浅述如何有效控制隧道工程初期支护及衬砌施工质量

李小宏

（中铁一院集团南方工程咨询监理有限公司，甘肃 庆阳745000）

0 引言

现阶段，我国铁路系统得到不断发展，这让隧道工程项目逐渐变得越来越常见，特别是特长隧道。为了提升整体结构的稳定性，合理地使用混凝土衬砌施工技术就成了较为重要的一点。为更进一步做好隧道工程质量安全控制，中国铁路总司特别提出“质量安全红线管理”，自开挖工法至原材料使用、初支衬砌厚度及强度等控制进行了细化要求，并逐步实施，为隧道工程施工质量提升奠定了基础。

1 隧道工程支护施工技术常见的质量问题

在隧道施工过程中有着各种各样的问题，部分问题对隧道寿命与安全有着致命的影响，其主要原因就是对其中的重要性认识不够深刻。本文对隧道支护常见质量问题进行探讨。

1.1 初喷工序缺失

在初喷时，开挖工作完成和清除危石后，就需要对岩面喷射5 cm左右厚度混凝土，其主要的作用有：第一，快速封闭围岩，加强围岩的自稳性能，从而保障后续工序施工安全；第二，找平岩面，让钢筋网与钢架与围岩密贴；第三，对钢筋网和钢架起到保护作用。然而由于认识不足和盲目赶工，认为与复喷一起施工的效果是一样的，最终工序缺失，并使得施工安全和工程质量产生影响。

1.2 钢筋网安装不规范

钢筋网安装不够规范，其中最常见的现象是钢筋网没有随岩面凹凸敷设和搭接长度不足，特别是环向搭接，最终所造成的后果就是：其一，不能防止收缩裂隙的产生和限制裂缝的扩大；其二，不能让喷层应力均匀分布，无法改善变形性能，无法增强喷层的柔性，这就让喷层所能够承受的剪力和拉力；其三，无法加强围岩变形的限制。

1.3 钢架安装不规范

钢架安装采取单元阶段螺栓连接，在现场施工中主要出现问题有：（1）型钢拱架制作出现的曲率差异、连接板定位不准；（2）厂制化生产拱架，出厂预拼装验收环节未完全做到位；（3）拱架安装连接板螺栓连接不密切，无法做到有效连接，特别是仰拱钢架与边墙连接位置。综合以上3个拱架连接常见问题，由于拱架自身安装存在的质量问题导致初期支护变形较大，极易造成衬砌厚度不足。

1.4 喷施混凝土厚度、强度不足

喷射混凝土厚度不足与表面平整度差造成的影响，厚度不足就容易造成钢架保护层厚度不足，包裹不良，从而影响钢架受力和对围岩的支护工作，这样就容易导致混凝土保护层太薄而开裂。表面不平整容易对防水卷材造成崩裂防水系统功能得到降低。所产生的主要原因就是：首先，是光爆效果不良或开挖不到位，欠挖时未处理则直接进行喷射混凝土施工以及喷射混凝土不密实产生的拱架背后脱空现象；其次，现场监督不够严格，初期支护喷射混凝土平整度检测不严格。

喷射混凝土强度不足，抛除混凝土原材料、外加剂质量，配合比；等因素，现场施工主要存在湿喷工艺掌握运用不熟练，出现喷射混凝土不密实、拱架背后空洞，后期喷射混凝土养护不到位等原因。

1.5 衬砌混凝土厚度、强度不足

衬砌混凝土厚度不足，主要原因是：（1）洞身开挖预留沉降量不足，后续沉降及收敛造成隧道断面尺寸不足；（2）防水板铺挂前对初支面断面检测不到位，出现局部侵限出现的厚度不足。

衬砌混凝土强度不足，主要原因是：（1）混凝土原材料质量不合格、选定配合比存在问题；（2）混凝土拌和及运输问题导致混凝土和易性较差；（3）混凝土浇筑受衬砌结构影响，局部出现混凝土离析、振捣不密实现象，特别是拱顶部位混凝土浇筑质量控制。

2 隧道工程初期支护和衬砌施工质量的控制

2.1 创建质量保障体系

建立完整的质量管理体系，确定工序工艺控制流程，明确职责，各职能部门、各专业班组相互配合，有效衔接，严格过程控制。在工程施工的全过程当中，需要对管理职责、质量体系、设计控制和文件资料控制、采购等开展产品控制工作，积极加强检验测量和实验设备控制工作，对于不合格产品的控制工作，要及时地进行纠正和预防措施，从而实现工程衬砌施工的全面控制。

2.2 隧道初期支护控制

（1）以Ⅳ、Ⅴ级围岩为例，要严格控制管棚、小导管长度、数量、直径、安装倾角等参数，按设计要求进行注浆，特殊地质如软弱围岩情况下可采取地表降水、掌子面帷幕注浆、冷冻法等施工工艺，做到固化掌子面前端围岩加固的目的。

（2）支护施工工艺，隧道开挖清危后必须按照设计要求进行初喷混凝土，尽早封闭岩体，加强围岩的自稳性能，按照施工工序而后再进行立架、挂网、打锚杆、喷射混凝土作业。

（3）厂制化拱架制作，必须严格执行出场检验制度，确保拱架出厂合格，无平面翘曲变形等现象，现场安装要确保连接板密贴，螺栓连接紧固。仰拱拱架安装,边墙连接板应厂制化提前焊接安装，确保连接板自身焊接牢固可靠，仰拱钢架可选取一个节段，现场确定长度后再施焊端头连接板，从而确保拱架各连接点连接紧密、牢固。

（4）喷射混凝土，应优先选用机械手抵近作业，由下自上逐层喷射，保证喷射密实、混凝土表面平整，需注意钢筋网及拱架背后要喷射密实，避免出现空洞。

2.3 衬砌施工控制

（1）初期支护围岩量测，按照规范布点要求及频率，按时进行量测，掌握初期支护体系沉降及收敛情况，待沉降及收敛趋于稳定后，及时进行初支断面扫描检测，检测无侵线情况可进入防水板铺挂作业。

（2）防水板铺挂，热熔焊点宜采用50~80 cm梅花形布置，需注意防水板铺挂松弛度要适中，过紧在混凝土浇筑过程中易导致防水板破损或断裂，过松极易行程防水板后脱空现象产生。

（3）衬砌钢筋安装，选用适当的工装卡具，从而控制钢筋数量、间距、排距、保护层厚度等，在矮边墙位置可根据液压栈桥附带的仰拱曲模，同步安装钢筋卡具、止水带卡具等工装设备。衬砌端头已浇筑侧可采用软搭接方式，解决错台问题。前端增加工装设备进行封堵，固定环向中埋止水带，确保中埋止水带剧中，保证混凝土厚度，解决施工缝位置混凝土掉块问题。

（4）混凝土浇筑，确保混凝土浇筑连续，避免出现施工冷缝等外观缺陷，应遵循“逐窗分层”浇筑工艺，可采用溜槽、布设导管等形式进行，衬砌台车可安装附着式振捣器，配合插入式振捣，避免出现漏振现象。拱顶混凝土浇筑，由于衬砌构造形式及混凝土浇筑工艺受限，拱顶混凝土浇筑极易形成空洞，应采用“带模注浆工艺”进行施工，监控注浆是否饱满。

（5）混凝土养护，可选用衬砌养护台架作业，做到智能化、自动化，保证养护频率，将人工洒水养护的弊端彻底更改，避免因养护不到位出现混凝土质量问题。

3 结语

综上所述，在我国社会经济的快速发展下，这让我国隧道工程逐渐增加，这为我国社会经济可持续稳定的发挥打下了坚实的基础。而若想有效地确保隧道工程的初期支护以及衬砌施工质量，就需要创建质量保障体系，自隧道开挖、初期支护、衬砌等逐工序进行研究，优先选用先进的工艺工装设备，从而有效地提升隧道施工工效，保障隧道工程整体的施工质量。