 m×1.2 m, 钢架采用H17022格栅钢架, 间距1 m/榀, 拱部120°范围内设置42-L=3.5 m超前小导管, 环向间距0.4 m, 纵向2榀钢架一环, 注浆采用水泥浆, 衬砌施作40 cm厚C35混凝土。c.施工过程介绍:全断面施工, 喷射12 cm厚C25混凝土, 拱部设置网格间距25 cm×25 cm的6钢筋网, 拱部设置22组合中空锚杆, 拱墙设置22组合中空锚杆, 锚杆间距1.2 m×1.5 m, 衬砌施作30 cm厚C35混凝土。埋深675 m。d.地质素描:砂质板岩, 弱风化, 砂质结构, 板状构造, 裂隙较发育, 岩石结构致密, 较坚硬, 岩体较完整, 岩石为块状、细块状, 胶结性好, 地下水不发育, 围岩自稳性较好。

2 结构安全性检算方法与参数选取

2.1 混凝土结构的强度安全系数

根据TB 10003—2005铁路隧道设计规范、TB 10020—2009高速铁路设计规范 (试行) 和实际工程情况, 计算复合式衬砌时, 初期支护应按主要承载结构计算。二次衬砌在Ⅰ级~Ⅲ级围岩可作为安全储备, 按构造要求设计;在Ⅳ级~Ⅵ级围岩, 应按承载结构设计;计算深埋隧道衬砌时, 围岩压力按松散压力考虑。在计算中应分别选用不同的安全系数, 并不小于表2所列数值。

2.2 衬砌内力的计算方法与参数选取

由于TB 10020—2009高速铁路设计规范 (试行) 不涉及到衬砌结构安全验算方面的内容, 故以下计算内容参考TB 10003—2005铁路隧道设计规范。

该隧道缺陷里程段埋深200 m~700 m, 故所有检算段都是深埋, 则可根据TB 10003—2005铁路隧道设计规范中第4.3节的计算方法来计算深埋隧道衬砌荷载, 衬砌内力采用荷载—结构法计算, 内力计算参数选取见表3。

2.3 结构设计承载力计算方法与参数选取

TB 10003—2005铁路隧道设计规范, 结构设计承载力计算按混凝土矩形截面中心及偏心受压构件计算抗压强度, 从抗裂要求出发, 计算混凝土矩形截面偏心受压构件的抗拉强度。承载力计算参数值见表4。

3 结构安全性检算结果

根据TB 10003—2005铁路隧道设计规范, 考虑混凝土的破坏原因分别为混凝土达到抗压极限强度、混凝土达到抗拉极限强度, 算得安全系数K压, K拉, 其中安全系数较小点如表5所示。

4 结构安全性评估

针对隧道二衬局部厚度不足问题, 分成了四大类, 每类设置了三种工况, 二衬无缺陷为工况1, 二衬拱腰出现缺陷为工况2, 二衬拱顶一侧出现缺陷为工况3, 分别进行了截面强度检算, 评估结论如下:1) 当二衬无缺陷时, 上述四类二衬强度都满足TB10003—2005铁路隧道设计规范的规定。2) 当二衬拱腰或拱顶一侧出现上述缺陷时, 其他位置的安全系数基本无变化, 缺陷位置的安全系数显著降低, 降低幅度大约为无缺陷时的50%, 但都满足TB 10003—2005铁路隧道设计规范的规定。3) 对于第三类, 无论拱顶一侧还是拱腰是否出现上述缺陷, 仰拱正中处的安全系数较小, 其值大小为3.63, 略大于TB 10003—2005铁路隧道设计规范规定的最小抗拉安全系数3.60。

5 结语

在实际施工中, 由于施工单位技术水平参差不齐, 隧道厚度不足质量缺陷也是一种常见质量通病。隧道厚度不足对结构安全性影响较大, 对衬砌厚度不足出现的位置对结构安全性的了解, 控制好现场施工中重点位置衬砌施工技术, 有利于避免出现衬砌施工质量缺陷, 造成衬砌拆除返工现象。

摘要：针对某隧道施工中存在的衬砌质量缺陷, 按围岩等级、设计厚度等检算条件将其分为四类, 并对一、二、三、四类都分别设置三种工况, 以二衬设计厚度为工况1, 二衬拱腰实测厚度最小值为工况2, 二衬拱顶一侧实测厚度最小值为工况3分别进行检算、对比分析, 从而评估确定结构的安全性。

关键词：隧道,衬砌,质量缺陷,检算,评估

参考文献

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