铁路隧道混凝土施工质量控制

铁路隧道混凝土施工质量控制

张辉

张辉

（西安铁一院工程咨询监理有限责任公司陕西西安710065）

摘要：随着国家交通基础建设投资力度的加大，隧道工程建设呈现较大增长趋势,隧道混凝土施工作为重要工序，对隧道质量起关键性作用。本文从隧道混凝土的概述入手，介绍了混凝土施工中的质量控制及加强养护的措施，以供同行参考。

关键词：隧道；混凝土；施工质量；控制

1.工程概况

某隧道起迄里程为DK1099+908～DK1107+537，全长7.63km，为单洞双线隧道。本隧道按速度目标350km/h客运专线双线隧道设计。

某隧道出口段全长4037m,隧道穿越普家屯—哈螃沟、百石凹、大沙地—黄泥沟、大刀地断层。特别是普家屯—哈螃沟，此断层为区域型断层，宽度大于95km,最大涌水量28382m3/d，岩性以断层角砾为主、部分碎裂岩。隧道出口段主要地质为〈69-3〉W3强风化泥岩、页岩，穿越一大刀地断层，该断层为一次级断裂带，长约84km，断层附近两盘地层产状多紊乱，岩性以断层角砾、碎裂岩为主，走向与隧道轴线（里程：DK1107+360）呈大角度相交，交角60度，比较有利于隧道穿越。

2.隧道混凝土概述

2.1喷射混凝土

喷射混凝土施工方法与传统混凝土施工方法有很大的不同，它主要凭借高速喷射机械把混凝土喷射到围岩上，且喷射混凝土会在相当短的时间内凝结硬化，以达到支护围岩的目的，它不需要架模与振捣等流程。整个新奥法施工的主要工序就是喷射混凝土支护，同时它也是复合式衬砌的第一道防水屏障，其施工质量好坏对整个隧道施工安全和质量都具有重要的意义。在隧道开挖后，喷射混凝土作为围岩的主要支护构件，在保证围岩稳定性方面发挥了极大的作用，从而为隧道正常施工创造安全的作业环境。

2.2浇筑混凝土

浇筑混凝土分为仰拱初支混凝土浇筑、仰拱混凝土浇筑、仰拱填充混凝土浇筑及二衬混凝土浇筑。隧底开挖至标高线后进行仰拱初支混凝土浇筑，浇筑完成后待混凝土强度满足要求后，进行仰拱钢筋绑扎及仰拱混凝土浇筑，之后进行仰拱填充混凝土浇筑。在施做二衬混凝土前清除初支表面钢筋头等，以防止刺破防水板，再进行二衬钢筋绑扎后，进行二衬混凝土浇筑。二衬台车由两部分构成，一是搭设及焊接钢筋台车，另一个是浇筑台车。浇筑前应先搭设模板，混凝土模板中会有约50mm*50mm的浇筑仓口。开挖后的衬砌，仰拱和仰拱二衬的浇筑模板是分开的，所以可以看到类似弧形的情况。

3.喷射混凝土施工中的质量控制

首先水泥要具备强度高、抗渗性与耐久性好的，这是为了保障喷射混凝土的凝固时间和速凝剂有较好的相溶性，要优先使用42.5号以上的一般硅酸盐水泥，其次是矿渣硅酸盐水泥与火山灰质硅酸盐水泥；在地质条件繁杂的隧道中要使用早强水泥；应用之前要做强度检验实验，对于水泥的存放禁止受潮与结块，也不能把不一样规格、厂家的水泥混合使用。为了降低用水量，回弹率和粉尘率也降低了，使喷射混凝士早凝早强，必须使用外加剂，主要是速凝剂，其性能一定要满足设计质量需要，并对人体伤害性很小。

想要喷射混凝士速凝，那就要在在喷射混凝土中添加速凝剂，这样来把回弹量减少，推进早强，所以，喷射混凝土速凝剂的加入要平均，2％～4％是通常速凝剂最佳掺量的水泥重量，实践运用时拱部能用2％～4％，边墙能用2％，喷射混凝土加入太多的掺量反而不好，这是由于速凝剂尽管加速了喷射混凝土的凝结速度但也制止了水在水泥中的平均扩散，让局部水包裹在已凝结的水泥中，硬化后变成气孔，还有一部分水泥由于得不到足够的水分实施水化反应而收缩，从而出现裂纹。我们知道初期支护是与围岩一起的作用控制围岩变形的释放，是确保下道工序施工安全与隧道构造固定的重要的受力者，当喷射混凝土发生裂缝时，原则上要及时实施补喷与针对详细的开裂因素使用其它补强办法，以控制围岩变形在适度范畴，而不是任其释放。在有钢拱架作为初期支护的状况下，时常发生钢拱架处喷层厚，两钢拱架间喷层薄，变成纵向波浪型。这种状况将会出现下面结果：①在围岩变形较大或局部存在松动围岩时，也许因为喷层厚度不足，喷层产生裂缝甚至掉块是由于不能提供充足抗力而造成；②把铺设防水板完成后浇筑二次衬砌混凝土时，防水板容易被挤破，也许在初期支护与二次衬砌间变成空洞区。

4.浇筑混泥土施工中的质量控制

4.1混凝土拌制前，要测定砂石含水率并依据测试结果调整材料用量，提出施工配合比。

拌制混凝土拌合物时，水泥质量偏差不能超过±1%，集料质量偏差不能超过±2%，水及外加剂质量偏差不能超过±1%。

4.2泵送混凝土前要使用按设计配合比拌制的水泥浆或依骨料减半配制的混凝土润滑管道。

4.3混凝土要使用混凝土搅拌输送车运输，保证在运送经过中不出现离析、撤落和混入杂物。

4.4砼从下到上分层、左右交替、从两侧向拱顶对称灌注。每层灌筑高度、次序、方向要依据搅拌能力、运输间距、灌筑速度、洞内气温与振捣等原因确定。为避免浇注时两侧侧压力偏差太大导致台车移位，两侧砼灌注面高差要控制在50cm以内，同时要适当控制砼浇注速度。

4.5浇筑混凝土要尽可能直接入仓，砼输送管端部要设接软管控制管口和浇筑面的垂距，砼不能直冲防水板板面流至浇筑部位，垂距要控制在1.2m以内，以免砼离析。混凝土自模板窗口，从下向上，对称分层，先墙后拱灌筑，倾落自由高度不超过2.0m。

4.6施工经过中，要不断运转输送泵，不断灌筑泵送，宜防止停歇导致“冷缝”。像因故中断，其中断时间要小于前层混凝土的初凝时间或能重塑时间，当超过许可时间时，要依施工缝处理，要在初凝之前把接缝处的混凝土振实，并让缝面具有适当、平均稳定的坡度。

4.7当砼浇至工作窗下50cm，关闭作业窗之前，要把窗口四周的砼浆液残渣和其它杂物整理清洁，涂抹脱模剂，把它关紧，避免窗口位置砼表面产生凹凸不平的补丁甚至漏浆情况。

4.8混凝土的入模温度，在冬季施工时不要低于5℃，夏季施工时不要应高于32℃。

4.9混凝土要使用振动器振捣密实，并要使取确实牢靠的办法保证混凝土密实。振捣时，不能让模板、钢筋、防排水设施、预埋件等移位。

4.10拱部混凝土衬砌浇筑时，要在拱顶预留注浆孔，注浆孔距离要不大于3m，且每模板台车区域内的预留孔要不少于4个。拱顶注浆填充，宜在衬砌混凝土强度达到100%后进行，注入砂浆的强度等级要满足设计需要，注浆压力要控制在0.1MPa以内。

5.混凝土的养护

5.1混凝土早期性能发展建立一个适当的环境是混凝土养护的目的，把混凝土体积变形的不相同性减少，加大混凝土阻挡开裂破坏的能力。

5.2根据铁标和现场施工组织要求，强度达到8MPa时衬砌混凝土才可以拆模，拆模之后要实时保湿养护。养护时间要在混凝土浇筑结束后4h内实施包围、至少14d的洒水养护。

6.结语

混凝土在隧道工程中应用比较广泛，其施工质量的好坏直接影响到结构耐久性、防护、受力，为了促进我国隧道建设的顺利进行，推动我国建筑事业的健康发展。我们必须通过各种措施强化质量意识、加强质量管理、制定操作规程，使混凝土在隧道防护中发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1]杨超.关于隧道工程喷射混凝土施工的探讨[J].中国高新技术企业，2009

[2]王琪.喷射混凝土配合比设计及其质量控制[J].北方交通.2010(02):47-48