北京住总集团有限责任公司轨道交通市政工程总承包部 北京市 102413
摘要：随着我国社会经济的持续增长，隧道的数量和规模也在不断增加，在日常交通出行中发挥着重大作用。隧道在施工过程中容易受到设计图纸、自然环境、施工技术和施工人员素质等客观因素的影响，使得隧道衬砌结构容易发生裂损等安全问题，影响工程质量和通车安全。在隧道结构中，衬砌作为结构受力的重要组成部分，起到承载围岩压力、支撑、防腐蚀、防水等作用，衬砌状态直接影响整条道路的运输安全，关系到隧道的安全和使用寿命。在具体施工过程中，衬砌裂损病害是隧道施工过程中容易出现的安全隐患，其容易受多种因素影响，如施工技术不过关、施工材料不合格、施工工艺不合理以及施工人员的职业素质不高等。运用专门的仪器设备、采取合理的方法检测判断出衬砌裂损病害的位置并确定合理的治理措施，是隧道工程建设中的重要一环，施工人员要加大对混凝土间歇时间的把控力度，确保其位于混凝土初凝时间之内，防止混凝土长时间裸露于空气外，从而降低混凝土自身强度，使混凝土表面出现裂缝等。为隧道工程能够实现预期目标提供保障。文以此为出发点，对任家岩隧道工程施工技术进行具体分析，并提出相应的改善措施，在保证施工顺利开展的同时，进一步提升施工效率。
关键词：隧道衬砌；浇筑；混凝土；施工技术
1工程概况
某高速隧道建设过程中洞口均采用锚、喷、网等保护措施，加强对仰坡的保护力度，确保施工坡度的稳定性。整体施工主要采用新奥法作为主要施工工艺，为避免对施工质量造成影响，在施工过程中严禁使用大爆破。在正洞开挖前，首先要严格按照施工设计规范，秉承“早进洞，晚出洞”的施工理念，并施作大管棚超前支护，以便顺利进洞，以此实现对洞内开挖质量的把控。洞身开挖采用光面爆破的方式，由自卸车进行运输。
2隧道衬砌浇筑混凝土施工技术
2.1隧道衬砌施工技术
如图1所示，本隧道工程采用9m衬模板台车完成对隧道的二次衬砌，以9m作为分割线，依次分段进行浇筑。在混凝土施工前，首先要对混凝土质量进行检查，待混凝土质量符合施工设计规范后才可投入使用。施工单位在施工前应组织相关单位验收合格，根据施工需求对衬砌台车进行定位，待拱墙模板成型后再对其进行固定；除此之外，为了避免基底杂物过多而影响施工的有序进行，需要加大对基底杂物的清洁力度，同时按照设计要求设置止水带，以此提升隧道的防水性能[1]。浇筑施工要保证对称，且混凝土遵循分窗逐层的浇筑顺序。
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图1模板台车（轨道滑模板）结构示意图（单位：cm）
混凝土浇筑高度过高会对混凝土自身强度造成影响，因此在浇筑过程中，首先要保证混凝土的倾落高度控制在1.5m内，若超过此高度，则采用接长软管的方法解决混凝土落差过高的问题。泵送混凝土入仓自下而上，从已浇筑段接头处向未浇筑方向。充分利用台车上、中、下3层窗口，每边各6个，分层对称浇筑混凝土，在出料管前端加接3～5m同径软管，使管口向下，避免管口水平对混凝土面直喷。附着式振捣器按规范每5m2设置1个，布置6个，备用2个。
为了在最大程度上保证混凝土的密实性，要适当增加振捣器的振捣频率。待混凝土设计强度达到施工设计规范需求时，才可对混凝土进行拆模操作。如果混凝土湿度不符合施工需求，则需加强对混凝土的养护力度，采用洒水养护的方式，从而进一步保证衬砌质量。此外，为了能有效保证混凝土与初支之间的贴合性，需要对混凝土进行衬砌操作，同时对其进行回填注浆，加强混凝土的密实性。
2.2拱顶衬砌混凝土施工技术
在混凝土浇筑过程中，为了避免空气进入混凝土内部，通常采取预留圆孔的方式，并设置排气管，以此促进混凝土内气体的排出。尤其注意，排气管要优先选取塑料质地，以避免排气管沉入混凝土内部。此外，为防止排气管被混凝土堵死，要尽量将排气管深入仓内，且合理控制另一端出口长度。如果在浇筑过程中发现排气管内出现水，则应立即停止浇筑，将排气管移出。混凝土灌注过程中要严格按照施工设计规范，采取从内向外的灌注顺序，在保证施工顺利进行的同时，进一步保证混凝土的灌注质量。在施工中配备相关检测仪，实现对混凝土灌注过程的实时监督。
2.3衬砌背后压浆施工技术
结合施工设计规范可知，当混凝土自身强度达到80%，且衬砌施工完工后，即可对混凝土进行回填施工。由于纵向注浆管位于衬砌外缘，所以，为了进一步保证注浆管的注浆质量，通常采用聚乙烯管作为主要施工管道。除此之外，为了避免在施工过程中防水板出现漏水的现象，可以采用爬焊机与施工缝相结合的方式，对防水板缝隙处进行处理。镀锌钢管注浆应该比衬砌内缘高出4cm±1cm，以此保证两者之间的连接紧密性。注浆材料所采用的水泥浆由同等比例的水、泥配置而成，其中注浆压力控制为0.075MPa±0.025MPa。待衬砌完成后即可采取探地雷达等手段对施工空洞部位进行检测，以便施工人员能够及时明确孔洞方位，从而对其进行注浆处理[2]。
3隧道衬砌病害
在衬砌结构施工环节，拱顶到拱腰的位置上无法填充完成，且没有进行必要的振捣处理，最终导致空穴的形成；在对下部位置的施工环节，存在落拱的问题，造成衬砌部分的背部存在空隙的情况；塌方出现之后，无法及时进行孔洞的填充，使得该位置上的地下水严重汇集，最终给隧道渗漏形成提供有利条件。此外，因为衬砌部分的厚度相对较小，所以就导致斜向与纵向裂缝的问题，杂草衬砌背后的地下水进入到隧道内部，会出现渗漏问题。
4隧道衬砌裂损病害产生的原因
4.1隧道工程设计原因
该隧道建设较早，当时的设计理念有限，没有充分考虑支护问题，致使在长时间的运行使用中，隧道的顶部出现裂缝和掉块；且该隧道衬砌没有设置防水板，也没有选用合适的抗渗性能的混凝土，这些都致使主体结构随着时间的推移产生裂缝，这些裂缝又因渗水的影响，大幅降低隧道的承载能力。另外隧道的埋深深度比较浅，也是隧道衬砌裂损的原因[3]。
4.2隧道施工技术原因
该隧道在修建时没有采用光面爆破，工程部分爆破的效果比较差，隧道拱洞内有些位置比较高的坍塌没有填补，这就使隧道衬砌的背后留有空洞，衬砌的厚度达不到最初设计的要求。因为修建时期施工技术一般，施工环节把控不力，会出现漏浆或者呈蜂窝等情况，既影响工程进度，也影响隧道的使用寿命。2.3路隧道地理位置原因该隧道处在风化度较高的位置，这些区域的裂隙比较多，在工程勘探时没有充分考虑该因素，这就严重影响了隧道衬砌结构的安全性。该隧道所处位置的岩石主要是砂质泥岩，隶属软岩，其长时间处于潮湿环境就会软化，降低承载负荷力。另外，隧道所在区域向南倾斜，地下水由高向低流动就会造成隧道的南侧地下水水量要高于隧道的北侧。由于南端渗水的情况比较严重，隧道长期处于渗漏水的环境中，其质量和寿命都将大大降低。
5隧道衬砌病害治理
在进行隧道衬砌病害问题的分析与探测之后，能够将病害的形成做出如下2个方面的分析：（1）衬砌结构已经严重损害，并且处于危险的状态之下，可以立即采取必要的措施进行必要的补强处理；（2）衬砌结构渗漏问题非常严重，需要立即采取必要的防排水处理措施。从实际情况分析，前者主要是从2个部分来实现补强处理，即对背后孔洞进行填充和对衬砌结构进行加强处理；后者也是从2个角度出发，即进行导排与防渗漏处理[4]。
5.1空洞注浆
按照地质雷达的探测结果，隧道衬砌结构部分的背后存在着比较严重的空洞与空隙问题。因为这些问题的存在，导致备承载增加，导致围岩结构存在严重的软化。根据需要，在该位置上采用注浆的施工方式以提升其结构的承载性能，可以大大提升堵水效果，满足工程的正常运行。在规定的位置上布置注浆孔结构，使用钻机进行钻进施工，然后应用设备进行注浆施工，但需要在注浆孔的中间位置上设置排气孔结构，使得整个注浆施工结构性能达到标准的要求。
根据工程的需要进行浆液的配制，并且要准备足够的浆液，以保证注浆施工可以连续进行。经过多方面的考虑，本次隧道项目应用单液注浆施工方式，具体配合比例为：水泥∶粉煤灰=8∶2，同时还需要加入一定量的膨胀剂。混合料制作结束之后，应该进行试浆处理，保证混合率达到0.85，且抗压强度在25MPa以上[5]。应用物探法来确定空洞与空隙的相关信息，根据物探结果，确定渗透系数为1.20～1.25，确定1.20的损失系数，注浆量体积需要按190.51m3控制。
5.2衬砌结构补强
从相关的研究可以发现，衬砌结构补强层厚度已经达到35cm，此时就能够满足交通运行安全性的要求。拱部浇筑施工环节难度比较高，且极易存在空洞的问题，质量问题比较严重。在混凝土喷射施工环节，应该彻底解决该问题；边墙施工首先进行振捣，然后进行浇筑。因此，在拱部的混凝土喷射施工及边墙浇筑环节，在确保质量达标的情况下可以减少成本、降低难度。为了提升拱部结构的稳定性，应该根据新增加边墙的受力条件，可以通过锚杆来进行拱脚的加固处理。一侧拱脚应该设置2根锚杆，一般需要按照0.5m、2.5m的间距进行布置。为了保证衬砌结构与补强结构紧密连接，不仅要进行凿毛处理，还应该按照要求进行钻孔施工，然后插入钢筋，最后应用水泥砂浆进行填充施工。连接钢筋的结构上需要设置钢筋网，然后通过焊接连接，混凝土喷射施工环节，防止发生严重的振动问题。如果衬砌结构损坏严重，此时需要设置2层钢筋网结构，并且确定喷射厚度为15cm，分成3层进行施工[6]。
5.3无压排水系统
因运行使用年限已久，该隧道的渗漏水的路径基本固定，都是从施工留下的接缝以及裂缝渗漏。研究放弃铺挂防水板的防水方法，决定采用无压排水系统进行排水，使地下水通过隧道原来的衬砌和补强层之间的通道路线向隧道两边的沟排放，最后顺着边沟流出隧道。针对偶尔面积较大的深水位置，可以采用钻水孔并防止花管的形式集中排水，孔的直径设定为50mm。另外，在隧道拱脚的墙底向上斜钻同等直径的集水孔，以便排除墙后的积水。在裂缝周边铺设排水半管并用水泥钉进行固定后，在排水半管表面涂抹厚环氧砂浆，这样可以避免喷射混凝土时遭到冲击。铺设的排水半管连接边墙铺设的纵向排水管，纵向排水管连通边沟，铺设的半管通过连通就会形成无压排水系统。
结束语
总而言之，衬砌施工作为隧道施工过程中的关键步骤，对隧道工程的整体建设质量起决定性作用。本文以此为出发点，结合隧道工程，对衬砌施工工艺进行具体分析，同时对施工中存在的技术难点进行深入探究，最终在此基础上提出相应的改善措施，以此加强对隧道施工建设质量的把控，为我国隧道建设的进一步发展奠定基础。
参考文献
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[2]王山霖，龚伦，王立川，沈暗明，唐天银.隧道衬砌强度沿厚度变化规律及模板台车设计理念探讨[J].路基工程，2018(06):140-144.
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[4]柳勇才.隧道病害检测技术分析[J].科学技术创新，2018(35):115-116.
[5]张延磊.桥梁隧道施工过程中常见的问题及解决对策[J].佳木斯职业学院学报，2018(12):489+491.
[6]张旭.连拱隧道衬砌背后空洞及衬砌厚度不足对结构安全性影响研究[D].北京交通大学，2018.