公路隧道工程質(zhì)量缺陷原因分析及預(yù)防措施

趙科研

（中交二公局第四工程有限公司，河南 洛陽 471013）

隧道施工質(zhì)量缺陷會(huì)嚴(yán)重威脅過往車輛、人員的安全，為此必須嚴(yán)格管控工程中容易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷的部位，不斷加強(qiáng)對(duì)隧道施工質(zhì)量缺陷成因的研究力度，并在施工過程中進(jìn)行關(guān)鍵質(zhì)量控制，從而保證隧道工程施工的施工質(zhì)量夠能達(dá)到設(shè)計(jì)要求及施工規(guī)范要求。

1 隧道工程質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的原因

1.1 滲漏水產(chǎn)生原因

此處圍巖存在節(jié)理裂隙發(fā)育，存在地下水發(fā)育或基巖裂隙水，存在節(jié)理裂隙發(fā)育帶或地下水滲出，上述水系發(fā)育在初期支護(hù)之前均沒有得到處理。開挖施工未采用光面爆破或爆破控制未達(dá)到預(yù)期效果，造成隧道開挖輪廓凹凸不平，局部位置噴射混凝土后產(chǎn)生空洞。出現(xiàn)滲水位置處理不到位，安裝引水盲管位置排查不清或未固定牢固。裂水或地下水中含礦物質(zhì)較多，造成排水管道堵塞。設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)不完善，施工接縫、結(jié)構(gòu)縫、混凝土缺陷，不合格原材料，不合理施工方案等原因均會(huì)造成滲漏水。施工過程中未按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求拌制或振搗混凝土等，造成混凝土抗?jié)B等級(jí)不達(dá)標(biāo)，砼不密實(shí)，出現(xiàn)開裂等情況，導(dǎo)致防水混凝土失效。排水盲管質(zhì)量不過關(guān)，在混凝土澆筑時(shí)收到混凝土擠壓變形或破裂混凝土漿液流入堵塞水管，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)排水效果。

1.2 噴射混凝土空洞產(chǎn)生原因

該處圍巖較差，基本為V級(jí)和IV級(jí)圍巖，巖石性質(zhì)各異，表面黏附力強(qiáng)弱不一，開挖后未將松動(dòng)巖石清除干凈。噴射巖石表面黏附力各異及松動(dòng)巖石的掉落，導(dǎo)致空洞的形成。隧道開挖輪廓線大于或小于設(shè)計(jì)輪廓線現(xiàn)象比較嚴(yán)重，偏差較大。初支時(shí)超挖較大位置未掛小網(wǎng)找平。鋼筋網(wǎng)片施工工序錯(cuò)誤，對(duì)噴射混凝土直接接觸巖面起到了一定阻礙作用，導(dǎo)致空洞的形成?，F(xiàn)場施工與噴射混凝土施工技術(shù)方案不相符。在某個(gè)局部區(qū)域混凝土過后掉落，導(dǎo)致混凝土墜落，擋住鋼筋網(wǎng)片后面未填平區(qū)域，導(dǎo)致形成空洞。

人為因素：濕噴手為新手或長時(shí)間未操作濕噴機(jī)械。無法按照想法噴射指定區(qū)域，導(dǎo)致局部混凝土過厚，掉落后形成空洞?；炷亮喜荒芊€(wěn)定輸出，差異較大，導(dǎo)致操作手無法把握不掉落的臨界狀態(tài)，不能正常進(jìn)行噴射混凝土施工。

1.3 二襯砼外觀缺陷產(chǎn)生原因

蜂窩、麻面和氣泡現(xiàn)象：混凝土攪拌不符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求；混凝土振搗未按要求振搗；混凝土未分層澆灌；弧形段襯砌表面氣泡的產(chǎn)生是因?yàn)樵谡駬v過程中，漿液水泡上浮，附著在模板表面，無法排出；拆模過早也易產(chǎn)生麻面。

施工冷縫：在混凝土澆筑過程中，停止?jié)仓r(shí)間較長，混凝土有可能初凝，繼續(xù)施工時(shí)，已經(jīng)澆筑的凝混凝土表面沒有進(jìn)行處理，使得先后兩層混凝土不能銜接密實(shí)，出現(xiàn)冷縫。

水印和砼光澤度差等現(xiàn)象：配合比未根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況有效調(diào)整，導(dǎo)致砼坍落度過大；振搗不到位是出現(xiàn)水印和砼光澤度差的主要原因。

二襯錯(cuò)臺(tái)：二襯臺(tái)車在使用過程中產(chǎn)生變形，造成前后端斷面尺寸不一致；臺(tái)車支撐剛度不夠在混凝土壓力作用下導(dǎo)致臺(tái)車模板向內(nèi)收斂變形；測量放樣不準(zhǔn)確，導(dǎo)致施工錯(cuò)臺(tái)；作業(yè)窗封閉不嚴(yán)，造成錯(cuò)臺(tái)。

二襯滲漏水：防水板未按要求施工或砼振搗操作不當(dāng)損壞防水層。

二襯拱頂空洞：混凝土坍落度不符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，或澆筑順序不正確；頂部排氣不暢。

2 隧道工程質(zhì)量缺陷的預(yù)防措施

2.1 滲漏水預(yù)防措施

（1）采用合理的開挖方案，保證無超挖現(xiàn)象產(chǎn)生。

（2）保證現(xiàn)場施工時(shí)按照根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)整的注漿施工方案進(jìn)行注漿施工。

（3）小導(dǎo)管施工質(zhì)量控制（注漿方面）：根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果制訂注漿方案，達(dá)到最佳注漿止水效果；合理選擇注漿參數(shù)和配和比；嚴(yán)格控制注漿壓力，防止結(jié)構(gòu)變形等現(xiàn)象發(fā)生；采用徑向鉆孔對(duì)注漿效果進(jìn)行檢查、分析和判斷。

（4）噴射混凝土施工質(zhì)量控制：采用濕噴技術(shù)和復(fù)噴方式；施工前將機(jī)具、混凝土配合比等資料報(bào)監(jiān)理審批，通過后再進(jìn)行施工；混合料隨拌隨用，嚴(yán)格控制運(yùn)輸及等待時(shí)間；噴射混凝土作業(yè)應(yīng)采用分段、分片、分層依次進(jìn)行，噴射順序自下而上，分段長度不大于6m。噴射時(shí)先將低洼處找平，再按自下而上的順序分層，往復(fù)噴射。

（5）防水層施工質(zhì)量控制：采用專業(yè)隊(duì)伍施工，定期進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)；檢查初支，外露的鋼筋、錨桿必須割除，補(bǔ)平表面，并施作一層防水砂漿，以防劃破或割破防水板；在鋪設(shè)防水板前，初期支護(hù)表面漏水及時(shí)處理，采用注漿堵水或埋設(shè)排水管直接排到縱向排水管中，保持基面干燥；必須采用無釘鋪設(shè)、雙焊縫焊接的施工工藝；重點(diǎn)控制防水板施工接縫質(zhì)量；加強(qiáng)防水層成品保護(hù)，注意鋼筋運(yùn)輸或綁扎過程中對(duì)防水板造成損壞，發(fā)現(xiàn)層面有破損及時(shí)修補(bǔ)；防水板必須先焊接后固定；在凹凸較大的基面上，預(yù)留足夠的松散系數(shù)，使其留有余地；嚴(yán)格檢查排水盲管原材料質(zhì)量，確保排水盲管質(zhì)量合格才能夠應(yīng)用于實(shí)際施工。

（6）二次襯砌混凝土施工質(zhì)量控制：混凝土使用的水泥等原材的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。混凝土拌制必須嚴(yán)格按照配合比施工，嚴(yán)禁拌和站操作人員私自更改配合比；嚴(yán)格控制混凝土的分層澆筑、振搗及施工停歇時(shí)間；二襯混凝土采用整環(huán)澆筑，當(dāng)混凝土澆筑至墻拱交界位置，停止混凝土澆筑約1h左右，等邊墻混凝土沉實(shí)后方可繼續(xù)澆筑；在混凝土振搗時(shí)，振搗棒等振搗機(jī)械不得觸碰防水層及模板；脫模必須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求后進(jìn)行，不得根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)自行脫模；注意混凝土養(yǎng)護(hù)。

（7）施工縫防水質(zhì)量控制：施工縫防水施工前必須鑿除表面浮漿、清除雜物且用水沖洗后，才能進(jìn)行下一工序施工；施工縫的縫寬不能過寬或過窄，確保縫寬在設(shè)計(jì)及規(guī)范的允許誤差范圍內(nèi)；止水條、止水帶等材料進(jìn)場時(shí)必須及時(shí)檢測，嚴(yán)格控制止質(zhì)量。

2.2 噴射混凝土空洞控制對(duì)策

為保證初期支護(hù)質(zhì)量，減少或避免噴射混凝土背后空洞產(chǎn)生，在施工過程中應(yīng)采取以下措施：

（1）在施工之前，先清理表面松散巖石，再修整表面，盡量使開挖輪廓線圓順；為增加巖石表面的附著力，必須處理巖石表面。

（2）采用根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整過后的施工方案嚴(yán)格控制超挖，盡量避免空洞。如因不可控制因素產(chǎn)生超挖，可以在整體工序施工前對(duì)這部分區(qū)域掛小網(wǎng)噴射混凝土填平，以避免空洞產(chǎn)生。

（3）嚴(yán)格按照混凝土噴射工藝進(jìn)行噴射：先補(bǔ)坑填平，后分層噴射，每層找平。

（4）操作人員應(yīng)善于總結(jié)并發(fā)現(xiàn)自己在日常和每次操作中的缺點(diǎn)，在后續(xù)的噴射過程中盡早改正，這樣才能快速提高操作技能和水平。

（5）拌和站負(fù)責(zé)混凝土料輸出控制，保證其穩(wěn)定性，進(jìn)而保證噴射混凝土施工質(zhì)量。這一現(xiàn)象是可以完全消除的，但需要施工、監(jiān)理等方共同監(jiān)督。

2.3 二襯砼外觀缺陷控制對(duì)策

（1）蜂窩、麻面和氣泡現(xiàn)象控制對(duì)策：嚴(yán)格控制混凝土配合比，保證混凝土現(xiàn)場坍落度符合要求；澆筑時(shí)根據(jù)窗口交替澆筑各層，并且各層必須振搗到位。起拱線以下輔以木錘模外敲振和搗固鏟抽插搗鼓，以抑制表面氣泡產(chǎn)生；嚴(yán)格按照試驗(yàn)室下發(fā)的配合比進(jìn)行砼攪拌，用以控制弧形段襯砌表面氣泡的產(chǎn)生，必須杜絕私自給混凝土加水的情況；脫模必須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求后進(jìn)行，不得根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)自行脫模。

（2）施工冷縫控制對(duì)策：施工中控制混凝土供應(yīng)速度符合現(xiàn)場實(shí)際需求，混凝土澆筑必須對(duì)稱，防止臺(tái)車受力不均。如果砼澆筑過程中，因機(jī)械故障等原因?qū)е虏坏貌粫和Ｊ┕ぃ瑒t按照施工方案制定處理方法進(jìn)行處理后才能繼續(xù)施工。如已出現(xiàn)冷縫，可采用砂紙打磨，采用白水泥和普通水泥按照襯砌顏色對(duì)比試驗(yàn)確定的比例拌摻后抹拭。

（3）水印等現(xiàn)象控制對(duì)策：指定試驗(yàn)檢測人員監(jiān)督現(xiàn)場并收集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，保證砼強(qiáng)度前提下對(duì)配合比進(jìn)行微調(diào)，達(dá)到最佳場坍落度控制。合理振搗，適當(dāng)增加水泥用量，提高混凝土光澤度。

（4）二襯錯(cuò)臺(tái)控制對(duì)策：清理已澆筑好混凝土與臺(tái)車相接部位的臺(tái)車模板和混凝土表面，保證混凝土表面與二襯臺(tái)車緊密貼合。檢查臺(tái)車前后端斷面尺寸，及時(shí)消除制造誤差。為保證臺(tái)車受力均勻，二襯臺(tái)車上所有的支撐絲杠必須全部緊固到位。在臺(tái)車前端端部拱頂設(shè)置支撐，防止臺(tái)車上浮造成拱部錯(cuò)臺(tái)。為保證臺(tái)車的整體穩(wěn)定性，在混施工過程中指派專人檢查絲杠，發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)的絲杠及時(shí)加固，并在混凝土澆筑過程中放慢臺(tái)車底部高3m內(nèi)的混凝土灌注速度，以控制混凝土坍落度。準(zhǔn)確設(shè)定測量放樣中線位置，盡量保證臺(tái)車中線與隧道中線保持一致，避免因測量放樣產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)。作業(yè)床關(guān)閉前，必須將窗口殘?jiān)謇砀蓛簦⒂脻衲ú疾潦煤箧i緊壓緊卡，并將關(guān)閉支點(diǎn)用楔形木塞緊。

（5）二襯滲漏水控制措施：加強(qiáng)控制防水層施工質(zhì)量，嚴(yán)格控制混凝土施工質(zhì)量。

（6）二襯拱頂空洞控制對(duì)策：嚴(yán)格按照拱部封頂?shù)氖┕し桨高M(jìn)行施工，預(yù)防空洞產(chǎn)生或減少空洞體積，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行壓漿，可填充襯砌混凝土收縮裂縫和拱頂由施工難度造成的空洞，并兼有堵水的作用。

3 結(jié)束語

綜上所述，為避免隧道施工中經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷，保證隧道施工質(zhì)量，項(xiàng)目管理人員應(yīng)該加強(qiáng)重視以下四個(gè)方面：（1）針對(duì)不同圍巖類型，制訂專項(xiàng)施工方案，對(duì)每個(gè)施工步驟提出相應(yīng)的質(zhì)量要求及控制措施，為質(zhì)量管理人員提供管理依據(jù)。（2）對(duì)常見的質(zhì)量缺陷問題制定預(yù)防措施，采用“一對(duì)一”模式重點(diǎn)管控。（3）加強(qiáng)隧道施工信息和經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)交流、培訓(xùn)，了解最新隧道施工技術(shù)與質(zhì)量問題預(yù)防措施，從根本上發(fā)現(xiàn)問題，提早解決問題。（4）定期開展施工管理人員及施工協(xié)作隊(duì)伍的質(zhì)量、技術(shù)培訓(xùn)，不斷強(qiáng)化質(zhì)量、技術(shù)管理水平，將人為因素對(duì)工程質(zhì)量的影響降到最低。