公路隧道工程質量缺陷原因分析及預防措施

趙科研

（中交二公局第四工程有限公司，河南 洛陽 471013）

隧道施工質量缺陷會嚴重威脅過往車輛、人員的安全，為此必須嚴格管控工程中容易產生質量缺陷的部位，不斷加強對隧道施工質量缺陷成因的研究力度，并在施工過程中進行關鍵質量控制，從而保證隧道工程施工的施工質量夠能達到設計要求及施工規范要求。

1 隧道工程質量缺陷產生的原因

1.1 滲漏水產生原因

此處圍巖存在節理裂隙發育，存在地下水發育或基巖裂隙水，存在節理裂隙發育帶或地下水滲出，上述水系發育在初期支護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到預期效果，造成隧道開挖輪廓凹凸不平，局部位置噴射混凝土后產生空洞。出現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較多，造成排水管道堵塞。設計排水系統不完善，施工接縫、結構縫、混凝土缺陷，不合格原材料，不合理施工方案等原因均會造成滲漏水。施工過程中未按照設計及規范要求拌制或振搗混凝土等，造成混凝土抗滲等級不達標，砼不密實，出現開裂等情況，導致防水混凝土失效。排水盲管質量不過關，在混凝土澆筑時收到混凝土擠壓變形或破裂混凝土漿液流入堵塞水管，導致無法實現排水效果。

1.2 噴射混凝土空洞產生原因

該處圍巖較差，基本為V級和IV級圍巖，巖石性質各異，表面黏附力強弱不一，開挖后未將松動巖石清除干凈。噴射巖石表面黏附力各異及松動巖石的掉落，導致空洞的形成。隧道開挖輪廓線大于或小于設計輪廓線現象比較嚴重，偏差較大。初支時超挖較大位置未掛小網找平。鋼筋網片施工工序錯誤，對噴射混凝土直接接觸巖面起到了一定阻礙作用，導致空洞的形成。現場施工與噴射混凝土施工技術方案不相符。在某個局部區域混凝土過后掉落，導致混凝土墜落，擋住鋼筋網片后面未填平區域，導致形成空洞。

人為因素：濕噴手為新手或長時間未操作濕噴機械。無法按照想法噴射指定區域，導致局部混凝土過厚，掉落后形成空洞。混凝土料不能穩定輸出，差異較大，導致操作手無法把握不掉落的臨界狀態，不能正常進行噴射混凝土施工。

1.3 二襯砼外觀缺陷產生原因

蜂窩、麻面和氣泡現象：混凝土攪拌不符合設計及規范要求；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生是因為在振搗過程中，漿液水泡上浮，附著在模板表面，無法排出；拆模過早也易產生麻面。

施工冷縫：在混凝土澆筑過程中，停止澆筑時間較長，混凝土有可能初凝，繼續施工時，已經澆筑的凝混凝土表面沒有進行處理，使得先后兩層混凝土不能銜接密實，出現冷縫。

水印和砼光澤度差等現象：配合比未根據現場實際情況有效調整，導致砼坍落度過大；振搗不到位是出現水印和砼光澤度差的主要原因。

二襯錯臺：二襯臺車在使用過程中產生變形，造成前后端斷面尺寸不一致；臺車支撐剛度不夠在混凝土壓力作用下導致臺車模板向內收斂變形；測量放樣不準確，導致施工錯臺；作業窗封閉不嚴，造成錯臺。

二襯滲漏水：防水板未按要求施工或砼振搗操作不當損壞防水層。

二襯拱頂空洞：混凝土坍落度不符合設計及規范要求，或澆筑順序不正確；頂部排氣不暢。

2 隧道工程質量缺陷的預防措施

2.1 滲漏水預防措施

（1）采用合理的開挖方案，保證無超挖現象產生。

（2）保證現場施工時按照根據現場實際情況調整的注漿施工方案進行注漿施工。

（3）小導管施工質量控制（注漿方面）：根據現場實際情況結合實驗結果制訂注漿方案，達到最佳注漿止水效果；合理選擇注漿參數和配和比；嚴格控制注漿壓力，防止結構變形等現象發生；采用徑向鉆孔對注漿效果進行檢查、分析和判斷。

（4）噴射混凝土施工質量控制：采用濕噴技術和復噴方式；施工前將機具、混凝土配合比等資料報監理審批，通過后再進行施工；混合料隨拌隨用，嚴格控制運輸及等待時間；噴射混凝土作業應采用分段、分片、分層依次進行，噴射順序自下而上，分段長度不大于6m。噴射時先將低洼處找平，再按自下而上的順序分層，往復噴射。

（5）防水層施工質量控制：采用專業隊伍施工，定期進行技術培訓；檢查初支，外露的鋼筋、錨桿必須割除，補平表面，并施作一層防水砂漿，以防劃破或割破防水板；在鋪設防水板前，初期支護表面漏水及時處理，采用注漿堵水或埋設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、雙焊縫焊接的施工工藝；重點控制防水板施工接縫質量；加強防水層成品保護，注意鋼筋運輸或綁扎過程中對防水板造成損壞，發現層面有破損及時修補；防水板必須先焊接后固定；在凹凸較大的基面上，預留足夠的松散系數，使其留有余地；嚴格檢查排水盲管原材料質量，確保排水盲管質量合格才能夠應用于實際施工。

（6）二次襯砌混凝土施工質量控制：混凝土使用的水泥等原材的技術指標應符合設計及規范要求。混凝土拌制必須嚴格按照配合比施工，嚴禁拌和站操作人員私自更改配合比；嚴格控制混凝土的分層澆筑、振搗及施工停歇時間；二襯混凝土采用整環澆筑，當混凝土澆筑至墻拱交界位置，停止混凝土澆筑約1h左右，等邊墻混凝土沉實后方可繼續澆筑；在混凝土振搗時，振搗棒等振搗機械不得觸碰防水層及模板；脫模必須在混凝土強度達到規范要求后進行，不得根據以往經驗自行脫模；注意混凝土養護。

（7）施工縫防水質量控制：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，確保縫寬在設計及規范的允許誤差范圍內；止水條、止水帶等材料進場時必須及時檢測，嚴格控制止質量。

2.2 噴射混凝土空洞控制對策

為保證初期支護質量，減少或避免噴射混凝土背后空洞產生，在施工過程中應采取以下措施：

（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）采用根據實際情況進行調整過后的施工方案嚴格控制超挖，盡量避免空洞。如因不可控制因素產生超挖，可以在整體工序施工前對這部分區域掛小網噴射混凝土填平，以避免空洞產生。

（3）嚴格按照混凝土噴射工藝進行噴射：先補坑填平，后分層噴射，每層找平。

（4）操作人員應善于總結并發現自己在日常和每次操作中的缺點，在后續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）拌和站負責混凝土料輸出控制，保證其穩定性，進而保證噴射混凝土施工質量。這一現象是可以完全消除的，但需要施工、監理等方共同監督。

2.3 二襯砼外觀缺陷控制對策

（1）蜂窩、麻面和氣泡現象控制對策：嚴格控制混凝土配合比，保證混凝土現場坍落度符合要求；澆筑時根據窗口交替澆筑各層，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，以抑制表面氣泡產生；嚴格按照試驗室下發的配合比進行砼攪拌，用以控制弧形段襯砌表面氣泡的產生，必須杜絕私自給混凝土加水的情況；脫模必須在混凝土強度達到規范要求后進行，不得根據以往經驗自行脫模。

（2）施工冷縫控制對策：施工中控制混凝土供應速度符合現場實際需求，混凝土澆筑必須對稱，防止臺車受力不均。如果砼澆筑過程中，因機械故障等原因導致不得不暫停施工，則按照施工方案制定處理方法進行處理后才能繼續施工。如已出現冷縫，可采用砂紙打磨，采用白水泥和普通水泥按照襯砌顏色對比試驗確定的比例拌摻后抹拭。

（3）水印等現象控制對策：指定試驗檢測人員監督現場并收集試驗數據，保證砼強度前提下對配合比進行微調，達到最佳場坍落度控制。合理振搗，適當增加水泥用量，提高混凝土光澤度。

（4）二襯錯臺控制對策：清理已澆筑好混凝土與臺車相接部位的臺車模板和混凝土表面，保證混凝土表面與二襯臺車緊密貼合。檢查臺車前后端斷面尺寸，及時消除制造誤差。為保證臺車受力均勻，二襯臺車上所有的支撐絲杠必須全部緊固到位。在臺車前端端部拱頂設置支撐，防止臺車上浮造成拱部錯臺。為保證臺車的整體穩定性，在混施工過程中指派專人檢查絲杠，發現有松動的絲杠及時加固，并在混凝土澆筑過程中放慢臺車底部高3m內的混凝土灌注速度，以控制混凝土坍落度。準確設定測量放樣中線位置，盡量保證臺車中線與隧道中線保持一致，避免因測量放樣產生錯臺。作業床關閉前，必須將窗口殘渣清理干凈，并用濕抹布擦拭后鎖緊壓緊卡，并將關閉支點用楔形木塞緊。

（5）二襯滲漏水控制措施：加強控制防水層施工質量，嚴格控制混凝土施工質量。

（6）二襯拱頂空洞控制對策：嚴格按照拱部封頂的施工方案進行施工，預防空洞產生或減少空洞體積，按照設計要求進行壓漿，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 結束語

綜上所述，為避免隧道施工中經常出現的質量缺陷，保證隧道施工質量，項目管理人員應該加強重視以下四個方面：（1）針對不同圍巖類型，制訂專項施工方案，對每個施工步驟提出相應的質量要求及控制措施，為質量管理人員提供管理依據。（2）對常見的質量缺陷問題制定預防措施，采用“一對一”模式重點管控。（3）加強隧道施工信息和經驗的學習交流、培訓，了解最新隧道施工技術與質量問題預防措施，從根本上發現問題，提早解決問題。（4）定期開展施工管理人員及施工協作隊伍的質量、技術培訓，不斷強化質量、技術管理水平，將人為因素對工程質量的影響降到最低。