浅谈公路隧道二次衬砌施工的质量控制

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摘要：本文介绍了公路隧道二次衬砌的一些质量控制方法，希望提高二次衬砌的外观及内在整体质量。

关键词：二次衬砌；台车；质量

近年来，随着高速公路隧道建设的飞速发展，二次衬砌模筑泵送混凝土施工质量问题也就不断地增加，严重影响了混凝土的外观及内在整体质量。所以，要保证隧道质量，必须从落实工艺措施，加强对隧道衬砌质量的控制。

1 二次衬砌施作时机的确定

隧道二次衬砌混凝土作为持久保持隧道功能的重要结构，施作时机根据围岩及初期支护变形监测情况而确定。围岩和初期支护变形基本稳定需符合下列条件。

(1)隧道周边水平收敛速度小于0.1～0.2mm/d，拱顶或底板垂直位移速度小于0.07～0.1mm/d。

(2)隧道周边水平收敛速度，以及拱顶或底板垂直位移速度明显下降。

(3)隧道位移相对值已达到总相对位移量的90%以上。

2 二衬模板台车制作安装质量控制

二次衬砌混凝土施工，能否达到工程整体外观质量的要求，首先取决于二衬模板台车，台车的制作安装质量是关键，混凝土的平整度、光洁度、色差度、衬砌错台等都与台车直接相关。二次衬砌采用整体式全断面钢模液压衬砌台车，台车长度根据 路线半径及以防台车变形的要求而定，一般8～12m；挡头模均采用自制钢模或木模。液压台车的加工应注意几点：面板钢板厚度不宜小于1cm，具有足够抗压、抗变形性能，拱部提升液压带锁定装置及定性支撑防止浇筑拱部混凝土时下沉；龙门框架与面板间的撑钢保证数量及其刚性能够承受由面板传来的混凝土浇筑时产生的重力、侧压力及施工中产生的各项荷载而不扭曲；门框架内做好斜撑防止门架向内变形，必要时在门框架内行走轮上两道纵梁间设置横向支撑；拱部压浆孔尽量居中防止拱部浇筑混凝土单侧流向而产生偏压。

3 混凝土浇筑工艺质量控制

台车的质量是优质二次衬砌混凝土的条件，混凝土浇筑工艺是二次衬砌质量重要过程。

3.1 混凝土配合比要求

二次衬砌混凝土一般选用抗渗等级大于等于P6级的抗渗混凝土，配合比设计要求满足：图纸设计强度、易于泵送的混合料级配、水灰比适当、水泥用量不小于320kg/m3的原则。

3.2 混凝土拌和及运输

混凝土拌和必须达到3个基本要求：计量准确、拌和均匀、坍落度稳定。混凝土计量准确是保证混凝土强度与和易性的先决条件，要求采用自动计量搅拌站集中拌和，加强对砂石料含水量检测，以便及时调整拌和用水量。

采用二次搅拌工艺。拌和时，先向搅拌机投入细骨料、水泥和专用复合外加剂，拌和均匀后，再加入所需用水量，待砂浆充分拌合后再投入粗骨料，并继续拌和至均匀为止。

坍落度是混凝土和易性的重要指标，其测定分两次进行，一是混凝土拌合物出机后测定；二是混凝土拌合物运抵浇筑现场，入模前测定。要采取措施控制前后两次坍落度损失不宜过大，确保混凝土的可塑性。

混凝土采用运输罐车运送。在运输过程中要避免出现离析、漏浆，并要求浇筑时有良好的和易性，坍落度损失减至最小或者损失不至于影响混凝土的浇筑与振捣，当有漏浆和离析发生时，在进入输送泵前启动罐车重新拌和，确保入模混凝土的质量。

3.3 混凝土的浇筑与振捣并重

要保证二次衬砌混凝土的质量，就要强调浇筑与振捣并重，必须克服重视振捣、轻视浇筑的习惯现象。浇筑无序或振捣无方，都是混凝土产生不均匀、不密实的质量缺陷的根源。

(1)分层、对称浇筑。混凝土浇筑过程为确保台车的稳定，混凝土必须按断面自下而上采用分层、左右交替对称浇筑，每层浇筑厚度不得大于0.8m(约为振动棒作用半径1.25倍)，两侧高差控制在30cm以内，严禁单侧浇筑高度超过1m。浇筑的过程要连续，避免停歇造成“冷缝”，间歇时间若超过2h，则必须按浇筑中断进行工作缝处理。

(2)插入式振捣器为主，附着式振捣器为辅交替振捣，切莫早振、漏振、过振。为确保混凝土密实，采用插入式振捣器和模板台车配备附着式振捣器两种方式进行振捣。专职操作人员负责插入式振动器振捣，插入式振捣器采用快插慢提，振速频率一定的原则，移动间距不宜大于其作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土中的深度宜为5～10cm，每个振点的振捣持续时间，以混凝土不再沉落，不再出现气泡，表面明显出现浮浆为度，在振捣过程中要使振捣棒避开钢筋和预埋件，但要保证钢筋和预埋件周围的混凝土均匀受振；附着式振捣器开动时间以混凝土浇满附着式振捣器振捣范围时开起，其振捣尽量按照短时间、多次数左右对称的方法，防止台车变形移位或弹性变形。

3.4 拆模的要求

二次衬砌的拆模时间按以下要求进行控制：在初期支护变形稳定后施工的，二次衬砌混凝土强度应达到2.5MPa以上；初期支护未稳定，二次衬砌提前施做时混凝土强度达到设计强度的70%以上；特殊情况下，应根据试验及监控量测结果确定拆模时间。脱模时要防止衬砌表面受到碰撞而损坏。

3.5 养生的重要

混凝土拆模后应立即进行洒水养生且湿养护不得间断，不得干湿循环。适当延长养护时间，一般不少于7d，保证混凝土表面缓慢冷却，降低混凝土产生的水化热造成的混凝土表面温度与环境温度之差，防止温度裂缝。

4 二次衬砌质量注重细节也是成败的关键

4.1 消灭混凝土接缝错台的措施

(1)消灭环接缝错台。①在台车就位前，将混凝土搭接部位及台车搭接部分表面彻底清理干净，使台车与混凝土表面尽量紧贴。②加强台车支撑，将所有的支撑全部支撑到位，保证台车整体受力，必要时可在台车端部增加钢支撑。③在台车前端端部拱顶增设支撑，以防台车上浮造成拱部错台。④严控台车底部以上3m浇筑混凝土速度(一般控制4h左右)和坍落度(一般在14cm)。⑤检查台车前后断面尺寸制造误差，及时消除。⑥中线控制准确，使台车中线与隧道中线在同一个平面。⑦保持台车与混凝土的搭接长度为10cm。

(2)消灭台车模板错台：对模板板块拼缝进行焊联并将焊缝打磨平整，形成三块大模板，以抑制使用过程中模板翘曲变形而影响混凝土表面质量，以克服板块间拼缝处错台。

(3)控制台车作业窗处错台和漏浆：作业窗关闭前，必须将窗口边框混凝土浆液残碴清理干净，并用湿布擦拭后锁紧压紧卡，并将关闭支点用楔形木塞紧，防止由于作业窗口关闭不严，使窗口部位混凝土表面形成凹凸不平的补丁甚至造成漏浆。

4.2 防止拱顶空洞

在模板台车自由方向挡头模设立观察窗口，利于随时检查混凝土在拱顶的灌注情况；同时做好灌注结束后封堵的材料准备。封顶混凝土应按规范严格操作，尽量从内向端模方向灌注，排除空气保证拱顶灌注厚度和密实度，拱部混凝土坍落度指标可适当大于边墙。为保证二衬背后没有空洞现象在二衬台车定位时拱顶预设注浆管，待衬砌混凝土强度达到设计强度100%后压入水泥浆液来填充拱顶空洞。

4.3 杜绝台车上浮

为避免台车上浮，二衬浇筑时应采用两侧对称连续全断面泵送灌注。台车组装时在顶部增设千斤顶，使台车顶部能够施加向下的压力，来抵消台车的上浮力。浇筑时，要控制浇筑混凝土速度并充分利用台车上、中、下三层作业窗，分层浇筑混凝土，落差应小于2m为宜，保证两侧混凝土交替均衡地浇筑来减小浮力。

4.4 减少弧形段衬砌蜂窝、麻面、气泡

在二衬弧形段蜂窝、麻面、气泡比较多见，施工中我们采取如下措施去减少这一现象的出现。

(1)掺加性能良好并检验合格的高效减水剂，满足施工的情况下改善混凝土性能，减小混凝土的坍落度。

(2)加强捣固，分层振捣、逐层排除空气，防止出现麻面气泡。在挡头板上设置排水孔排除水泥浆泌浆水，防止泌浆水附着在模板上形成水泡。

(3)确定可行的脱模时间，保证脱模时有足够的抗压强度以防止脱模时拉脱混凝土外表面，造成缺陷。

综上所述，保证公路隧道二次衬砌的质量能够满足隧道在运营使用中稳定、安全和美观，必须从隧道施工过程的每一道工序做起，二衬的施作时机、台车拼装质量、混凝土的施工工艺及施工中的一些细节对二次衬砌的质量都会产生很大的影响，因此每道工序的质量达到设计预期效果，才能使隧道质量有保障。

参考文献

[1]曹立峰，隧道二次衬砌板间错台的有效控制[J]，公路交通技术，2003（6）