铁路隧道质量通病及控制措施

1、铁路隧道质量通病及控制措施李xx路桥集团国际建设股份有限公司 100027【摘要】铁路隧道的施工都会不同程度地存在衬砌开裂、渗漏水、二次衬砌结构侵限、道床翻浆冒泥，拱墙背后脱空等病害。文章从隧道痛病的表现、成因出发，提出了痛病工程相应的处治措施和建设期间的质量控制措施。关键词 隧道；质量通病；成因；措施引言对于铁路隧道建设，多年来由于工程质量通病具有极大的危害性和一定的顽固性，因此加强质量通病的预控是一项重要的任务。施工单位必须重视质量通病的治理，隧道监理工程师必须严格地按其质量标准和设计要求，随时注意检查，发现质量问题，及时采取有效控制措施，以确保隧道施工安全。笔者就几条常见通病做分析如下。

2、1.洞门施工通病及处理措施1.1洞门施工通病洞门施工通病一般表现在洞门坍塌或洞门表观质量差。（1）地表水渗透或雨水冲刷使隧道洞门边、仰坡失穏，造成洞口坍塌；（2）洞门边、仰坡开挖采用大爆破作业方式，对隧道洞口围岩产生扰动，造成隧道洞口坍塌；（3）洞口围岩松散软弱，自稳性能差，进洞施工方案不妥；（4）洞口边仰坡开挖后防护不及时；（5）洞门立模不稳，不平顺，混凝土灌注质量差；（6）修补工艺欠佳；1.2预防及处理办法.洞口工程施工前，首先做好洞口范围内地表防排水工作，填平洼地和积水坑，防止地面水渗透；.及时施做洞口工程系统截水沟、排水沟，尽可能与洞口路基排水系统形成整体。宜在雨季前及边、仰坡开挖前完

3、成；.隧道边、仰坡土石方开挖作业尽可能采用非爆破或弱爆破方法自上而下分部进行，减少对洞口围岩的扰动；开挖后对边、仰坡及时进行防护；.隧道门端墙处土石方开挖施工完成后及时施作洞门端墙及挡护工程；.洞门施作尽量避开雨季进行，尽早施作洞门和洞口段衬砌，保证洞门边坡稳定；.施工期间，保持对边仰坡及洞顶山坡体进行监测和观察，及时掌握洞口的安全状况，以便迅速采取有效的安全对策；加强洞门立模的精度和稳定性，灌注时应严格控制速度，尽量一次施工成型，避免修补。确实要修补的，修补工艺要认真，细致，增强洞门的观赏性。2.洞内渗透漏水目前，隧道的渗透漏水主要表现在墙、拱顶渗水、滴水、漏水及路面的冒水。其原因是隧道在施

4、工期间和建成后，一直受着地下水的影响。当地下水压较大，防水工程质量欠佳时，地下水便会通过一定的通道渗入或流入隧道内部，造成渗漏水，对行车安全以及衬砌结构的稳定性构成威胁。隧道的渗漏水不仅会降低混凝土衬砌的耐久性，而且会降低隧道内各种设施的功能，恶化隧道内的环境，严重时对行呈成安全以致对结构的稳定造成威胁。2.1施工质量通病（1）拱顶衬砌不密实：当围岩压力过大时，导致拱腰部位衬砌出现纵向拉裂，拱顶衬砌压碎掉块，导致渗漏。（2）支护技术不过关：工程上常采用的先拱后墙法施工，循环进尺短、衬砌紧跟、以衬代支，致使衬砌接缝过多，且接缝处理不能达到防水标准，导致接缝渗水。（3）振捣不到位：在混凝土衬砌的过

5、程中，有时存在衬砌不到位的现象，形成透水的开放性毛细管路，尤其是混凝土拌合物在密实泌水过程中，析出水分部分被挤向上面，部分聚集在集料颗粒的下面，导致衬砌混凝土存在泌水管路。（4）混凝土中有空隙：由于施工顺序不当或沉降或衬砌混凝土中存在杂物等原因，导致衬砌混凝土中存在空隙。（5）腐蚀性：天然水对衬砌混凝土有腐蚀性，可能造成漏水孔隙，甚至导致衬砌混凝土剥落开裂。（6）拱、仰拱填充施工缝不对应导致的渗漏水。下图1所示隧道渗水点实际为仰拱施工缝渗水，经仰拱与仰拱填充界面流至仰拱填充混凝土拉裂处，从混凝土裂缝处涌出。图中所示白色塑料管为施工单位自行埋设的剖开的塑料管，处理不符合要求。图1：拱、仰拱填充施

6、工缝不对应导致的渗漏水2.2渗漏水的预防措施渗漏水整治的指导思想是以排为主、以防助排，引水泄压、断绝水源，设多道防水线。2.2.1结构自防水措施 在设计中应合理确定混凝土的抗渗标号，不能片面强调混凝土抗压等级，一味加大单位体积混凝土水泥用量，将会使混凝土水化热和收缩量增加，导致混凝土裂缝，破孩混凝土结构自防水能力。 对变形缝及施工缝采取有效措施进行处理是十分重要的。因为它们往往是隧道与地下工程防水的薄弱部位，通常变形缝形式有：嵌缝式、粘贴式、埋入式。橡胶止水带在施工中稍有不慎易走形，导致止水效果降低，应确保施工接缝严密、不渗不漏，变形缝应密封止水、适应变形、施工方便。本着“以防为主、多道设防”

7、的原则，也可采用复合式橡胶止水变形缝，复合式橡胶止水变形缝系三道设防，即首先在变形缝部位、现浇混凝土中间埋入桥式橡胶止水带，然后再在端部施作双组份聚硫橡胶嵌缝，最后在预留槽涂抹焦油聚氨酯防水胶。这样将埋入,嵌入，粘贴三种型式变形缝止水带组合在一起，形成三道防线，防水可靠性得到很大提高。 2.2.2施工预防措施根据水文地质情况，水流性质，水量大小，岩层裂隙倾向及山顶地表水源补给情况，按设计规定，做好洞顶地表防排水和衬砌背面的排水设施，同时应将施工排水与永久性的防治水统筹考虑。完善钻爆设计，控制爆破，出现超挖时，对拱脚，边墙脚以上10cm范围内应用与衬砌相同的材料一次性回填密实，其它部位采用片石等

8、回填密实。施工中要加强振捣，保证混凝土密实；拱墙尽可能一次浇注，尽量减少施工缝；先拱后墙法施工的隧道，灌注拱圈混凝土时应及时撑卡口梁，防止拱圈因下沉或内移造成开裂。施工时应注意排水畅通，严禁水浸泡拱墙脚，防止出现不均匀沉降；由于施工方法工艺的限制，对二次衬砌结构与初期支护间存的空隙，应采用回填注浆使初期支护与二次衬砌紧密结合，以改善其传力条件和减少渗漏水。3.衬砌施工裂缝 隧道出现裂缝轻则缩短使用寿命，重则产生毁灭性的破坏。隧道应进行动态施工。由于受技术和资金条件的限制，一般隧道在设计前对一些因素很难准确确定，因此在施工中要随时观察掌子面，对围岩情况进行对比和分析，及时调整和完善设计。隧道拱、

9、墙的裂缝主要由环向的、水平向的、斜向的和网状的裂缝，其性质分受力和非受力裂缝。衬砌裂缝形成的原因非常的复杂，往往是多种不利因素综合作用的结果，施工不规范造成的衬砌裂缝占了很大一部分，材料质量差或配合比不合理导致的开裂和设计不当引起的开裂仅占一小部分。3.1裂缝形成原因：3.1.1设计局部与实际地质不符、处置不当。由于多种原因，设计单位在设计勘察时无法深入地开展地质勘察工作，进行隧道围岩类别评价及支护结构设计时缺乏必要的准确的依据，再者实际地质情况并不是与设计截面相适应的，这就造成了结构受力与设计的严重不符而埋下开裂隐患。3.1.2施工方法和现场操作不规范、管理不到位。隧道开挖控制不严格，监控量

10、测检查不到位，现场管理不严格，个别部位衬砌厚度严重不足，衬砌混凝土厚度严重不均匀，从而造成局部应力集中产生混凝土的开裂。由于没有严格进行监控测量，不能科学的判断围岩的变形和收敛情况，盲目进行二衬混凝土的施工，造成混凝土不能抵抗围岩变形从而产生开裂：不严格执行相关规范要求，盲目追求施工进度，过早拆除模型，拆模后不进行有效的养生（特别是靠近洞口的地段），造成混凝土水化热不能有效循序散发、混凝土自身承载不足，局部混凝土在不能有效抵抗外力的情况下，产生局部变形，进行应力的二次分布而导致开裂；软弱围岩地段往往不能严格执行设计，基地清理不彻底，仰拱填充施工偷工减料，没有根据实际围岩情况沉降缝设置进行调整，

11、除非时出现重大事故，一般很少向设计、监理单位反映，同时由于监理人员水平也参差不齐，对设计缺陷或不足难以提出建设性意见或建议，在多种因素的综合作用，一般会造成设计不能满足实际地质情况，从而导致混凝土的开裂；混凝土机械拌和过程中原材料不严格计量，外加剂的掺加更是随意性大，没有严格或者不能严格根据现场砂、碎石的实际含水率及时调整施工配合比，造成混凝土水灰比与设计不符，混凝土质量不能满足设计要求；3.2防治措施：（1）严格控制混凝土的拌和质量，主要是混凝土配合比和混凝土和易性的控制；（2）严格执行监控量测程序，进行科学分析后指导衬砌作业遵守科学的二次衬砌原则，对于特殊情况（一般是变形不稳定），必须提供

12、数据分析并建议设计单位调整衬砌参数，不能强攻硬土；（3）及时进行断面检测，确保开挖轮廓符合设计，杜绝严重侵入衬砌现象的发生。对模型就位时发现的侵入不得存在侥幸、偷懒心理，必须认真进行返修，很多局部开裂均是由于个别位置侵入未处理引起；（4）认真清理基底浮渣，并用清水冲洗干净，对于有仰拱填充的衬砌，严格控制仰拱尺寸、厚度，拱墙衬砌时一定要对与仰拱接触面进行凿毛清理；（5）对于地质变化处和设计沉降位置不符的，一定要及时通知设计单位现场核实、进行衬砌参数调整。4.拱墙背后脱空衬砌背后存在一定规模的空洞或空洞回填不密实是经常遇到的病害。据雷达检测表明，拱墙背后脱空现象比较普遍，尤以拱顶脱空较为严重，个别

13、甚至达到人可在其中爬行的程度。引起脱空的原因除管理不力外，超挖过大，未回填或回填不到位，或未采用压力泵送回填混凝土等有关。墙背脱空使衬砌和围岩不能形成一个完整的受力体系，同时对二次衬砌产生一定的威胁，围岩落石砸穿衬砌的事故也曾发生。4.1拱墙背后脱空形成原因：由于防水卷材预留不足，拱顶防水卷材紧绷造成其背后与初期支护有一定间隙无法灌注混凝土，造成空洞；混凝土灌注至拱顶后没有及时调整混凝土的水灰比，而且并不是控制一定泵送压力进行灌注，造成拱顶混凝土没有灌注饱满而形成空洞；堵头模型与初期支护不密贴，同时有没有进行有效堵塞，造成混凝土灌注不饱满，从而形成拱顶衬砌前端空洞。4.2防治措施：控制混凝土的灌注速度，加强振捣，对超挖大的范围必须专人进入模型内进行补强振捣，以确保混凝土灌注密实。有时容易出现灌注速度快、振捣跟不上致使混凝土局部不密实而形成空洞。铺设防水材料必须由顶部逐步向墙角进行，增加固定锚固的点位，并预留出一定的富裕量，避免混凝土由墙角自下而上灌注时受防水材料限制是拱顶形成空洞。灌注至拱顶后适当减小混凝土的塌落度，在封口处辅之以人工干硬性混凝土进行填塞。5.结束语总之，质量责任，重于泰山。随着现代化步伐的加快，质量问题越来越成为人们关注的焦点，近年频繁出现的一些质量事故，我们必须在思想上重视、管理上及时、技术上