高速铁路隧道质量缺陷施工过程管控预防措施研究

高速铁路隧道质量缺陷施工过程管控预防措施研究

吴比伦

中铁隧道股份有限公司   河南郑州450000

摘要：在高速铁路投运前，工务段将介入施工过程排查隧道工程质量缺陷，要求施工单位提前做好缺陷整治消除。结合项目实例对高速铁路隧道质量缺陷成因展开调查，根据缺陷产生原因在工程施工过程中加强各道施工工序管控，能够有效预防混凝土空洞、裂缝等质量缺陷产生，减小铁路后期运营整治工程量，为同类工程建设提供参考。

关键词：高速铁路隧道；质量缺陷；管控预防

引言：伴随着高速铁路事业快速发展，大量铁路隧道投入建设运营，但后续逐渐暴露诸多质量缺陷，给铁路运营带来了较大安全隐患。考虑到铁路隧道一旦出现质量缺陷，将面临繁琐整治工序，存在施工成本高、工效低、安全风险高等问题，因此应加强隧道施工过程管控、研究预防措施，从而提升高速铁路隧道工程建设水平。

1.项目概况

郑万高铁湖北段建设后期，工务段介入敲击发现诸多隧道常见缺陷病害，此时隧道无砟轨道施工基本完毕，缺陷整治过程异常繁琐，材料运输困难，额外投入人力物力，增加整治成本。若在前期施工过程采取有效管控预防措施降低质量缺陷发生几率，便有效控制隧道工程整治成本，为项目如期开通和铁路安全运营提供保障。

2.高速铁路隧道常见质量缺陷

2.1空洞

导致混凝土空洞的原因有：一是混凝土本身灌注不饱满，拱顶存在空腔，由于实体检测拱部测线存在局限性和波动性，无法全覆盖检测，未能及时处理。二是浇筑不均匀，施工人员没有分层逐窗浇筑、充分振捣混凝土，则会导致局部空洞。三是混凝土灌注孔附近，混凝土浇筑完成后未将导管取出或封闭，直接冲洗灌注孔，导致灌注孔附近混凝土遇水离析形成松散体。四是原先衬砌混凝土本身存在脱空，提前采取注浆处理，但仍未注浆饱满。常需对缺陷部位进行拆换处理，钢筋混凝土采取拱部140°拆除，素混凝土采取整环拆除。

2.2露筋

隧道混凝土露筋分为非结构钢筋外露和结构钢筋外露。非结构主筋外露主要为槽道接地钢筋和箍筋外露。槽道钢筋外露主要与未设置保护层垫块有关，箍筋外露则与绑扎不牢固有关，后期在混凝土浇筑时箍筋掉落在台车上，造成混凝土表面露筋。结构钢筋大面积外露主要是由钢筋安装过程中保护层控制不到位导致的，其次是混凝土不连续浇筑、混凝土离析、振捣不到位等情况，均会影响表面密实度，处理表面缺陷后，有一定概率导致钢筋外露[1]。由于缺陷位置常位于拱部，若采取常规防锈措施，后期钢筋可能会锈蚀脱落，影响运营安全，若采取切割处理，会改变衬砌混凝土受力结构，因此若露筋面积较大，需采取拆换处理。

2.3裂纹

衬砌混凝土常见裂纹产生的原因有：一是混凝土养护不到位，未按要求进行洒水养护，在水泥水化热的作用下，导致混凝土表面开裂，或因结构自身受力原因，产生裂纹。二是衬砌台车脱模过早，混凝土未达到脱模强度，在混凝土自重作用下，拱部产生纵向贯通裂纹，此裂纹一般深度较大，需拆换处理。三是下组衬砌台车定位时，台车油缸顶升压力较大，且台车端头未采用软搭接，将搭接处混凝土压裂，导致上一组已施工衬砌产生闭合型裂纹，在素混凝土地段表现明显，需拆换处理。

2.4冷缝

混凝土结构面出现冷缝，与混凝土浇筑不连续、振捣不充分有关。外部表现是混凝土表面出现色差，中间出现不密实疑似线。需要工务通过钻芯验证疑似部位，如果判定是冷缝，需要进行拆换。

2.5渗水

在隧道拱腰附近，容易产生渗水问题。导致问题出现的主要原因是防水板施工质量不达标，次要原因是在混凝土衬砌施工期间，通过钻孔方式验证结构质量，未能合理控制钻孔深度，使得钻孔贯穿至防水板，导致基岩裂隙水从孔中渗出[2]。

2.6麻面、不密实

混凝土表面麻面、不密实主要成因有：一是混凝土浇筑过程中振捣不充分。二是混凝土进场后，擅自加水，改变配合比，导致骨料离析。三是衬砌模板台车打磨不及时，模板台车定位前，台车表面颗粒杂物未清理干净。若不密实位于拱部，且面积和深度较大，衍生成掉块，则需要采取拆换处理。

3.隧道质量缺陷施工过程管控预防措施

3.1空洞缺陷防控

在高速铁路隧道施工期间，为预防空洞产生，首先可利用新技术辅助判断拱顶混凝土是否浇筑饱满，如在拱部安装衬砌防脱空装置，根据指示灯颜色判断混凝土浇筑情况，不再完全依靠人工观察衬砌台车预留的观测孔来进行判断；其次是提高混凝土浇筑质量，加强现场管理及盯控，严格要求作业人员规范作业，分层逐窗交替浇筑各层，起拱线以下使用振捣棒充分振捣，拱部则采用附着式振捣器进行振捣，混凝土浇筑完成后不得直接冲洗灌注口，以免影响混凝土质量。针对未密实的衬砌位置，应从低到高间隔1.5m设置一处钻孔，在表面标识后通过注浆方式封填。在注浆区及周边1m范围内，做好表面污物清理后，使壁面保持平整，然后从四周向中间注浆持续注浆，保证注浆管端部平整，避免出现尖刺给防水板带来损伤[3]。

3.2露筋缺陷防控

对于非结构主筋外露，需在槽道接地钢筋与衬砌主筋接地钢筋下方加装保护层垫块，同时按照要求绑扎拱部箍筋，钢筋验收时加强检查。对于结构钢筋外露，一方面要严格控制保护层厚度，安装定位钢筋时标记好内外两层钢筋的安装位置，同时按照规范要求设置保护层垫块；另一方面要提高浇筑施工质量，确保浇筑均匀、振捣充分，以减少混凝土表面不密实的现象。

3.3裂纹缺陷防控

对不同原因所形成裂纹进行防控的措施迥乎不同，在施工过程中均需落实。

一是需要严格按照要求开展洒水养护工作，将水泥水化热给混凝土造成的影响降至最低，隧道内气温较高时需加强养护频率。二是台车脱模时间不易过早，尤其是进入冬期施工后，隧道内气温较低时需延长脱模时间，也可通过增加外加剂迅速提高混凝土强度，缩短脱模时间。三是将台车搭接部位改为软搭接，避免因人为操作失误导致衬砌端头出现裂纹缺陷。

3.4冷缝缺陷防控

防控冷缝缺陷的关键在于连续浇筑以及充分振捣混凝土。实际工作中，要注意以下几点：第一，浇筑前应先确认浇筑条件是否满足，如自建拌合站或商混站原材料是否充足、砼罐车数量是否满足浇筑需要、混凝土运输便道是否畅通等，确保衬砌混凝土能够持续浇筑。第二，浇筑过程需加强振捣，衬砌浇筑需分层逐窗交替浇筑各层，当一侧长时间未浇筑后，下次浇筑前应先进行振捣，避免因混凝土表面假凝而导致两次浇筑的混凝土之间出现冷缝。

3.5渗水缺陷防控

对于预防混凝土渗水：第一，在防水板施工环节，严格控制搭接质量并及时修补局部破损，避免积水通过搭接薄弱处或破损处流出。第二，在排水系统施工环节，提高盲管、排水管施工质量，安装管道时不得反坡安装，浇筑混凝土前包裹管口，避免混凝土堵塞管道，将防水板背后的积水引入隧道侧沟。第三，在衬砌钻孔验证环节，视情况调整钻孔深度，保证防水板完好。

3.6麻面、不密实防控

一要加强振捣，混凝土浇筑过程中通过振捣棒、附着式振捣器充分振捣。二要控制混凝土质量，若混凝土出站时间过长无法满足施工需要，需退回拌合站或在试验员指导下进行处理，严禁私自加水改变配合比，造成骨料离析。三要清理台车模板，每版衬砌施工结束后及时打磨台车模板，在台车定位前确保台车表面颗粒杂物清理干净、脱模油涂刷完成。

结论：综上，通过对工务段后期介入发现的问题进行汇总，对高速铁路隧道工程常见的质量缺陷进行分析，总结空洞、裂纹、露筋等各种缺陷成因，若在衬砌结构施工期间采取有效管控预防措施，指导人员规范完成防排水施工、钢筋绑扎、槽道安装及混凝土浇筑作业，可有效降低各类缺陷产生频率，使工程质量管控工作化被动为主动，降低成本的同时，完成隧道工程高质量建设，从而推动工程可持续发展。

参考文献：

[1]张开元.浅谈高速铁路隧道衬砌质量缺陷成因分析及防治[J].工程与建设,2023,37(01):279-281+318.

[2]邓剑平.高速铁路隧道衬砌质量缺陷整治及预防措施研究[J].冶金管理,2023(01):72-73+89.

[3]黄松.高速铁路隧道工程质量缺陷与整治技术探讨[J].工程机械与维修,2022(03):72-75.