申雪松

（中铁三局集团有限公司贵南项目部，贵州 黔南 558000）

1 隧道二衬拱顶混凝土分层掉块质量问题及预控措施

因拱顶混凝土浇筑过程不连续，内外层（上下）分别以薄壳形式存在，表现为拱顶混凝土有明显的“扇形”图案或“三角”图案，在列车气动荷载的反复作用下，表层混凝土易形成掉块风险。预控措施如下：

（1）严格控制混凝土浇筑时间。加强管理人员现场调度，保证混凝土连续生产和供应，确保连续浇筑。宜将Vc级围岩二衬混凝土（设计180m3）浇筑时间控制在11h内，Ⅲa级围岩混凝土（设计131m3）控制在8h内，确保二衬混凝土内实外光。

（2）改变二衬混凝土浇筑数量的核对方式。杜绝拱顶混凝土浇筑传统的停盘预估剩余量的做法，在混凝土浇筑前采用三维断面测量仪对混凝土浇筑数量进行第一次测算；在混凝土浇筑至二衬台车第四层窗口封窗时，再次复核拱顶混凝土量；拱顶142°范围内浇筑必须采取罐车储备制度，特别是在台车模板顶部以上的混凝土（理论15～25m3）浇筑过程中，必须一次浇筑成型。

（3）完善二衬拱顶混凝土工装配置标准。浇筑用混凝土地泵浇筑能力不小于25m3/h；台车必须配置自动布料系统；劳力不少于6人，且建议泵管同时进行冲顶浇筑。

（4）建立二衬拱顶混凝土连续浇筑应急预案。为保证浇筑“堵管”问题得到及时解决，在二衬台车顶部预备3节竖向泵管，在发生“堵管”问题时及时选用备用泵管更换施工。

（5）避免防水板对砼的“切割”。严格控制防水板纵横向焊缝边缘预留宽度，在热熔焊接完成后，专人检查焊缝预留宽度，预留宽度控制在5cm以下。

2 隧道二衬拱顶混凝土脱空质量问题及预控措施

在二衬台车与隧道初支封闭的暗环境下，受混凝土浇筑不连续、填充浇筑不充分、过程监控不到位造成二衬混凝土与初支之间形成的空洞。预控措施如下：

（1）应用可视化视频监控二衬混凝土浇筑过程。将隧道二衬混凝土浇筑的暗环境施工改造为“明”环境，即在二衬浇筑过程中选用红外线录像装备进行过程监控和信息采集。

（2）改善混凝土冲顶填充浇筑环境。在浇筑过程中，由于浇筑先后顺序、冲顶高低端泵管口位置选择、连续浇筑等因素限制，因此可能在拱顶二衬浇筑区域形成封闭压缩的空气囊或水囊，制约混凝土填充浇筑的饱满度。贵南项目在拱顶防水板上设置带有土工布的塑料排水板进行拱顶气压、水压释放。

（3）利用触电式报警装置监控混凝土浇筑饱满度。在二衬混凝土浇筑前，在已铺设的防水板上安装E21F17/18型号的“触电式报警装置”，该装置每次混凝土浇筑前均进行有效性调试，装置触点共4处，混凝土浇筑高度达到设计要求后，该设备及时进行信息提示。

（4）开展技术攻关活动。在二衬拱顶混凝土泵接口处设计带有加力转盘的封孔装置，避免混凝土浇筑结束后拆管过程中混凝土的外流，避免了泵管处因封堵不及时造成局部空洞。

3 隧道二衬拱顶混凝土开裂质量问题及预控措施

二衬混凝土施工完成后由于拆模时间不合理、养护不达标、成品保护不到位或初支稳定性不达标开始浇筑等素造成二衬混凝土表面龟裂或纵横向裂纹。预控措施如下：

（1）规范不同时期段的拆模时间。按照验标的要求，二衬混凝土强度达到10MPa后方可拆模。中心试验室每月末在全线隧道制作同条件试件，按照强度发展情况，在每月1日发布项目部隧道建议拆模时长控制通告。

（2）完善专业养护工装设备配置。在每台台车后端均配置养护检测台架，拆模后立即启用养护台架上的自动喷淋系统，按照浇筑完成后按照7d内6h/次，8～14d时8/次的标准进行混凝土养护。

（3）开展技术关公活动。在二衬台车的前后端及下部均设计了软搭接装置，一是避免了二衬台车在就位调整过程中对已浇筑二衬混凝土的挤压“伤害”；二是避免了因二衬模板密封性差，形成二衬混凝土表面的“流沙”质量表观问题。

（4）建立初支稳定性专业评估制度。项目部选用专业监控量测队伍进行初支沉降、收敛专业测量，按照隧道围岩地质素描、开挖岩体特征、开挖方法、水系发育、覆盖层厚度等因素，建立专业数据分析制度，确保在初支稳定后进行二衬浇筑施工。

4 隧道二衬拱顶混凝土渗漏水质量问题及预控措施

二衬施工完成后，在其表面局部或施工缝附近出现漏水点，从而影响列车电力设备和信号设备的安全使用。预控措施如下：

（1）把好隧道初支“排水”防控第一道关。在初支施工前，对出水量较大位置选择后喷射混凝土，对出水点或线安装引流盲管；对初支施工完成后的出水点，增设专用排水盲管，所有排水盲管均连接到矮边墙排水系统。

（2）把好隧道二衬背后防水板“堵水”防控第二道关。在施工防水层前，修补初支表面喷射混凝土凹凸面，切割钢筋网及锚杆端头；将缓冲层用热熔垫圈按照拱顶间距50cm、拱墙80cm固定于初支面上；采用微波热熔焊机将EVA防水板与热熔垫圈连接，松铺系数为10∶8，采用自动爬行热焊机将防水板纵环向焊接，纵向搭接宽度至少15cm，两道焊缝各宽1cm，焊缝间预留空气道，环向采取下部防水板压上部防水板，防水板搭接缝距施工缝、变形缝围岩集中出水等薄弱环节错开至少1m。

（3）把好隧道二衬施工缝及变形缝“堵水”防控第三道关。二次衬砌的变形缝、施工缝是隧道施工的薄弱环节，也是隧道工程防水的重点。纵环向中埋止水带采用间距30cm的U型钢筋卡具固定位置，满足止水带距离隧道衬砌内侧20cm、外露高度17.5cm的要求。遇水膨胀止水条距离防水板10cm，采用钢筋套或扁钢固定安装，居中位于施工缝及变形缝间；中埋止水带在环向衬砌范围一次下料到位，清刷干净止水带粘接处后用热硫化连接止水带，搭接长度至少为10cm（采用冷接法粘接时，搭接长度至少为20cm），焊缝宽至少为5cm；施工缝及变形缝处新旧混凝土结合面采用Ⅰ型界面剂处理后，再施工新混凝土。

（4）把好隧道矮边墙“排水”防控第四道关。采用Φ80纵向打孔波纹管（外裹无纺布）隧道左右两侧拉通设置，管上部布置无沙混凝土块，直接弯入边墙侧沟，纵向管按低于矮边墙42cm的位置设置，且预留的管口高于侧沟底20cm。盲管位置准确合理，盲管安设的坡度与线路坡度一致。可溶岩段及地下水发育段落，在拱墙环向每间距2m增设直径5cm的排水盲管。

（5）做好岩溶地段“引水”预控。在隧道开挖过程中，发现开挖断面周边有明显的溶槽或溶沟，在隧道二衬施工过程中进行引流水管道的预埋，避免后期由于地质变化隧道二衬承受承压水。

5 隧道二衬拱顶混凝土结构性质量问题及预控措施

因拱顶钢筋定位质量、钢筋与混凝土的整体受力状况、混凝土强度等质量问题引起的结构性质量问题预控措施如下：

（1）提高拱顶二衬钢筋安装质量和成品保护意识。一是钢筋绑扎按照先定轮廓钢筋后全面绑扎的原则组织施工，同时通过安装保护层垫块，确保钢筋定位准确；二是为保证内外层钢筋的整体受力，内外层架立钢筋必须严格按照设计图数量设计；三是对只设置护面钢筋的二衬地段，二衬护面钢筋选用整体钢筋绑扎，杜绝选用网片安装工艺；四是在二衬台车涂刷脱模剂的过程中，做好钢筋防污染工作。

（2）加强混凝土振捣工艺控制。在二衬台车内侧安装ZW-10的高频附着式振捣器，每个浇筑孔窗口分3次进行，每次浇筑后启动浇筑孔附近的附着式振捣器8 ～ 10s。

（3）坚守专业人员值守制度。在混凝土浇筑过程中，试验人员和技术人员全程值班，杜绝混凝土私自加水浇筑和长时间停盘施工。

（4）混凝土冲顶过程中，受隧道预埋槽道等构件的影响，混凝土的未能按照设想的由高向低的途径流动，而是按照拱顶向两侧、边墙、台车端头、向上的顺序流动。因此，需要强化拱顶端头模板的支护，并研究设计具有更好流动性的混凝土配合比。

（5）在西南山区大坡度隧道拱顶混凝土浇筑过程中，选取由底位向高位进行浇筑的工艺，压缩混凝土浇筑过程中混凝土流动时间，避免造成混凝土自身质量和表观质量问题。

（6）严格控制砼运输时间。原则上运输时间控制在40min；对于长大隧道、临时道路条件较差的隧道，建议增加缓凝剂。

6 隧道二衬拱顶施工缝两侧混凝土质量问题及预控措施

混凝土受模板支撑体系约束、浇筑窗口及施工缝保护措施限制，容易造成该处混凝土不密实或强度不达标。其预控措施如下：

（1）增设二衬台车浇筑窗口。在二衬台车上适度增加混凝土浇筑窗口，二衬带车单侧浇筑窗口原则上不少于16个，且呈梅花形布置，确保混凝土浇筑到位。

（2）加强二衬混凝土的振捣质量。除了在二衬台车上布置不少于24台的高频振捣器，还要在二衬台车前端增加插入式振捣器工作窗口进行补强振捣。

（3）开展技术创新管理工作。在台车两端设置弧形“V”型缝，贵南项目二衬钢筋按照12m/单元进行独立设计。传统施工缝为直角形“V”型缝，考虑西南地区的混凝土选用机制砂进行配合比设计，混凝土的流动性有一定的限制，故本项目设计了弧形“V”型缝作业标准。该工艺的推广不仅解决了“V”型缝处的混凝土质量，而且提升了二衬混凝土的表观质量。

7 结束语

隧道二衬混凝土作为特殊工况下施工的承力结构物，无论从其自身受力角度讲，还是从其在列车运营中的安全地位讲，都有着至关重要的作用。科技推进无极限，质量管理无尽头，施工单位为业主提供合格产品是质量过程管理的基本要求，中铁三局管理团队将持续推进技术攻关活动，紧密结合社会科技行业发展水平，以交通强国、铁路先行为己任，认真总结、分析隧道二衬施工得失，系统提升隧道二衬施工质量，为新时代的中国高铁奏响最美、最强音。