陈旭
中国葛洲坝集团建设工程有限公司 云南省昆明市 650000
摘要：隧道复合式衬砌结构基本遵循新奥法设计理念，达到衬砌结构、初支体系及围岩共同承载。但施工过程中，二衬拱顶出现不同程度的空洞现象，这种现象往往非人为原因，主要由施工工艺本身及施工过程中预判程度不足造成的。若衬砌背后出现脱空现象，将削弱其支护强度，改变衬砌结构受力形式，造成应力集中，使衬砌局部受力加大，对工程造成极大的安全隐患。为克服隧道二衬拱顶脱空问题，在隧道工程发展过程中，开展了许多相关的设计施工措施，但隧道二衬拱顶脱空现象仍无法从根本上杜绝。因此，通过提升切实可行的工程对策，预防隧道二衬拱顶脱空现象的发生，对提高隧道工程施工质量具有重要意义。
关键词：隧道二衬；混凝土浇筑；质量控制；分析
引言
二次衬砌空洞是高速铁路建设中较为棘手的问题，会破坏隧道的稳定性。在隧道工程施工中，工作人员应明确二衬背后空洞的成因，结合现场施工条件及现有技术水平制定完善的处理方案，准备材料、设备等物资，由专员施工，有效解决问题，保证二次衬砌乃至隧道整体的稳定性与安全性。
1二次衬砌的作用
⑴二次衬砌作为隧道工程中重要的结构部分，有着永久稳定、安全、美观等作用，并且是作为安全储备的一种工程措施。⑵虽然依据新奥法原理施工的隧道在初期支护后结构基本稳定，但在一般的地段初期支护很难保证围岩长期稳定，需要二次衬砌加强围岩变形支撑。⑶对于富水地段，初期支护不能完全将水封闭，需要二次衬砌对岩层中的水引排，保证隧道不渗不漏。⑷在如地震、山体出现偏压及过大的压力水等破坏力很强的自然灾害时，隧道初期支护不能完全保证围岩稳定，这就需要二次衬砌以加强山体变化的支撑稳定。⑸二次衬砌位于隧道行车空间的最外侧，直接承受高速列车的风动压力，其存在的问题也成为了影响运营安全的重点防控对象。
2防治措施
2.1二衬混凝土浇筑前洞内准备工作
混凝土浇筑前，检查并拆除基础区域。土壤表面测试的主题是土壤表面测量。全站仪用于逐点测量铸件截面的基底面积。当测量完毕后，绘制出隧道断面图，并与施工部位进行对比，以确定二次涂覆厚度是否满足施工要求。就下面两层的厚度而言没有问题。其次，检验基座区域的高度，基座表面有无尖锐物，为下一步挂防水板做准备。移动环形和纵向排水线，土工布和防水布的铺设和悬挂。根据质量要求，控制接缝，防止漏水，采用焊接工艺及防水板涂层。根据设计图纸，隧道四、五类围岩的外衣二次脱模应按尺寸组合。第二脱衣的长度、层距应符合设计要求，尤其是第二脱衣保护层的厚度应符合设计要求。在需要的时候，应该对位置上的钢筋保护层采取保护措施，防止焊接时烧伤。以上三点自检合格后，报现场监理工程师验收，按计量技术交底要求移动、伸出、升起第二台进料小车，要求工人在路面板上安装隔声罩、止水片、加强螺钉、注塑油，安装输送软管，检查输送泵的运行情况。技术负责人确认上述准备工作已完成后，向现场监理工程师申请二衬混凝土浇筑使用，并填写《混凝土现场后监测表》批准浇筑。
2.2混凝土外观质量差、强度不足防治措施
⑴传统的下料、浇筑方法传统的下料方法是从一个窗口下料、振捣，该下料方式中，台车两侧各设置一个入料口，混凝土浇筑至入料口时改接为台车冲顶泵管处进行冲顶。该入料方法施工方便，减少了人工移泵管和溜槽次数，浇筑速度较快。但是由于布料不均匀，会造成混凝土以“人”字型堆积，形成“人”字坡，振捣棒振捣效果极差。另外由于混凝土中粗细骨料和水泥浆分离，极易造成大面积蜂窝麻面和强度不足现象。该入料方法提出时即给予否定，在标段没有使用。⑵逐窗入料方法此为目前大多数工程采用的施工工艺，如图1所示。在台车两侧各留置3排入料窗口和三级操作平台，每排操作平台又分三个入料窗口（1#窗口、2#窗口和3#窗口）。混凝土自泵车泵至砼分流槽，然后经溜槽溜至一级下料窗口，浇筑至一级操作平台时关闭此排入料窗口，改至二级操作平台入料，如此直至关闭三级操作平台窗口，入料过程中使用插入式振捣棒振捣为主，以附着式振捣器为辅，然后将混凝土泵管接至冲顶泵管进行冲顶，冲顶时以附着式振捣器为主。
2.3改进台车行走方式。
二衬拱顶防脱空的前提是模板台车加固牢固，不出现下沉。传统台车大部分采用方木支垫轨道式行走方式，这种台车行走方式易出现方木腐烂加固不到位，造成二衬混凝土在浇筑过程中及过程后台车下沉，造成拱部出现空洞，而在下沉幅度很小的情况下不易察觉，整改隐患发生概率极大。基于此，改进隧道台车在常规方木支垫轨道式行走方式，通过液压自行走方式对台车定位加固，达到刚性支撑的目的,且实现全自动行走，提高施工效率。
2.4二衬混凝土振捣工艺
根据振捣机的配置原理，二衬混凝土采用边墙内置式振捣器，弧形连接式振捣器振捣。二衬进料侧墙的混凝土冻结由固定人员、固定地点和区域进行。车辆左右两侧各有两个8m长的内置柔性波振捣器，必须完成侧壁罩的所有振动点。起点应均匀布置。振动器应垂直使用并拆除。振动应按顺序逐点移动。活动范围一般为40cm~50cm。严禁将振捣器放入混凝土中，然后将混凝土从前向后浇筑，否则会产生拉应力。混凝土在上层振捣，必须插入下层15cm~20cm，使两层混凝土紧密相连。振捣时应避免漏振和过振，振捣时不应影响放大和切换。平板振捣器振捣时，应采用振捣器逐层振捣混凝土。在振捣器上浇筑1m混凝土时，应启动全系列高频振捣器，同时振捣15s，拆除后一般水平面良好，继续浇筑，外观质量不合格，继续施工，进一步完善现场工艺，确保混凝土的总平整度和表面符合设计和规范要求。
3隧道二衬混凝土浇筑质量控制措施
3.1应用质量较高以及标准高的混凝土材料
一般在隧道施工过程中，所应用到的水泥性能还需要在最大程度上满足相关企业的要求，当然还需要选择使用水化低以及泌水性小的水泥材料。由此要使用用料标准的验收方法要求，然后还要求石子的最大粒径不可以大于4公分，其吸水率不可以大于百分之二十左右。还需要注意的是，在用水的时候需要选择自来水，还需要对外加剂的含量进行确定，最后要使用高效减水剂进行操作。
3.2提高混凝土和易性措施
在对此隧道进行浇筑过程中，需要运用诸如缓凝、抗裂等性能的混凝土材料。为了防止发生因衬砌结构发生裂缝问题，要采取强度为C25材料。在符合项目施工要求的前提下，可采取就地取材的方式。立足于项目施工中出现的高地温问题和浇筑过程中突发的水化热效应，要采取粉煤灰等量替代水泥的配比方法，防止发生水化热的问题，减少墙体裂缝的发生率。按照项目运输所耗费时间，在此次项目施工中运用了电瓶车牵引梭式矿车进行作业。作业的环节中，在隧洞外对混凝土进行搅拌，并且在仓面安装了拌和机，方便进行加水拌和。侧墙和顶拱所消耗的土方量为24m3，而梭车能够最大承载的土方量仅仅为14m3。如果运用单车进行运输，对车辆的调配提出了挑战，容易延误项目施工工效，因此在项目施工过程中，需要采取多车交替作业形式，前一辆车完成混凝土的管装以后，另外一辆梭车则需要做好提前准备。这样不仅能提高隧道混凝土浇筑效率，充分确保混凝土能够连续性浇筑，防止出现因浇筑中断而导致冷缝问题，而且还能保证混凝土浇筑的和易性，提高混凝土浇筑的强度。小断面长隧洞受到施工温度影响较大，采取洞外搅拌工艺，可大大提高混凝土的浇筑质量。
结束语
二次衬砌混凝土的质量是隧道安全的重要保证，特别是通车后的运营安全。而质量问题一旦形成后期整治非常困难，因此要在施工过程入手，从根本上杜绝质量问题的出现。本文结合项目施工实际情况总结了施工经验，希望能给隧道二衬混凝土施工质量控制提供借鉴，从而达到提升施工质量和项目效益的目的。
参考文献
[1]吕潇.隧道二衬混凝土开裂的施工因素分析及措施[J].四川建材,2020,46(08):81-82.
[2]谢云扬.隧道二衬质量问题成因分析及预防措施[J].铁道建筑技术,2019(04):95-98.
[3]刘爱华.山城河水库隧洞二衬混凝土浇筑冬季施工质量控制[J].农业科技与信息,2019(01):112-113.
[4]陈叶强.隧道二衬混凝土裂缝成因分析及防治措施[J].福建交通科技,2018(04):121-123.
[5]张旭.复杂地质隧道二衬质量控制技术[J].长春工程学院学报(自然科学版),2018,19(01):17-20.