論公路隧道內混凝土的襯砌技術

王建新

（山西路橋呂梁公路建設有限公司四分公司，山西 離石 033000）

由于施工環境的限制，隧道內砼施工比露天的砼施工有一定的難度，也有其特點。例如，拱頂部位的砼灌注、搗實就有所區別，襯砌背后的空洞回填也是非常重要的，故在隧道內部進行砼施工時，必須充分理解砼的施工特點，才能得到滿意的質量。

1 隧道襯砌存在問題的分析

對隧道襯砌的一個質量標準是“內實外美”。“內實”是襯砌內在質量的體現，“外美”是外觀質量的體現。深刻理解其內涵是至關重要的。以前在襯砌時往往存在以下問題：①襯砌背后填充不密實，往往留有空洞；②襯砌厚度不足；③襯砌一次開裂普遍存在；④漏水現象普遍；⑤基底處理不夠，經常出現翻漿冒泥現象。

出現以上問題主要與施工管理有關，但問題的出現是多方面的，如施工方面，業主方面，設計、監理方面。但總體來看，砼施工還存在技術上的問題。

在襯砌施工中，常用先墻后拱法和先拱后墻法。前者使用較普遍，后者是在軟弱圍巖隧道中，采用臺階法中采用的。從施工實踐中來看，前者出現的問題較多。邊墻和拱腳的連接質量不好，拱部懸臂過長引起縱向下沉。邊墻施工時，引起拱腳下沉等從而造成襯砌開裂，這都是施工方法自身的缺點所形成的，也是難以避免的。《鐵路隧道設計規范》規定，原則上不允許采用先拱后墻法。

因此，在隧道施工中，盡可能采用先強后拱法，這已成為當前襯砌施工的主流。

從總體來看，只要嚴格按照施工工藝施工，砼襯砌質量是完全能夠保證的。但在施工過程中出現襯砌厚度不足、背后留有空洞、過早開裂及漏水等問題。出現這些問題的原因是多方面的，例如施工中出現異常事故處理作業非常困難，或因搶進度而忽視質量，監理缺乏有效的監控，甚至施工單位偷工減料等。在技術上是砼配合比不當，出現蜂窩麻面、強度不知、施工縫處理不當、防水板破損、襯砌表面不平整及先拱后墻法施工等。

2 改進措施

2.1 嚴格施工工藝

襯砌的質量與施工方法有直接的關系，特別是砼的現場運輸、灌注、養生等各個作業環節對其影響很大。因此，嚴格按照設計要求及現場試驗的結果進行操作，確保施工質量。

隧道內除洞口附近外，一般濕度比較高，溫度也較穩定，沒有日照的作用，幾乎不受風的影響，一般不需要附加養生條件。

2.2 保證砼的質量

要求砼的施工和易性及強度等，就必須在施工中按照施工條件、環境條件等，使其具有符合施工作業的性能。如隧道的拱部難以充分搗實，可以采取流動灌注砼的方法，但要選擇不宜離析的砼配比，尤其是秘漿的多少，對拱頂部背后的空隙產生的大小有影響，故應選擇秘漿小的砼配比。砼的細骨料要比普通的高些，水泥也要增加，形成富有黏性的砼。

仰拱的砼一般采用塌落度是8 cm，邊墻及拱部砼與一般結構物不同，其搗鼓作業比較難，因此可采用塌落度較大的砼，一般采用15～18 cm。即使如此，也要增大用水量，盡管灌注作業比較容易，但秘漿多，容易離析，產生蜂窩麻面和空洞等缺陷。因此，最好采用合適的混合劑，來減少用水量，采用流動劑和減水劑后，用塌落度12 cm的砼單位用水量，可得到塌落度18 cm的砼。因此，使用高性能減水劑塌落度即使達到18 cm，與一般砼相比黏性有所提高，秘漿量也減少，對砼的質量幾乎沒有損害，但超過18 cm后，砂漿和粗骨料易分離，開始損害砼的品質。為此，塌落度的上限不能超過18 cm，運距長時，會使塌落度大大降低，故應考慮好配合比，若用泵送砼，應不造成管內堵塞，保證砼的質量。

對拱部及邊墻砼，為改善和易性，應增大含砂率2%，脫模時強度試驗的養生條件與實際一致。

2.3 配合比設計合理

襯砌砼的要求強度因圍巖的特性、襯砌形狀、支護類型及作用在襯砌上的荷載不同而不同。除特殊場合外，設計基準強度一般取18～24 MPa，素砼取18 MPa，鋼筋砼取21～24 MPa。

現場砼的品質一般受到骨料、水泥等品質的變動、計量的誤差、拌和作業的變動而有所變化。因此，應視施工條件，砼配比強度應大于設計基準強度，一般隧道襯砌多在12～20 h脫模。

水灰比應根據抗壓強度、抗凍害性、對化學作用的耐久性、泌水性等決定，原則上不小于65%；用水量原則上不小于175 kg/m3,但要通過試驗來確定。

3 模板

模板是鋼模板或預制板、支持骨架（拱架）、移動平臺及附屬品的總稱。目前，采用的模板有移動式和組裝式兩種，它是把支護骨架和鋼板或預制板一體化，并搭載在移動臺架上，又被稱為活動模板。組裝式是每次灌注都要組裝、拆除拱架和鋼板，又稱固定式模板。在模板使用上存在的問題主要是模板整體剛度不足，易變形和跑模。在堵頭板、厚度檢測等附屬裝置也不配套。為了降低造價，經常使用小尺寸的簡易模板，造成砼表面不平整，砼灌注口部表面上明顯突出等影響“外美”的現象。

解決辦法：不管使用哪類拱架，都得按設計圖紙制造出來，并具有足夠的強度和剛度。模板架立的精度，直接影響隧道凈空尺寸的精度，灌注前應確認其精度。

模板長度一般采用9～10 m，一般礦山法修筑的隧道襯砌厚度為30～50 cm。模板越長，砼越容易發生收縮開裂。

4 砼的澆筑和養生

4.1 運送

砼應在拌和好后進行運送灌注，運送時間要短，不得使砼分離，如認為有離析，應充分拌和后再澆筑。采用商品砼應按有關規定辦理。

4.2 澆筑

有仰拱的隧道，仰拱和邊墻的灌注縫是結構的弱點，要確認灌注縫是否滿足設計要求。從仰拱開挖到灌注砼之間，隧道是處于最不穩定的狀態，可采用一次閉合的方法和用砼直接閉合的方法，根據圍巖狀況、測量結果等確定。一次灌注長度在圍巖差的場合要短些，灌注位置最好與拱部灌注位置一致。

邊墻和仰拱的灌注縫，是隧道結構上的弱點。施工時，要清掃噴砼面，即使地下水較小的圍巖，也要進行排水后才能灌注砼。

4.3 養護

襯砌砼灌注后，要保持硬化需要的溫度和濕度，進行適當的養護。當隧道貫通后，溫度和濕度有所降低，應采取有效的措施保證養護到位。如果沒有硬化的砼受到震動、沖擊后，會開裂和受損。