隧洞施工中存在的质量通病及防治措施

YAN JIU

Sui dong shi gong zhong cun zai de zhi liang tong bing ji fang zhi cuo shi

隧洞施工中存在的质量通病26

及防治措施

莫勤贤 干良云

隧洞施工中，经常发生一些质量通病，这些质量通病在施工中只能进行防治不能根除，本文从质量通病的产生原因和防治措施方面谈一下自己的体会。

一、洞口工程1.存在的通病

（1）地表积水下渗、边仰坡坡面冲刷

表现及典型特征：雨水冲刷形成天然水道及局部深陷、坍塌。主要产生原因：没有及时修筑洞顶截水天沟，致使大面积汇水涌入洞口，造成严重冲刷；边仰坡防护封闭不及时。

（2）洞口边、仰坡不稳

表现及典型特征：洞口边仰坡坡面坍塌。主要产生原因：隧道洞口地质较差，边坡未按设计坡率开挖，支护不及时，洞口开挖时大挖深挖，坡面有渗流水等。

（3）护拱裂缝及变形

表现及典型特征：护拱砼中部出现不规则裂缝，内轮廓不圆顺。主要产生原因：养护不及时、模板及支撑变形、工作垫层下沉。

（4）管棚施作不到位

表现及典型特征：窜孔，钢管下垂到洞身开挖线内，管节安装不到位，注浆不饱满。主要产生原因：钻孔角度偏差，上仰角度不足，相邻接头同处一截面，塌孔，未预留出气孔，注浆压力不足。

2.防治措施

（1）修筑洞顶截水沟，引至天然沟渠，从而减小汇水面积，降低雨水对边仰坡坡面冲刷；减少对天然坡面的破坏，及时封闭边仰坡；砌筑时先施工C20铺底并振捣密实，后砌筑片石水沟，以防沟内水渗入沟底弱化洞顶地质结构；当边仰坡原地貌有明显的凹型冲沟时，应先用浆砌片石填充冲沟再施作边坡防护。

（2）洞口边、仰坡开挖不得采用大爆破；边、仰坡以上的山坡危石应全部清除、不留后患，加强对洞口周边地质观察及位移监控等。

（3）护拱模板采用5cm厚方木板，板间连接采用加

背支撑方式进行加固（18~22工字钢拱架，模板背撑还应与护拱内工字钢用φ22钢筋挂钩焊接连接加固），背撑间钢架用φ22连接筋连接牢固。φ108钢管做为支撑，底部用厚1cm 30cm*30cm（长*宽）铁板或厚2cm 30cm*30cm（长*宽）硬模板为支垫，管顶或管底如有空隙应用楔形块塞紧固定。当支撑底部支撑为风化岩或基岩时，可直接作为工作垫层使用；当底部支撑为土层时，应换填50cm厚清宕渣并压实作为工作垫层使用。砼浇筑完成后，应及时按要求进行砼养生，采用无纺布严密覆盖，并使之保持湿润。

二、爆破开挖1.存在的通病

在IV、V类围岩洞口管棚底部的上导洞开挖过程中未按设计要求控制隧道进尺，违反相关规范的要求，造成安全隐患。因隧道进尺加深，增加了相应的用药量，增加单段爆破震动波，造成围岩扰动和管棚底的围岩坍塌情况。周边眼开挖时间距过大，加上风钻工水准不一，开钻随意性造成周边眼部分超挖量增大，影响了隧道的自承能力。在IV、V类围岩爆破后，周边眼部位的残眼率过低，光面爆破效果不佳，对围岩扰动过大，易造成围岩失稳塌方。

2.防治措施

（1）组织开挖班组学习经评估并评审通过的《隧道爆破设计方案》中的各项爆破参数，并结合隧道开挖掌子面所呈现的围岩情况（如：围岩强度、节理发育情况、裂隙走向等），进行分析调整相应的爆破参数。

（2）周边眼布孔用测量仪器进行精准放样，并在开挖掌子面后已完成的初期支护面上对隧道掘进方向进行标记，便于周边眼施钻时进行目测定向起引导作用。

（3）钻孔：炮眼钻孔时，一般掏槽眼钻孔深度（按隧道纵向掘进进尺深度）要大于辅助眼30cm，辅助眼要大于周边眼20cm，达到开挖切面整齐，便于下道工序是施工，且周边眼最小抵抗线控制在设计范围内。

（4）装药量：根据爆破设计方案设计的装药量，并结合隧道开挖掌子面所呈现的围岩情况（如：围岩强度、节理发育情况、裂隙走向等），确定合理的装药量。（5）装药：周边眼装药建议采用Φ32mm厚2mm的PVC管切割成两根半圆管，将乳化作成5cm和10cm细分药包，按20～30cm间距间隔装药在PVC管内，另外在周边眼抵抗线外侧，加装一根半圆管，形成一道空气垫层，以提高炸药起爆时对软弱围岩的缓冲作用。（6）炮孔装药完成后，必须用炮泥进行堵塞，其作用主要起到孔眼内炸药在起爆过程中的聚能效果，特别是在III级及以上围岩爆破过程中，因围岩自身强度高，且围岩整体性好，节理、裂隙不够发育，若未进行堵塞，起爆时很容易产生冲孔，并导致该孔眼爆破失败，从而影响本次爆破效果。三、锚杆施工1.存在的通病（1）锚杆入岩深度未达到设计要求钻孔前未对钻杆长度进行测量，作业人员随意性太强，因钻杆长度不足导致孔深未能达到设计要求；钻孔完成后，锚杆安装前，没有仔细清孔，孔内还有细小石子，导致最终锚杆无法插入。软弱围岩地段（如土质）成孔困难，导致锚杆无法安装。（2）孔位偏差较大锚杆未按设计要求施工。孔位未进行精确放样，作业人员随意钻孔；施工过程中作业人员偷工，为贪图省力，钻孔方向及角度不垂直于岩面；注浆时，浆液配合比控制较差；中空锚杆安装时，止浆塞安装不到位、锚杆垫板与螺帽安装未拧紧，导致止浆塞与锚杆垫板存在空隙，造成注浆压力不足和漏浆（特别是拱顶锚杆），最终造成锚杆拉拔力未达到设计要求。2.防治措施在锚杆施工过程中，首要工作是必须要做到排险干净，防治开钻时发生掉石现象，在IV、V类围岩节理相当发育、裸露岩层裂隙密布时，要采用先喷5-10cm喷砼，待凝固后再开始锚杆施工。锚杆长度严格按设计要求，钻孔时钻杆长度应大于锚杆长度。布孔时，因围岩起伏较大，严禁目测定位，必须采用仪器与钢卷尺精确定位。考虑在钻爆作业平台上施作锚杆存在困难，可采用短气腿（垂直锚杆机）凿岩机配合向上式气腿凿岩机施工锚杆。中空锚杆注浆，浆液必须按设计要求进行配置，止浆塞、锚杆垫板、螺栓必须安装到位，对空隙进行堵塞。四、小导管施工1.存在的通病当采用超前小导管进行支护时，存在的施工缺陷。小导管钻孔时，未按开挖轮廓线角度、间距、排距进行施工；小导管安装后端部未同钢拱架焊接或者没有达到设计要求搭接长度；凿岩机钻孔采用直径50~55mm钻头进行作业，常用小导管直径为42mm，在小导管安装作业时，没有做好堵塞工作，存在漏浆的现象。建设管理2.防治措施布眼、钻孔的倾角、间距按设计要求用仪器测定；小导管与孔眼直径相差0.8cm~1.3cm的空隙要做好封堵，防止注浆时漏浆。小导管安装完成后，孔口位置要做好封头。五、喷射混凝土施工1.存在的通病喷射前未设置喷层厚度标识桩，在喷射作业时未进行分层或分次喷射，导致喷层厚度不均匀，喷射混凝土厚度仅覆盖岩石表面，开挖面岩石棱角清晰可见，钢筋裸露。喷射混凝土作业时，喷头离受喷距离过远，喷射角度掌握不好，造成细碎石回弹大，导致受喷面抗强度未达到设计要求。渗水岩面未作引水处理，导致受喷面发生坍塌现象。2.防治措施开挖岩面钻眼爆破按照周边光面爆破要求进行，爆破后存在棱角面处理，用钻眼补放炮或用挖机凿除。在受喷面进行喷射作业前，宜用高压水喷洗工作面，减少受喷面因粉尘较多而造成的喷砼粘结力不足等现象；喷砼作业时，喷头离受喷面距离宜控制在80cm~120cm之间，角度宜控制在60°~80°之间，以达到最佳喷射效果；喷射作业时应分层次从下而上沿螺旋轨迹施喷，一次喷砼厚度尽量控制在10cm以内；在喷砼作业前，应先找平岩面凹处，再进行分层次喷射作业。渗水岩面的处理，用手持电钻钻孔放入塑料软管，长度同喷砼的厚度一致，电钻孔口用水泥堵漏王封口，渗水位置从软管引水后从外围向渗水面局部内移，有必要时加设钢筋网片。速凝剂的参量参照施工配合比用量，在施工时控制好每一次加入的量，最好用量称固定的容器进行添加。六、小面积坍塌掉块现象防治措施在隧洞开挖过程中，因地质原因节理水平层发育强分带造成小面积塌方，塌方形态不一，根据不同形态采用不同方法进行处理，建议采取以下几点措施：（1）在发生塌方事故后，首先要考虑人身安全，防止发生二次伤害，尤其是在开挖过程中发生倒漏斗型塌方事故时，要考虑台车及作业人员的撤离距离和退避的位置，确保人和机械作业台车等安全撤离路线不受堵塞。 （2）排除险情后，采用塑钢纤维喷砼从下而上进行喷射作业，喷砼厚度为10cm，待初凝完成后再进行二次处理，在经设计和业主同意后，可采取以下几种措施进行支护：采用锚杆挂网喷砼；采用14cm~16cm工字钢根据塌方形态进行对称焊接；分层或多层喷射塑料钢纤维混凝土；（3）超挖面多棱角小掉块喷锚时，分层次进行喷射作业，达到设计要求为止，否则会影响下道工序防水层的架设，对二衬时造成防水层拉裂渗水。七、钢筋格栅与钢筋拱架1.存在的通病27JIAN SHE

YAN JIU

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拱架安装后承受围岩变形压力以及初喷砼重量，实测收敛变形超过允许值或拱顶存在下沉周边外移等情况。局部开挖超挖过大，开挖断面不规则，拱架无法与围岩紧贴，造成填充量增大，增加了钢拱架的荷载。现场放样不精准，加工钢拱架作业时弧度调整不规范，安放钢拱架不仔细。开挖完成后，竖立钢拱架作业时，拱底面未清理干净或者将钢拱架竖立在松软土石上。

2.防治措施

（1）制作格栅或钢拱架按施工图设计放样，每节段焊完后，用多层板大样来检查是否制作变形，严格掌握每节段工字钢拼接切面角度。

（2）局部超挖或塌方位置，采用分层加钢筋网片进行初喷，条件允许科采用塑钢纤维喷砼进行作业，保证基本填平局部超挖和塌方部位，最后进行钢拱架的架设作业，使钢拱架贴近受喷面，减少钢拱架架设后承受的荷载。

（3）安装每榀钢拱架时，要用仪器进行测准放样，必须与洞轴线保持正角，与隧洞纵坡保持水平位置，测量放线后要带线施工。

（4）上台阶开挖后要及时对断面进行排险作业，加设钢拱架时，认真清理拱脚浮渣，使工字钢落在基岩上。若IV、V类围岩上台阶开挖后裸露围岩节理相当发育，围岩有泥土、滴水比较破碎，可采用先喷后锚法，在喷射作业时，建议采用喷射塑钢纤维砼以增加强度，待混凝土终凝达到强度后，开始锚杆钻孔施工。

（5）钢拱架之间的纵向连接筋，按设计要求的间距、长度进行布置，连接筋布置在工字钢背面或平面位置，焊接时采用双面焊作业，使每榀工字钢形成整体连接承载作用。

八、洞身衬砌及防排水工程1.存在的通病（1）模板台车制作

表现及典型特征：前后板接茬处错台较大；浇筑衬砌后，模板变形严重。主要产生原因：加工精度不足；结构或材质不足。

（2）衬砌厚度不足

表现及典型特征：衬砌断面厚度小于设计。主要产生原因：由于开挖初支施工控制不严，导致衬砌厚度不足，影响结构安全；防水板铺设未考虑松铺率，导致浇筑混凝土后过紧，呈扯拉状导致防水板后形成空洞，而衬砌厚度不足。

（3）衬砌背后（拱顶）空洞

表现及典型特征：衬砌混凝土拱部与初支面脱空，留有空洞。主要产生原因：泵送混凝土压力不足，或者泵送时间较长先前泵送混凝土已初凝，无法继续泵送。

（4）衬砌混凝土裂缝

表现及典型特征：衬砌混凝土表面横向或纵向裂纹。主要产生原因：二衬施工时围岩未处于稳定状态；混凝土的原材料及水灰比不合格；基底处理处理不好，有虚渣致

使衬砌下沉；混凝土养护不及时，养护时间不足；拆模过早引起混凝土开裂等。

（5）衬砌钢筋

表现及典型特征：钢筋间距过大、尺寸不标准、露筋、焊接不饱满，防水板破损。

（6）混凝土浇筑质量差

表现及典型特征：蜂窝麻面、翻砂较严重、施工缝明显。主要产生原因：砼水灰比过大、振捣不密实、砼供应不连续等。

（7）二次衬砌渗漏水

表现及典型特征：施工缝处漏水或衬砌面渗水。2.防治措施

（1）台车模板表面应平整、光洁，前后幅的轮廓线（弧形）应一致，台车施工定位时应避免模板与已浇衬砌接茬出现空隙，造成错台现象。台车必须足够的强度、刚度和稳定性，并应具有操作简单、使用方便和自行行走的功能。

（2）端头封板拼接要严密无空隙，易于固定拆卸；模板安装牢固，加支撑，并应控制混凝土浇筑速度。

（3）断面开挖时应控制欠挖；开挖轮廓预留变形量应符合设计及规范要求。严格控制拱架定位偏差，控制初支保护层过厚造成的衬砌厚度不足。

（4）衬砌背后与初支产生脱空现象，特别在拱顶部位较易发生。铺设防水板前要对初支找平，防水板与初支要密贴，铺设防水材料必须由顶部逐步向墙脚进行，增加固定锚固的点位，并预留出一定的富裕量，避免混凝土由墙脚自下而上灌注时受防水材料使拱顶形成空洞。

（5）衬砌混凝土施工应当在围岩处于稳定时进行；加强原材料、混凝土的配合比和坍落度的控制，拆模时间不宜过早（脱模一般控制>16小时左右），及时并充分养护；沟槽及铺底施工时，应清至基岩面防止因沉降而产生开裂。

（6）加强原材料质量控制，确保良好的集料级配，严格混凝土组成设计，特别要控制使用外掺剂；对水泥的技术性能加大频率检验，严格控制混凝土的拌合，使用可以自动计量且可以逐盘打印级配数据的拌合设备，严格按标准控制施工级配及砼的坍落度。

（7）应按设计要求，做好各项防排水措施；对复合衬砌，在防水层铺设前，应先割除初期支护表面外露的锚杆头、钢筑头等坚硬物，凹凸不平处需补喷，抹平；当防水层存在漏焊、假焊或烤焦、焊穿现象时应及时进行处理；二衬砼水平和环向施工缝应按设计要求设置止水条或止水带；二衬砼应振捣密实。

九、结语

隧洞施工的质量与施工中的每一个环节都相关，要想保证隧洞的施工质量就得从多方面考虑，以上为本人在工作中总结出的一些经验，供行内人士一起探讨和学习。

（作者单位：台州市交通工程试验检测中心股份有限公司）