隧道工程初支與二襯施工技術質量控制研究

高斌壘

[山西省交通建設工程質量檢測中心（有限公司），山西 太原030006]

0 引言

隧道工程是我國公路工程項目建設中的一項重點工作，隧道工程建設質量，會對整個公路工程建設質量產生直接影響。隨著公路行業的不斷發展，學者加大對隧道初支與二襯施工技術質量控制的研究力度。

通過研究發現，在實施隧道工程項目建設工作時，隧道初支與二襯施工技術質量控制工作的落實，能夠引導各環節工作的順利開展，從根本上避免質量問題、安全問題，促進高質量完成各項建設工作。

1 工程概況

此隧道項目地貌表現為中山峽谷地貌，其中地面高程范圍1377～2591m，包含了大量溝槽與洼地，同時覆蓋土層的厚度比較大。經過對項目現場地質、地貌等條件進行全面調研發現，隧道結構主要是軟弱圍巖，若是施工過程中操作不當，極易發生塌陷、涌水等嚴重的安全性事故，因此必須高度重視初支與二襯施工質量控制。

2 隧道工程初支施工質量控制措施

2.1 超前小導管施工

2.1.1 科學布設超前小導管

超前支護在保證隧道掘進安全中發揮著重要作用，施工人員要對小導管的施工間距、傾角、搭接長度等進行全面控制。通常情況下，小導管的間距要控制在300～500mm 之間，孔深的最大偏差要保持在50mm以內。傾角要沿著隧道的掘進方向，向上傾10～15°，具體角度要根據導管長度以及鋼拱架間距確定，允許偏差角度為2°。單根小導管長度要控制在3.5～5m 之間，導管搭接時，搭接長度至少為1m。小導管與鋼拱架要實現配合作用，割孔要沿著鋼拱架腹板預留，并根據設計傾角完成安裝工作。

2.1.2 科學落實超前小導管注漿工作

漿液配合比、注漿壓力、注漿順序，會對超前小導管注漿質量產生直接影響。為減少質量問題，要對配合比、壓力，以及注漿順序進行全方位控制。安排專門工作人員完成配合比設計工作，以及漿液制備工作，根據注漿壓力將注漿工作落到實處。在注漿工作開展中，從兩側朝著拱頂方向進行注漿，將濃度較低的砂漿注入其中。無論是注漿量，還是注漿壓力，始終都要遵循先小后大原則，使漿液能夠充分填充導管和導管周圍巖體縫隙。

2.2 科學布設錨桿

在布設錨桿過程中，工作人員要對錨桿孔距、錨桿長度以及錨桿插入深度進行全面把控，保證錨桿布設合理性，以推動后續建設工作的順利進行。錨桿布設過程中，要做好以下幾點工作[1-3]：

第一，工作人員要結合巖體條件，科學選擇鉆頭，保證鉆進工作的順利實施，成孔孔徑符合設計規定。

第二，要對錨桿孔的成孔深度進行控制。一般而言，成孔深度相較于設計理論長度深10cm，但不宜出現成孔深度過深情況，容易引發注漿液浪費問題。

第三，要最大程度地保證錨桿孔定位的準確性，施作孔位偏差要控制在15cm 以內。此外，錨桿深入巖體的深度要為設計長度的95%。

第四，錨桿安裝完成后，禁止懸掛較重的材料或者物品，防止碰撞、敲擊情況發生。及時做好墊片的安裝工作，并擰緊螺栓，保證墊板與巖面之間可以實現緊密貼合。

2.3 鋼筋網片安裝

隧道鋼筋網片在提升初支澆筑質量、保障圍巖穩定性中，發揮著重要作用。因此，施工人員要重視鋼筋網片安裝工作，嚴格按照流程進行鋼筋網片安裝。安裝過程中，要注意以下幾點[4-6]：

第一，施工人員必須根據設計要求，進行鋼筋網片的加工制作。網片鋪設過程中，要注意與已經完成安裝的錨桿進行緊密、牢固連接。

第二，加工鋼筋網片時，網格尺寸與設計要求相符合。如果存在偏差，偏差必須控制在10mm 以內。

第三，鋼筋網片搭接時，施工人員要采取焊接方式，搭接長度控制在1～2 個網格內。

第四，使用的鋼筋要確保順直、干凈，表面不得出現裂紋、油漬、腐蝕、銹蝕等情況。

2.4 型鋼（格柵）鋼架安裝

為使質量較差圍巖的穩定性得以保障，在初期支護過程中要完成型鋼（格柵）鋼架安裝工作，并對鋼架所用型鋼、鋼筋的型號、制作、安裝等進行科學把控。在實際型鋼（格柵）鋼架安裝控制中，要做好以下幾點工作[7-8]：

第一，在制作鋼架過程中，使用的原材料規格、型號等要與設計要求相符合。進場之前安排專門人員進行檢驗，復核原材料規格、型號，并確定原材料是否具有足夠、有效的質量證明文件。檢驗通過后，才能將原材料應用在鋼架制作中。如果檢驗時發現存在問題，及時聯系負責人進行調整。

第二，鋼架要實施首件試拼工作，第一榀鋼架加工制作完畢后，施工人員要在加工現場，進行試拼工作，拼接成型后，保證各個連接板之間要緊密貼合。如果環向拼接存在偏差，偏差要控制在3cm 內，平面翹曲變形量要控制在2cm 以內。

第三，施工人員要嚴格按照測量輪廓線，開展鋼筋安裝工作。安裝完成后，測量人員要及時對鋼筋位置進行復核，防止鋼筋安裝傾斜，而導致二次襯砌厚度不足的情況出現。

第四，需注意鋼架拱腳位置基礎要為堅實平面，施工人員在安裝工作開始之前，要清理干凈拱腳部位虛渣，確保拱腳位置的合理性。在各段鋼架拼接過程中，擰緊螺栓，注意連接板的緊密貼合。

第五，鋼架安裝完成后，鋼架安裝偏差禁止超過50mm。鋼架之間的距離誤差要控制在100mm 內，垂直度偏差要控制在2°以內。

2.5 搭設鎖腳錨管

鎖腳錨管在提升型鋼（格柵）鋼架安裝質量中，發揮著重要作用，同時，鎖腳錨管搭設會影響初期支護穩定性。基于此，在鎖腳錨管搭設中要注意，鎖腳需根據設計要求確定長度；鎖腳錨管壁厚通常為5mm；禁止出現與超前小導管混用情況。此外，鎖腳錨管角度要注意與巖面呈45°，錨管與鋼架連接時要滿足設計要求。

2.6 噴射混凝土施工

在隧道初期支護施工中，噴射混凝土是一項關鍵性工作，噴射混凝土施工質量會對隧道結構的整體穩定性、安全性產生直接影響。施工人員要重視初支面厚度、平整度、密實度、強度的控制。在噴射混凝土施工中，要做好以下幾點工作：

第一，施工人員要根據設計配合比，完成混凝土拌制工作，保證混凝土強度滿足規定要求。對標記鋼筋進行固定，確保初支厚度合理。

第二，噴射混凝土要注意貼合圍巖、鋼筋網片、鋼架，保障填充密實性，禁止出現空洞情況。要確保初支面的平整性，避免發生漏噴現象，如果出現脫落、漏噴現象，要及時進行補噴。

第三，噴射混凝土時，要對稱地從拱腳向拱頂部位進行噴射。噴射作業時，要分層、分段、分區域進行。一次噴射過程中，分段長度要控制在6m 以內。

第四，初支面噴射完成后，要避免出現擾動情況。在混凝土終凝2h 后，施工人員要做好初支面的灑水養護工作；在混凝土終凝3h 后開展下一階段的爆破掘進工作。

3 隧道工程二襯施工質量控制措施

3.1 二襯模板安裝

隧道工程二襯施工期間，模板的安裝質量在提升襯砌澆筑質量中發揮著重要作用。因此，施工人員要對二襯模板安裝施工質量進行全面控制。在二襯模板安裝施工質量控制中，要做好以下幾點：

第一，模板定位過程中，注意要與已有混凝土進行搭接，禁止出現較大錯臺的情況。

第二，施工過程中，要進行分倉澆筑，及時進行振搗，避免混凝土出現供應不足情況。

第三，模板端頭封模過程中，施工人員要注意居中設置止水帶。

3.2 襯砌鋼筋安裝

該標段的二次襯砌存在較長的鋼筋混凝土段，無論是襯砌鋼筋品種、鋼筋規格、鋼筋數量、鋼筋間距，還是連接方式、保護層等，都會對襯砌混凝土澆筑質量產生很大影響。因此，施工人員要做好襯砌鋼筋安裝施工質量控制。具體做好以下幾點：

第一，襯砌鋼筋安裝中使用的鋼筋必須經過質量檢測，檢測通過后方可將其應用到安裝施工中。鋼筋檢測工作要嚴格按照規定、流程進行，并由專門工作人員負責，一旦檢測中發現鋼筋存在質量問題，及時聯系負責人進行調整。

第二，針對拱頂與邊墻位置的鋼筋接頭，可以采取擠壓套筒或者綁扎方式進行對接或者搭接，避免使用焊接方式而損壞防水板。

第三，邊墻上的鋼筋，可以使用夾具，對間距、保護層進行定位。邊墻與拱部鋼筋位置，要科學設置，避免出現鋼筋偏位情況。二襯鋼筋夾具布設見圖1。

圖1 二襯鋼筋夾具布設（單位：mm）

第四，雙層主筋間的間距偏差要控制在5mm 范圍內，分布筋間距偏差控制在20mm 內。此外，拱墻同層主筋間距偏差、邊墻同層主筋間距偏差，分別控制在10mm、20mm 以內。

第五，鋼筋搭接長度，要注意錯開35mm。

第六，襯砌鋼筋安裝施工中，確保使用的鋼筋表面潔凈，以避免對后續施工造成影響。

第七，如果鋼筋使用擠壓套筒進行連接，在擠壓加工時，要從中心朝著兩端進行。

3.3 襯砌混凝土澆筑

隧道二次襯砌的最后環節是襯砌混凝土澆筑，同時也是最為關鍵的一個環節。施工人員對于襯砌混凝土澆筑質量控制，要給予更多關注。在具體質量控制中，要做好以下幾點工作：

第一，襯砌厚度要滿足設計厚度，注意混凝土填充的密實性，以及防水板的緊密貼合，禁止存在空洞情況。襯砌施工過程中，要注意鑿毛的充分性，清理干凈裸露面后，開始進行澆筑施工。

第二，澆筑施工完成后，要立即開展灑水養護工作，促使混凝土表面濕潤度滿足要求。如果氣溫小于5℃，禁止灑水的同時，采取保濕保溫養護方式。

第三，環向施工縫的切面，要保證平整性、密實性，對仰拱施工縫及時進行防水施工。

第四，襯砌面澆筑完成后，在非荷載情況下，表面裂縫寬度控制在0.2mm 以內。

第五，對襯砌斷面、部位偏差進行有效控制，確保偏差在規定范圍內。此外，拱墻平面、拱部標高、平整度禁止超過10mm、30mm、8mm。

第六，底板的混凝土以及仰拱混凝土的體量相對較大，因此，澆筑時可以采取分層澆筑方式，確保澆筑連續性，禁止留設縱向施工縫。仰拱混凝土填充時，要在完成仰拱施工后實施澆筑工作。澆筑之前安排工作人員清理干凈仰拱面的浮漿、雜物等。

第七，混凝土施工質量要與設計要求相符合，主體結構有效密實，表面位置避免存在質量缺陷，比如，冷縫、露筋、蜂窩麻面等。

第八，襯砌施工過程中，全部窗口都可以用作澆筑窗，入料時采取分層對稱原則，下落的最大高度要控制2m 以內。在臺車兩端的混凝土高差要控制在0.6m 以內；隧道軸線左右兩側位置的混凝土高差要保持在0.5m 以內。澆筑時，可以配合使用平板振搗棒。振搗棒使用中，遵循快插慢拔原則，振搗棒在移動、工作過程中，都要避免與襯砌鋼筋以及固定完成的預埋件接觸。襯砌混凝土泵送時，可以采取地泵泵送方式，坍落度控制在18～22cm。

第九，上述工作完成后，要盡快實施二次襯砌施工，結合圍巖級別對襯砌施工面與開挖掌子面間距進行有效把控。通常情況下，I 級圍巖、II 級圍巖距離要控制在200m 以內；III級圍巖、IV級圍巖、V級圍巖，要分別控制在120m、90m、70m 以內。

4 結語

綜上所述，隧道工程項目是公路工程建設中的重要環節，不僅施工環境復雜，而且施工難度相對較大。施工人員要結合工程項目建設重點，強化對隧道工程項目建設中二次襯砌的科學把控，通過襯砌混凝土澆筑控制、襯砌鋼筋安裝控制等。此外，按照要求、規定，完成噴射混凝土施工、搭設鎖腳錨管、型鋼（格柵）鋼架安裝等工作，從而推動各環節建設工作的順利進行，為公路的安全穩定運行奠定基礎。