铁路隧道衬砌工程路局介入典型质量问题分析及防范措施

铁路隧道衬砌工程路局介入典型质量问题分析及防范措施

金  明     龙小海

渝黔铁路有限责任公司， 重庆市  400000

摘要：我国西南艰险山区隧道占比大，地质复杂，质量病害控制难，隧道二衬是运营安全的结构性最后一道屏障，建设期针对隧道衬砌混凝土不密实、裂纹、脱空、冷缝等突出问题的预控尤为重要，拱顶掉块、渗漏水等将直接影响运营安全。本文依托于某铁路隧道工务介入验收阶段缺陷问题，分类进行原因分析，并提出防治措施，可为后期同类工程施工提前防范和处理提供借鉴。

关键词：隧道衬砌、介入缺陷、防治措施

1.前言

近年来我国西南地区高速铁路线路集中开建，隧道占比大，长大隧道数量多，西南艰险山区隧道地质复杂，严防拱顶掉块、衬砌渗漏水等病害的出现，建设期尽全力确保运营期安全隐患风险降到最低。通过建设期提前介入管理，聚焦建设与运营长期存在的痛点难点堵点问题，坚持建设为运营服务的理念，施工阶段尽早进行隧道衬砌敲击介入检查，及时发现和解决问题，提高施工人员质量意识和接入问题销号整治效果，主动改进创新工艺工装工法，降低质量问题数量，从本质上保证运营安全。隧道二衬质量通病问题一直是影响高铁运营维护的痛点，在建设施工期和开通前能够防范和稳妥处理整治是建设者的一个课题，只有通过不断的精准分析原因、制定有效的措施、采取最优的方法，我们才能更接近铁路建设高质量发展的目标。

2.衬砌常见的问题及原因分析

2.1衬砌施工缝处混凝土不密实和裂缝缺陷。其主要原因：（1）二衬混凝土流动距离过长，导致施工缝处混凝土离析；（2）施工缝处混凝土振捣不到位，导致混凝土不密实；（3）衬砌台车端模漏浆形成集料窝；（4）衬砌台车模板与前一板二衬混凝土搭接部位不密贴，造成混凝土水泥浆液溢出凝结形成薄皮、掉块、错台及混凝土不密实；（5）中埋止水带加固不牢偏位或防水板被混凝土挤压脱落后切割混凝土；（6）台车模板定位搭接时，因前一板混凝土的强度不足，或台车定位顶撑油缸压力控制不当，造成前一板二衬施工缝混凝土被压溃或形成裂缝；（7）后期隧道克缺时随意性大，有过度整治情况。

2.2衬砌混凝土表面裂纹（缝）缺陷。其主要原因：（1）混凝土原材料尤其是机制砂质量不稳定，混凝土配合比不合理；（2）混凝土浇筑过程中边墙入料窗口和拱部冲顶孔使用数量不足，混凝土流动距离长，导致混凝土骨料分布不均；（3）拆模时间过早，混凝土强度不足；（4）养护用水温度过低，导致混凝土内外温差过大，形成应力造成开裂；（5）养护不及时、养护频次及时间不足。

2.3二衬混凝土背后脱空、不密实、冷缝、分层等缺陷。其主要原因：（1）混凝土浇筑过程中，因振捣不到位导致混凝土不密实；（2）混凝土浇筑不连续，新、旧混凝土间形成冷缝、分层；（3）初支混凝土平整度差，防水板与初支面不密贴，造成防水板背后存在脱空；（4）未严格落实带模注浆，造成衬砌混凝土与防水板间存在脱空；（5）未严格落实拱部防脱空措施，造成衬砌背后存在空洞、脱空。

2.4衬砌钢筋保护层厚度不足缺陷。其主要原因：（1）未严格控制环向主筋下料长度或未提前预弯；（2）钢筋安装过程中定位不准或定位筋数量不足，导致钢筋骨架偏位；（3）混凝土保护层垫块未安装或安装数量不足。

2.5衬砌混凝土局部缺陷擅自开小窗处理缺陷。其主要原因：（1）二衬质量缺陷未按设计方案实施整治；（2）施工单位未严格执行建设单位和工务介入单位管理规定，对缺陷整治现场管理不到位。

2.6衬砌混凝土表面注浆管、木板、土工布等异物未清理缺陷。其主要原因：（1）二衬端头模板安装时，采用土工布堵缝，拆模后未及时清理，个别堵头木楔嵌入混凝土后未清除；（2）冲顶孔无专用的阀门，采用土工布或彩条布封堵；（3）注浆管等异物未及时清理。

3.衬砌常见的问题的防范措施

3.1衬砌施工缝处混凝土不密实和裂缝缺陷。其主要防范措施：（1）加强原材料和混凝土质量控制，确保衬砌混凝土性能合格；（2）充分利用拱部冲顶孔及边墙灌注窗口，缩短混凝土流动距离；（3）优化拱部施工缝处附着振捣器布置形式，加强混凝土振捣控制；（4）台车与上一板二衬搭接处必须设置软搭接，宜采用定位防顶裂预警装置；（5）严格控制二衬混凝土拆模强度，现场应根据试验参数确定拆模时间，由现场技术人员书面下达拆模通知单；（6）按照设计要求做好止水带防偏位措施，防水板铺装平顺、牢固；（7）加强二衬混凝土养护；（8）隧道克缺前做好交底工作，过程中做好盯控，避免出现过度整治情况。

3.2衬砌混凝土表面裂纹（缝）缺陷。其主要防范措施：（1）加强机制砂、外加剂等原材料质量管控，优化混凝土配合比设计，控制水泥用量；（2）混凝土浇筑时，充分利用边墙入料窗口和拱部冲顶孔，缩短混凝土流动距离，加强混凝土振捣；（3）严格控制混凝土拆模时间，拆模强度必须满足设计及验标要求；（4）加强养护用水管理，确保养护用水温度与混凝土表面温差不大于15℃

；（5）二衬混凝土养护应安排专人负责，养护频次和时间必须满足要求。

3.3二衬混凝土背后脱空、不密实、冷缝、分层等缺陷。其主要防范措施：（1）二衬台车应设置足够的振捣窗口和附着式振捣器，由专人负责，确保浇筑过程中混凝土振捣到位；（2）混凝土浇筑应连续，制定混凝土浇筑中断时的应急措施并能正常启用，避免混凝土产生冷缝和分层现象；（3）严控初支喷射混凝土平整度，保证防水板铺挂质量满足要求；（4）严格落实二衬带模注浆，严控注浆时机、注浆孔的使用、注浆压力、注浆结束条件，确保注浆效果满足要求；（5）拱部混凝土灌注时，必须充分利用冲顶孔，设置纵向排水排气板、压触式防脱空装置等防脱空措施；（6）强化关键部位干部带班作业及监理旁站制度，确保过程管控到位。

3.4衬砌钢筋保护层厚度不足缺陷。其主要防范措施：（1）二衬钢筋应统一加工，准确控制钢筋长度并提前预弯；（2）二衬钢筋安装前，应测量定位，设置足够的定位钢筋，确保钢筋骨架位置准确且稳定；（3）按照设计及规范要求安装强度满足要求的混凝土保护层垫块。

3.5衬砌混凝土局部缺陷擅自开小窗处理缺陷。其主要防范措施：（1）严格按照设计方案实施整治，严禁无方案或不按方案施工；（2）加强设计、规范及建设单位相关管理规定宣贯学习，执行介入单位工作要求，做好现场过程管控。

3.6衬砌混凝土表面注浆管、木板、土工布等异物未清理缺陷。其主要防范措施：（1）二衬端头模板采用定型模板（严禁采用木板），确保端头模板严密，不漏浆；（2）冲顶孔配置专用液压阀门装置，便于开启和关闭；（3）拆模后及时清除注浆管等异物。

4.结束语

近年来，铁路建设系统采取了大量措施强化质量管理、过程控制，大力推进标准化管理、标准化作业，积极推行高速铁路施工“专业化、机械化、工厂化、信息化、智能化”，形成一套行之有效的管理办法和先进的施工工艺。但是参建单位作业人员、管理人员的质量管理水平参差不齐，常见的质量问题在施工过程反复出现，特别是在验收阶段隧道病害处理不彻底，同样会给运营安全带来较大隐患。积极探索新工艺和新线介入管理创新，通过典型的案例，激发每一个参建者的思想主观意识，深入贯彻落实高质量发展要求，坚持建设为运营服务的理念，以安全质量为核心，持续推动管理技术创新，强化工艺工法执行力，以更优的工装减少人为因素的影响。防患于未然，通过对隧道工程典型问题的剖析，明确建设过程中的防范措施，对于相似工程建设提供参考。

参考文献：

[1]、何彦庆.公路工程中路基路面施工质量控制及防范措施，科技创新与生产力，2024年5月。

[2]、张开元.浅谈高速铁路隧道衬砌质量缺陷成因分析及防治，施工技术，2022年8月。

[3]、张军.隧道衬砌缺陷防治技术研究[J]，现代隧道技术,2018,55(6):210-216,221。