衬砌工程施工方案及风险控制措施

衬砌工程施工方案及风险控制措施在隧道、地下洞室及水工结构等工程建设中，衬砌工程承担着承受围岩压力、防渗抗裂、保障结构耐久性的核心作用。其施工质量直接关系到工程的安全运营与使用寿命，因此，科学制定施工方案并有效管控施工风险，是确保衬砌工程达标达产的关键前提。本文结合工程实践，从施工方案设计到风险防控策略，系统阐述衬砌工程的实施路径与质量保障方法。一、衬砌工程施工方案设计（一）施工准备环节衬砌施工前的准备工作需兼顾技术、材料与现场条件的协同优化。技术层面，需组织设计、施工、监理三方开展图纸会审，重点核查衬砌断面尺寸、预埋件位置及防水构造细节；同步编制专项施工方案，明确模板选型、混凝土配合比参数及施工工序衔接逻辑，并向作业班组开展分层级技术交底，确保工艺要求传递无偏差。材料准备需聚焦混凝土原材料与模板体系的适配性。混凝土用水泥宜选用低水化热品种（如矿渣硅酸盐水泥），骨料需控制针片状颗粒含量（≤15%），外加剂应结合抗渗、缓凝需求精准选型（如聚羧酸系减水剂）；模板材料根据工程规模选择，隧道工程优先采用液压衬砌台车（刚度满足结构受力要求），小型洞室可选用定型钢模，木模仅适用于临时或次要结构，且需经防腐处理。现场准备需完成基岩面或初期支护面的处理，采用风镐或高压水清理浮渣、松动岩块，确保基面平整、洁净；施工平台搭建应满足混凝土浇筑、模板安装的操作空间需求，隧道内台车轨道需调平（坡度≤设计要求），并设置防溜车装置；测量放线需采用全站仪定位，确保衬砌轴线、高程偏差符合规范要求。（二）模板工程施工要点模板体系的设计与安装直接影响衬砌成型质量。模板设计需通过力学验算确定面板厚度、龙骨间距及支撑间距，隧道台车模板需预留混凝土振捣窗口（间距≤合理值），接缝处粘贴2mm厚海绵条密封，防止漏浆。模板安装遵循“先支后稳、分层对位”原则。隧道台车安装时，需利用全站仪定位台车中线与高程，调整液压油缸使模板贴合初期支护面，支撑体系采用钢管斜撑加固，确保整体稳定性；小型模板采用满堂架支撑，立杆底部设钢垫板，扫地杆距地≤合理值，避免沉降变形。模板拆除需依据混凝土强度报告，侧模在混凝土强度≥合理值时拆除，承重模板需达到设计强度的合理比例（如C30混凝土需≥22.5MPa），拆除顺序遵循“先非承重后承重、先上后下”，严禁暴力拆除。（三）混凝土施工核心工艺混凝土配合比设计需兼顾工作性与耐久性。针对抗渗要求（如P8等级），需控制水胶比≤0.5，胶凝材料用量≥合理值，砂率宜为35%~40%；通过试配验证坍落度（隧道泵送混凝土宜为160~200mm）、扩展度及凝结时间，确保满足施工需求。混凝土搅拌采用强制式搅拌机，搅拌时间≥合理值，外加剂滞后加入以提升分散效果；运输采用混凝土罐车，运输时间≤合理值（气温＞25℃时≤1h），途中转速控制在2~4r/min，防止离析。浇筑作业采用分层连续浇筑，每层厚度≤合理值（插入式振捣器作用长度的1.25倍），振捣棒插入下层混凝土≥5cm，间距≤合理值，避免触碰模板或止水带；拱顶部位采用带模注浆工艺，注浆压力控制在0.3~0.5MPa，填补混凝土空隙。施工缝与变形缝处理是防渗关键。施工缝需凿毛露出新鲜混凝土面，清除浮浆后铺设20mm厚1:1水泥砂浆；变形缝采用中埋式止水带（宽度≥合理值），安装时用钢筋卡具固定，确保中心圆环与缝中线重合，接头采用热熔焊接，焊缝宽度≥合理值。（四）养护与成品保护措施混凝土养护需贯穿浇筑后全过程。采用洒水养护时，保持表面湿润时间≥合理值（硅酸盐水泥混凝土≥14d），高温季节增加洒水频次；或采用覆盖土工布+塑料膜保湿，严寒地区需采取保温措施（如覆盖棉被），防止受冻。成品保护需设置警示标识，禁止在衬砌表面随意钻孔、碰撞；混凝土强度未达合理值前，禁止重型机械碾压附近区域；预埋件、止水带等部位需采取包裹、遮挡措施，避免污染或损坏。二、衬砌工程主要风险及防控策略（一）结构变形风险防控衬砌结构变形多因模板支撑刚度不足、混凝土浇筑速率失控或围岩压力突变引发。防控措施包括：优化模板支撑体系，隧道台车增设横向斜撑，小型模板加密立杆间距（≤合理值）；控制混凝土浇筑速度，拱部混凝土浇筑速率≤合理值，分层厚度≤合理值；加强围岩监测，采用收敛仪监测初期支护变形，当位移速率＞合理值时，暂停衬砌施工并分析原因。（二）混凝土缺陷风险治理蜂窝、麻面、裂缝等缺陷源于模板漏浆、振捣不密实或养护缺失。治理方法：模板接缝采用双道海绵条密封，安装后进行淋水试验，渗漏点及时封堵；振捣作业执行“快插慢拔、分层振捣”，每个点位振捣至混凝土泛浆、无气泡溢出为止，安排专人旁站监督；养护阶段采用智能喷淋系统，确保湿度≥90%，高温时段增加养护频次，避免温度裂缝。（三）渗漏风险系统防控渗漏风险集中在施工缝、变形缝及混凝土自身抗渗不足。防控要点：止水带安装前检查完整性，采用“钢筋卡具+定位钢筋”固定，确保埋设位置偏差≤合理值；混凝土抗渗等级严格按设计要求（如P8），试块送检频率≥合理值；施工缝处理时，凿毛深度≥合理值，清除浮渣后涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料，再铺设止水条。（四）施工安全风险管控高处坠落、物体打击是衬砌施工的主要安全隐患。管控措施：模板安装平台设置1.2m高护栏，挂设密目网，临边作业佩戴安全带；模板吊装采用专用吊具，作业半径内严禁站人，设专人指挥；混凝土泵管固定牢固，防止爆管伤人；夜间施工配备充足照明，危险区域设置警示灯。三、质量验收与过程管控机制衬砌工程质量验收需覆盖实体质量与外观质量。实体检测包括混凝土强度（回弹法+钻芯法）、抗渗性能（抗渗试块送检）、钢筋保护层厚度（雷达扫描）；外观质量检查轴线偏差、平整度符合规范要求，无蜂窝、麻面等缺陷。过程管控推行“三检制+旁站+信息化监测”。作业班组自检合格后，报项目部互检、专检，关键工序（如混凝土浇筑、止水带安装）由监理旁站；采用传感器监测模板变形（位移≤合理值时预警），利用BIM技术模拟施工工序，提前识别碰撞风险。四、结语衬砌工程施工需以“方案先行、风险预控”为核心，通过优化模板体系、严控混凝土工艺、系统治理渗漏风险，确