關于隧道襯砌單元化質量管控的研究

王君樓

（京昆高速鐵路西昆有限責任公司，重慶 400023）

0 引言

隧道由于存在大量的隱蔽工程，質量安全管控一直是工程建設中的難點和重點，尤其高速鐵路，隧道質量直接關系行車的安全和旅客的生命，質量安全是鐵路建設的永恒主題，是鐵路建設持續健康發展的重要保障。2017 年，中國鐵路總公司印發《鐵路建設項目質量安全紅線管理規定》的通知（鐵總建設〔2017〕310 號），加強了施工質量管控。為實現鐵路建設長治久安和高質量發展，需要更新施工工藝，確保施工質量，同時對隧道施工必須探索新的管理理念，力爭施工過程中控制施工成本、減少缺陷，并能及時發現缺陷進行快速有效的整改。本文提出隧道襯砌單元化質量管理方法，供各隧道建設者借鑒。

1 襯砌單元化管理的定義題

隧道每板二襯單元以施工縫為界，綁扎鋼筋和澆筑，具有完整的防排水系統，每板二襯相對獨立。隧道拱墻襯砌單元化質量管控，即以每板隧道拱墻襯砌為一個單元，化整為零，從混凝土澆筑等各項數據入手進行分析，實施現場質量管控；同時建立隧道質量驗收辦法，從實體工程質量檢測、缺陷驗證、缺陷整治、驗收等方面明確管理要求，形成一整套關于隧道施工、克缺、驗收的管理體系。

2 襯砌單元化管理方式

2.1 隧道拱墻襯砌編號管理

1）每模拱墻襯砌一個編號，以環向施工縫為界，特殊斷面未施工的預留編號，施工后標注。編號標注采用紅色噴漆噴于隧道左側（線路方向）邊墻混凝土表面的中間位置，距離仰拱填充既有混凝土頂面約 1.5 m。編號以簡潔明了為原則，可以參考成昆鐵路如下襯砌編號方式：

①隧道進口工區：洞口第一模編為“JK001”，依次向隧道內類推“JK002”……；

②隧道出口工區：洞口第一模編為“CC001”，依次向隧道內類推“CC002”……；

③隧道一號斜井工區：從與正洞交叉口處位置，向成都方向第一模為“X1C001”，依次向隧道小里程類推“X1C002”……；向昆明方向第一模為“X1K001”，依次向隧道大里程類推“X1K002”……；隧道二號斜井工區將 X1K 改為 X2K 或 X1C 改為 X2C，后邊的順序號從 001 向后編。

2）將拱墻襯砌每一條環向施工縫的準確里程以施工縫為中心標示在施工縫處，里程需測量放線，數值精確到一位小數。

2.2 記錄施工關鍵環節數據

目前隧道為了防止二襯脫空及空洞，采取了拱頂帶模注漿和滑槽逐窗入模分層澆筑工藝；在襯砌臺車埋設溢漿管、控制拱頂振搗器振搗時間，能比較好地控制空洞，但是存在注漿量不好把握，沒有標準等問題。隧道襯砌單元化管理要求二襯施作前測量每組襯砌初支斷面，核算每組混凝土方量，記錄每組隧道拱墻襯砌及帶模注漿施工情況。

1）每組拱墻襯砌施作前須測量出初期支護斷面，斷面間距應根據具體情況控制，并核算出每組需澆筑的混凝土方量，將此核算出的澆筑方量在二襯澆筑前提供給現場二襯施工管理人員和拌合站管理人員。

2）鋪掛無紡布和防水板前測量檢查初期支護欠挖情況，形成書面資料。現場發現欠挖時，安排專人及時處理，欠挖未處理完，不得進行鋪掛無紡布和防水板作業，針對欠挖檢查、處理形成記錄備查，杜絕拱墻襯砌混凝土厚度不足。

3）二襯臺車澆筑前按規定埋設溢漿管，并對溢漿管埋設與否、埋設長度、是否到位進行檢查。混凝土拱墻襯砌澆筑沖頂時檢查溢漿管是否溢漿，二襯澆筑振搗時記錄拱頂振搗器每次振搗時間。

4）專人記錄二襯施工現場每組拱墻襯砌混凝土和帶模注漿情況，拌合站臺賬做好混凝土的澆筑里程及襯砌單元記錄。

2.3 數據的比對分析

通過對比每組拱墻襯砌設計混凝土澆筑方量（含設計預留變形量）、初支斷面核算混凝土方量、拌合站發送混凝土方量、實際澆筑混凝土方量之間的關系，并統計拱頂帶模注漿量，通過各項數據的對比，生成相關信息的時態曲線，分析澆筑混凝土方量異常的襯砌段落，查找拱墻襯砌可能出現的脫空、厚度不足等質量缺陷，為檢測質量缺陷提供一定的依據。

以下用成昆鐵路某隧道一段二襯澆筑的數據情況（見表 1、圖 1～圖 3）進行分析示例。

1）從圖 1 可以看出，根據統計分析：比值分為＜1.1、1.1～1.2、1.2～1.25 和＞1.25 四類，其中大部分數據集中在 1.1～1.2 之間，認為比值在 1.1～1.2 之間為正常的。

2）拱墻襯砌設計混凝土方量與實際澆筑混凝土方量變化很大，當兩個曲線趨于一致并比值較小時，這是實際澆筑量與設計澆筑量相吻合的狀態，說明超挖量小和混凝土澆筑工藝比較穩定。

3）通過幾板二襯施工的結論比值，定出二襯管理的目標值。

4）數據還可以結合現場檢測情況來統一分析，將檢測合格的比值歸一類，檢測存在缺陷的歸一類，通過大量數據（建立一個數據庫）統計得出合格二襯的比值，為下一步數據的應用提供依據。

2.4 混凝土澆筑后的及時總結

每板襯砌澆筑完后，立即組織相關人員對該單元襯砌設計混凝土方量、初支施工完成后測量核算澆筑方量、實際澆筑方量、拌合站發料方量及帶模注漿方量進行分析，尤其對數據異常的襯砌單元重點進行分析，找出原因；每個月對所有澆筑的襯砌進行全面分析，列出澆筑數據異常單元，及時進行缺陷核查，形成月度總結分析材料。

3 隧道襯砌單元化質量驗收

當前隧道施工工藝和作業環境，導致隧道不可避免地存在一些施工質量缺陷，在隧道施工完后，應及時復檢復測，將質量缺陷整治驗收合格并銷號。

表1 隧道拱墻襯砌及帶模注漿施工情況統計表

圖1 拱墻襯砌每組設計混凝土方量與實際澆筑混凝土方量比值趨勢圖

圖2 拱墻襯砌每組拱墻襯砌設計混凝土方量與實際澆筑混凝土方量對比趨勢圖

3.1 質量檢驗

隧道二襯施工完成后，應及時組織進行質量檢驗，采取施工單位自檢、監理單位現場檢查、第三方檢測單位檢驗等多種形式，對缺陷問題核定包括發現問題單位及時間、問題的存在單元、驗證過程（是否驗證）、缺陷問題的描述等內容。對隧道疑似缺陷問題驗證，還需要補充無損檢測和取芯驗證的相關資料。建立隧道缺陷問題庫，并將梳理后的問題按襯砌單位進行分類管理。

3.2 缺陷整治

將隧道缺陷問題作為“新增的單位工程”，以隧道每個襯砌單元為單位，編制整個襯砌單元的缺陷整治方案。按照“隧道襯砌質量缺陷整治圖”開展質量缺陷整治，以隧道襯砌單元為整治單位，將其一個單元上的缺陷進行統一管理和整治，質量缺陷整治前編制該單元統一的針對性缺陷整治方案，并審批通過。

圖3 隧道拱墻襯砌每延米設計混凝土方量與實際澆筑混凝土方量對比趨勢圖

對隧道問題處理過程進行全程記錄確認，做好混凝土鑿除、缺陷整治模板檢查、鋼筋檢查、混凝土澆筑、混凝土防碳化層施工、隧道回填注漿施工等記錄，建立對應的缺陷問題整治檔案，一問一檔，檔案中將每模拱墻襯砌編號納入，便于現場查找、核對。

3.3 復檢驗收

質量缺陷驗收按照隧道襯砌單元化（即以每組襯砌為一個單元）質量管控的要求開展，整治完成自檢合格后，向監理和第三方檢測單位申報問題復檢，現場復檢合格后，再申請質量缺陷整治驗收并銷號，復檢復測過程留存全部的書面資料和現場實施的影像資料備查。可多個單元同時驗收，形成驗收記錄。

4 結語

1）隧道襯砌單元化管理應用“化整為零”“化繁為簡”理念，抓住隧道襯砌澆筑的關鍵和核心，從對數據分析入手，明確每單元混凝土的澆筑量，用混凝土澆筑量和帶模注漿量來控制，確定澆筑目標值，達到消除隧道襯砌空洞、強度不足等缺陷。

2）通過澆筑數據分析，結合檢驗批劃分，判明每個二襯單元混凝土澆筑質量，迅速定位存在缺陷的二襯單元，以其作為獨立的“單位工程”，進行缺陷整治和驗收。

3）隧道襯砌單元化管理體現了工程精細化管理思路，掌握實際混凝土澆筑量和設計澆筑量的差值，控制了超欠挖，確定出二襯管理目標值，對各工區作業隊伍起到激勵約束作用，促使作業隊伍全力提高隧道開挖、二襯澆筑等施工水平，為項目部成本管理提出極其有價值的指導。

4）本文僅以襯砌拱墻作為舉例分析，同理可將隧道仰拱納入其單元化管理范疇。

5）當前信息化飛速展，施工過程中保存了大量的施工過程數據，但目前并沒有對這些數據進行有效的分析和處理，如何對這些海量的施工數據進行分析處理，提煉對工程管理有用的信息，是當前建設工作者面臨的一個課題。

隨著目前鐵路隧道機械化施工的大力推廣，結合隧道質量襯砌單元化管理理念，必將提高隧道施工質量，改變隧道施工進度慢、管理水平低、施工效益低等問題，從而大力提升我國隧道修建水平，創立中國隧道修建和管理辦法。 Q