高鐵隧道襯砌施工常見(jiàn)質(zhì)量缺陷成因及對(duì)策

呂輝

摘? 要：隧道工程是高速鐵路建設(shè)中的重要施工段，如果在隧道施工中出現(xiàn)襯砌結(jié)構(gòu)質(zhì)量問(wèn)題，將會(huì)直接威脅到列車(chē)運(yùn)行的安全性。所以要提高施工技術(shù)水平，確保隧道襯砌施工質(zhì)量。該文首先對(duì)高鐵隧道襯砌施工中常見(jiàn)的質(zhì)量缺陷成因進(jìn)行分析，然后闡述相應(yīng)的預(yù)防及處理措施，為類(lèi)似質(zhì)量缺陷的處理提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：高鐵;隧道;襯砌;質(zhì)量缺陷

中圖分類(lèi)號(hào)：U455? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隧道施工是高鐵工程建設(shè)中的關(guān)鍵部位，因?yàn)楣こ探ㄔO(shè)過(guò)程中會(huì)受到地質(zhì)、水文、氣候以及周?chē)鞣N環(huán)境的影響，所以增加了隧道施工的難度。裂縫、滲漏水、二襯背后脫空等是襯砌施工中比較常見(jiàn)的質(zhì)量缺陷，通過(guò)對(duì)其表現(xiàn)形式以及成因進(jìn)行詳細(xì)分析，可以做好相應(yīng)的預(yù)防和處理措施，避免出現(xiàn)更大的結(jié)構(gòu)質(zhì)量缺陷，保證列車(chē)的安全運(yùn)行。

1 高鐵隧道襯砌施工常見(jiàn)質(zhì)量缺陷成因分析

1.1 襯砌裂縫及成因

在隧道襯砌施工中，結(jié)構(gòu)裂縫會(huì)對(duì)整個(gè)隧道結(jié)構(gòu)的承載力產(chǎn)生威脅，同時(shí)還會(huì)引發(fā)其他病害，不利于列車(chē)的安全運(yùn)行。襯砌裂縫的成因比較復(fù)雜，有些裂縫是在自然因素和人為因素共同作用下產(chǎn)生的，主要成因有以下幾個(gè)方面：第一，隧道施工地段的地質(zhì)狀況比較復(fù)雜，在接近或者通過(guò)復(fù)雜斷層的情況下，隧道本身與外壁之間就會(huì)出現(xiàn)巨大的圍巖荷載力，由于兩側(cè)承受的荷載力不均就會(huì)導(dǎo)致襯砌形變，從而發(fā)生結(jié)構(gòu)裂縫。第二，隧道所處位置存在較大的涌水，而在設(shè)計(jì)施工中沒(méi)有做好排水措施，在滲透性較強(qiáng)的區(qū)域就會(huì)導(dǎo)致排水堵塞，圍巖在水壓的作用下因?yàn)闃O限平衡而出現(xiàn)裂縫。在嚴(yán)寒地區(qū)圍巖也會(huì)由于凍脹力的影響而出現(xiàn)裂縫。第三，在襯砌背后脫空時(shí)，綜合其他各種作用力的共同作用，會(huì)向圍巖一側(cè)變形，進(jìn)而形成裂縫。第四，設(shè)計(jì)和施工的不規(guī)范也是出現(xiàn)裂縫的重要原因，設(shè)計(jì)方案缺乏科學(xué)性和合理性，會(huì)直接影響施工質(zhì)量。在施工階段，施工工序安排不合理或者沒(méi)有嚴(yán)格按照施工圖紙操作，都是出現(xiàn)裂縫的成因。

1.2 二襯背后脫空及成因

二襯背后脫空的主要原因是人為因素，主要有以下幾個(gè)方面。第一，在灌注混凝土的過(guò)程中，隨著灌注空間的縮小，空氣也越難排出，在拱頂就會(huì)出現(xiàn)脫空缺陷。第二，在進(jìn)行拱頂混凝土封底施工時(shí)，受到混凝土輸送泵動(dòng)力或者二襯臺(tái)車(chē)的抗壓能力限制，混凝土填充沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度，拱頂砼打不滿(mǎn)進(jìn)而導(dǎo)致拱頂脫空。第三，防水板掛設(shè)不規(guī)范導(dǎo)致二襯背后脫空。第四，沒(méi)有按照規(guī)定對(duì)混凝土飽滿(mǎn)度進(jìn)行檢測(cè)。導(dǎo)致二襯背后脫空的原因很多，多數(shù)原因?yàn)槭┕r(shí)沒(méi)有按照規(guī)定工序以及施工工藝操作，導(dǎo)致混凝土密實(shí)度不達(dá)標(biāo)，從而在拱頂出現(xiàn)空洞。

2 高鐵隧道襯砌施工常見(jiàn)質(zhì)量缺陷的處理措施

2.1 襯砌裂縫處理措施

對(duì)于襯砌裂縫的處理措施可根據(jù)裂縫的危害程度而采取不同的方式，從經(jīng)濟(jì)性、牢固性以及施工難度等方面綜合考慮，比較常見(jiàn)的處理措施有以下幾點(diǎn)。

2.1.1 碳纖維加固法

利用碳纖維加固比較省時(shí)省力，且效果較好，能夠延長(zhǎng)建筑物的使用壽命。在施工之前，先對(duì)裂縫周?chē)M(jìn)行清理，將殘缺以及破損的混凝土清除干凈，修補(bǔ)原有構(gòu)件的殘缺部分，根據(jù)裂縫大小采用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行涂刷或者灌縫，然后對(duì)構(gòu)件表面進(jìn)行打磨處理，打磨后清洗干凈。在構(gòu)件表面干燥程度達(dá)標(biāo)后使用滾筒在砼表面涂刷底膠，然后黏貼準(zhǔn)備好的碳纖維，為了增加碳纖維和樹(shù)脂的貼合性，減少空氣殘留，可用羅拉多次滾壓，最后做好養(yǎng)護(hù)處理工作。碳纖維加固利用其高效的黏結(jié)性，可提高襯砌結(jié)構(gòu)的承載力。

2.1.2 騎縫注漿法

在裂縫比較嚴(yán)重時(shí)，也可采用騎縫注漿法，主要是利用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿注入裂縫中，以此提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在注漿之前先對(duì)裂縫進(jìn)行處理，為了避免裂縫的進(jìn)一步延伸以及提高注漿效果，要沿著裂縫的方向鑿出楔形槽，槽的寬度一般為5 cm～8 cm，長(zhǎng)度要超過(guò)裂縫兩端，深度超過(guò)裂縫深度。鑿槽后要將混凝土碎塊以及殘?jiān)謇砀蓛?，沿著裂縫的方向固定注漿管，在進(jìn)行封閉處理后向溝槽內(nèi)部注入環(huán)氧樹(shù)脂砂漿，掌握好注漿的壓力，注漿完成后將外露的注漿管割掉，再涂刷顏料。

2.1.3 整體切割鑿除

當(dāng)隧道襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大裂縫，且裂縫附近有較大面積的脫空時(shí)，可采用整體切割鑿除的方法，避免裂縫范圍擴(kuò)大威脅到隧道結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。應(yīng)該重點(diǎn)控制鑿除缺陷砼、新舊砼的防水以及鋼筋砼工序3個(gè)環(huán)節(jié)。在整體切割鑿除施工中，首先要確定需要切割鑿除的范圍，結(jié)合相應(yīng)參數(shù)劃定范圍后再施工。在切割鑿除缺陷砼時(shí)應(yīng)該鑿除到設(shè)計(jì)的厚度，并將邊緣修整平齊，在鑿除厚度沒(méi)有達(dá)到二襯厚度的部位，要鑿除初期支護(hù)部分。使用鋼絲刷清理切口表面，然后用水沖洗保持壁面潔凈。在切割鑿除的過(guò)程中，要做好防水板的保護(hù)工作，避免破壞防水板。在新舊混凝土相接處，使用遇水膨脹橡膠止水條和波紋管做好防排水措施。在必要的情況下，可增加格柵鋼架，以提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。為了提高新舊砼面的緊密度，在關(guān)模前向既有二襯混凝土表面刮涂防水涂料。通過(guò)模板處預(yù)留的灌料孔灌入混凝土，確保混凝土得到充分振搗。在混凝土養(yǎng)護(hù)完成拆模后，對(duì)封口模板的孔洞部分進(jìn)行壓力注漿，注漿完成對(duì)新舊砼表面進(jìn)行打磨處理，然后刮涂防水涂料。劃塊整體切割鑿除可將裂縫以及周?chē)毕莶糠秩胯彸匦聺仓炷?，以提高整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

2.2 二襯背后脫空處理措施

根據(jù)二襯背后脫空的成因分析，可采取以下措施進(jìn)行預(yù)防。第一，加強(qiáng)初支平整度，提高防水板鋪掛質(zhì)量。拱部和連接板處是初支平整度較差的部位，在拱頂施工時(shí)，應(yīng)該控制好噴漿的距離以及風(fēng)壓，在噴漿過(guò)程中增加刮削頻次，在連接板噴漿時(shí)及時(shí)清除掉回彈料。做好表面平整度的檢測(cè)，嚴(yán)格控制在允許的誤差范圍內(nèi)。第二，選用性能較好的二襯臺(tái)車(chē)，有較強(qiáng)的動(dòng)荷載剛度和強(qiáng)度，不會(huì)因?yàn)樽鳂I(yè)強(qiáng)度大而發(fā)生變形。有較強(qiáng)的液壓系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)帶壓灌注，在條件允許的情況下，配備附著式搗鼓器，保證混凝土灌注的密實(shí)度。第三，加強(qiáng)防水板的掛設(shè)質(zhì)量，控制好熱熔墊圈的間距以及數(shù)量，可使用井字型掛設(shè)，做好防水板的松弛度檢測(cè)。第四，加強(qiáng)對(duì)拱頂混凝土飽滿(mǎn)度的檢測(cè)。

3 其他質(zhì)量缺陷及防治措施

在隧道襯砌施工中，有些質(zhì)量缺陷的成因并不是單一的，而是在自然因素和人為因素的相互作用下形成的，并且有些質(zhì)量缺陷又會(huì)相互作用，象二襯背后脫空會(huì)導(dǎo)致裂縫，裂縫會(huì)出現(xiàn)滲漏水、鋼筋外露等?？傊?，如果這些質(zhì)量缺陷得不到有效的處理，最終會(huì)直接威脅到隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。導(dǎo)致隧道襯砌質(zhì)量缺陷的原因有很多種，為了減少質(zhì)量缺陷的發(fā)生，在施工前要做好詳細(xì)的地質(zhì)勘查工作，根據(jù)勘查結(jié)果及時(shí)調(diào)整施工方案，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)質(zhì)量缺陷。設(shè)計(jì)人員深入施工一線(xiàn)，詳細(xì)了解施工現(xiàn)場(chǎng)，提高設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和合理性。加強(qiáng)對(duì)施工過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)督管理，確保每道工序和施工工藝都嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)操作。發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷后，根據(jù)缺陷的危害程度以及所處位置，采取有效措施進(jìn)行處理，避免安全事故的發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

在高鐵隧道施工中，由于受到自然條件以及人為操作等各種因素的影響，會(huì)出現(xiàn)各種質(zhì)量缺陷。如果出現(xiàn)比較嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)質(zhì)量缺陷，將會(huì)威脅到整個(gè)隧道的穩(wěn)定性和安全性。所以通過(guò)對(duì)質(zhì)量缺陷的成因以及處理措施進(jìn)行分析，可在以后的施工中做好相應(yīng)的預(yù)防措施，有效避免類(lèi)似現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)為施工處理技術(shù)提供借鑒經(jīng)驗(yàn)，全面保證高鐵隧道襯砌施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]丁紅林.淺談高寒環(huán)境下高速鐵路隧道滲漏水（凍害）整治與日常維護(hù)[J].甘肅科技，2018（12）：15.

[2]鄒俊輝.全面提升高速鐵路建設(shè)質(zhì)量的思考[J].高速鐵路技術(shù)，2018（12）：28.

[3]王吉成.隧道二次襯砌混凝土頂拱帶?；靥钭{施工技術(shù)[J].四川水力發(fā)電，2018（12）：15.