公路隧道二衬混凝土防脱空施工技术研究

韩静峰

摘 要：公路工程隧道施工中二衬混凝土脱空问题比较常见，通常二衬脱空占隧道长度10%以上，而边墙二衬脱空问题占隧道长度5%至8%之间。此外，支护初期采用无钢架一级与三级围岩支护或支护初期采用有钢架支护四级与五级围岩更容易导致二衬混凝土脱空问题，因此应采用有效的技术避免此类问题。

关键词：公路隧道;二衬混凝土;防脱空施工技术

1公路隧道施工过程中产生二衬混凝土脱空所导致的危害

现阶段在进行公路隧道工程设计时多会采用复合衬砌。二级與三级围岩二衬所承受的围岩松弛载荷可达到30%，四级与五级围岩二衬所承受的围岩松弛荷载可达到50%。在结构分析与计算时应综合考虑复合衬砌背后回填密度及衬砌背后围岩所能提供的弹性抗力。所以当出现拱部二衬脱空或边墙二衬脱空时都会带来危害，无形中增加了其压力，导致安全事故，而当发生拱部二衬脱空时会导致更大的安全事故。当二衬砌拱部位置出现脱空现象时该位置成正弯矩，拱部上部位置会出现受拉现象，通常拱部上部不会设置受力钢筋，这样就会出现受力开裂现象，最终出现钢筋腐蚀与渗漏现象，给二衬混凝土带来影响。此外，当出现二衬混凝土脱空情况时围岩就无法发挥出支护及保护作用，导致变形或松弛情况，给围岩带来破坏。所以应采用有效的施工技术避免二衬混凝土脱空问题。

2主要成因

2.1开挖与支护所带来的影响

公路隧道施工时如果无法保证光面爆破效果会直接导致二衬混凝土脱空现象。通常在进行二级与三级围岩段施工时通常不会做钢架设计，混凝土喷涂表面平整度相对较差，此时防水板无法与初支紧密结合;在进行四级与五级围岩段施工时，光面爆破后会导致钢架架设不平整现象，此时防水板无法与初支紧密结合。但在光面效果良好的情况下，初支时出现局部挂网处理不当或混凝土喷射人员专业水平不高等情况时也无法保证施工质量。

2.2防水板施工时所带来的影响

在进行防水板敷设过程中若出现局部松弛度不够会导致防水板与混凝土喷涂表面空洞现象。反之，当防水板敷设松弛度超过标准时就会导致二衬混凝土脱空现象。在防水板施工时采用吊带挂设方式，此时其会与初支间出现自由度，混凝土浇筑过程中防水板局部位置会产生紧绷现象，最终导致脱空问题。在进行防水板固定时若固定点位不够，混凝土浇筑过程中会出现混凝土塌陷问题，导致拱部防水板紧绷，引起脱空问题。

2.3模板施工所带来的影响

当模板台车底部支撑牢固性不足、混凝土强度不够难以承受自重前下沉及变形情况会直接导致二衬脱空现象。在挡头板出现渗漏情况时也会导致脱空现象，但多会发生在拱顶位置。

2.4混凝土施工所带来的影响

通常情况下个别窗口施工时会采用混凝土施工，由于混凝土浇筑施工距离相对较长与需要灌注的窗口有一定距离，这样就会出现供应量及压力不足等情况，形成脱空。若无法保证混凝土振捣效果会给自重带来影响，导致拱部出现脱空现象。在进行拱部混凝土施工过程中若未准确控制浇筑量也会导致脱空现象。在进行拱部混凝土浇筑过程中应确保一次性浇筑成功，但是若振捣不足混凝土会出现下沉现象导致脱空。在进行下坡位置混凝土浇筑时，若浇筑段与上循环间形成空囊也会导致脱空现象。此外，当未满足混凝土扩散要求时封顶施工就无法到达泵送位置，也会导致脱空现象。

2.5养护过程所带来的影响

混凝土浇筑结束模板拆除前若运输车与模板台车发生碰撞现象，模板台车会出现位移现象，导致脱空。混凝土本身存在徐变或收缩现象，浇筑结束后也会出现这两种情况，此时衬砌、围岩及防水板之间会产生间隙，通常会在2厘米以下。

3施工技术的应用

3.1工艺流程

通过分析不难看出，导致二衬混凝土脱空现象的影响因素相对较多，因此应对施工工艺流程进行严格控制，主要包括隧道开挖阶段、初支护阶段、防水模板敷设、模板敷设、混凝土浇筑及振捣、混凝土养护等环节，只有合理应用施工工艺，按照施工流程进行施工才能确保施工质量。

2.2采用光面爆破施工技术

控制爆破周边距离，通常在50厘米之内，在围岩处于缩小周边距离时应将其控制在45厘米。使用直径为32毫米的药卷时可采用间隔装药方式;使用25毫米药卷时可采用连续装药方式。在进行装药时应严格控制药量并不断进行优化。将30厘米以上炮泥堵在炮眼位置。在处理四级与五级围岩段时应尽可能缩小外插脚，在完成爆破后对钻研轮廓线进行控制，同时做好边墙开挖放样工作。

3.3控制初期支护质量

混凝土喷射施工前可以使用挂网对部分掉块位置进行处理。在进行混凝土喷射作业时可以采用自下向上方式并保证喷射的连续性，对喷射角度进行控制，采用垂直喷射方式，保证喷射面与喷嘴间距在0.6米至1.8米之间，喷射时施工人员可以根据回弹情况进行调整。在进行钢架制作时应确保钢架标准是统一的，同时利用测量放样保证钢架刚度、平面的统一性。在喷射下凹位置时应扩大喷射面积;保证钢架喷射平整度并避免混凝土厚度不均匀所导致的钢架表面高度变化情况，防止混凝土浇筑表面出现不平整现象。在完成混凝土喷涂作业后应清楚遗漏的混凝土，保证每班作业后都可以及时清理，避免混凝土结块现象的同时确保初支平整度，同时及时清理初支表面钢筋头。

3.4控制防水板施工质量

隧道拱顶中间两侧三米范围内安装防水板并控制好距离，通常在0.6米以内，拱腰位置防水板距离小于0.8米，边墙防水板安装距离控制在1米以内，采用梅花形布置。将因定点设置到不平整位置上确保防水板可以与基础层紧密贴合。采用电焊方式进行防水板固定并防止下垂现象。对防水板松弛度进行控制，不得太松也不得过紧。在进行窗口位置混凝土浇筑时可以使用专业的支撑丝杠固定防水板，避免防水板在混凝土浇筑时出现拖拽现象。

3.5合理应用模板台车技术与混凝土浇筑技术

在控制模板质量时应保证模板台车可以达到衬砌位置并将移动电机关闭，将木楔或阻车器放置到移动车轮位置，避免因骨架偏离或滑车现象所导致的爆模、引跑现象。将梁底螺旋支腿拧紧并保证轨道下部枕木数量、稳定性满足要求。在保证边摸尺寸满足要求后拧紧侧模丝杠。混凝土浇筑作业前应对浇筑窗口位置进行二次检查;保证挡头板具有良好的密封性，有效防止渗漏问题。

强化混凝土浇筑及振捣工作。在进行混凝土浇筑过程中不得只使用同一排窗口，对混凝土浇筑距离进行控制，避免脱空现象。混凝土浇筑时不能只对准防水模板，这样可以避免离析或混凝土浇筑拖拽所导致的脱空现象。将混凝土振捣装置设置到模板台车上，边墙位置、拱腰位置各设施三个，拱顶位置设置两个。在进行混凝土振捣时通常将插入式振捣装置与附着式振捣装置配合使用。在进行封顶灌注时可使用两个泵送孔并保证灌注位置满要求。在进行封顶作业时应对泵送速度进行控制并观察混凝土振捣、排气及充填情况。上坡位置施工时应保证挡头板与拱顶位置紧密贴合并保证排气效果。混凝土浇筑时先低处再高处，挡头板排气孔位置泄流由疏变密时表明灌注已满足要求。下坡施工时应观察循环前部位置排气孔状况，与顶部防水板间距控制在2厘米。混凝土浇筑从低处向高处，当排气孔泄流由疏变密时表明灌注已满足要求。严格控制混凝土混合比，避免拱部封顶塌落问题。可在顶部位置预埋三根注浆管，保证灌注作业可以连续开展，使拱顶混凝土浇筑密实度满足要求。

4结语：

可见，在防治公路隧道二衬混凝土脱空情况时应采用有效的施工技术，避免潜埋、偏压及断层开裂等情况。通过对不同病害产生原因进行分析可以有效防止施工风险的发生，从而保证公路隧道工程可以顺利开展，确保后期使用的安全性与稳定性。

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