作者：戴亚平 薛向龙
来源：《中国科技博览》2013年第12期
[摘 要]目前我国大批待建公路、铁路路线上多数都要穿越多座山岭，隧道施工是不二的选择，几乎每个项目都有或多或少、或长或短的隧道项目。而隧道施工中二衬施工是不可或缺的一项。在此我把我多年来在从事隧道施工中经历的、看到的和学习到的一些关于二衬混凝土施工常见问题和防治措施总结出来，供大家参考。
[关键词]隧道；二衬混凝土；防治
中图分类号：U451+.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0027-01
1.二衬混凝土常见问题：裂缝
1.1 现象
隧道衬砌混凝土表面开裂。按形成原因不同裂缝类型主要分为四种：温度裂缝、干缩裂缝、施工缝、荷载变形裂缝。
1.2 产生的原因
（1）温度裂缝：水泥水化过程中产生大量的热量，在混凝土内部和表面间形成温度梯度而产生应力，当温度应力超过混凝土内外的约束力时，就会产生温度裂缝。裂缝宽度冬季较宽，夏季较窄。（2）干缩裂缝：混凝土在硬化过程中水分逐渐蒸发散失，使水泥石中的凝结胶体干燥收缩产生变形，由于受到围岩和模板的约束，变形产生应力，当应力值超过混凝土的抗拉强度时，就会出现干缩裂缝。干缩裂缝多为表面性的，走向没有规律。（3）施工缝：施工过程中由于停电、机械故障等原因迫使混凝土浇筑中断时间超过混凝土的初凝时间，继续浇筑混凝土时，原有的混凝土表面没有进 行凿毛处理，或者凿毛后没有用水冲洗干净，也没有铺水泥砂浆垫层，就在原混凝土表面浇筑混凝土，致使新旧混凝土接茬间出现裂缝。（4）荷载变形裂缝：仰拱和边墙基础的虚碴未清理干净，混凝土浇筑后，基底产生不均匀沉降；模板台车或堵头板没有固定牢固，以及过早脱模，或脱模时混凝土受到较大的外力撞击等都容易产生变形裂缝。此类裂缝在隧道衬砌混凝土病害中占有的比例逐年增大，已经引起了广大工程技术人员的重视。
1.3 防治措施
（1）选用合适的外加剂掺加适量的膨胀剂可以补偿混凝土的收缩，增加密实度，提高混凝土防渗抗裂能力。适量的高效减水剂能够有效减少拌合用水，降低水化热，延缓水化热释放速度，从而减少温度裂缝。（2）水灰比越大，混凝土的干燥收缩越大。严格控制泵送混凝土的用水量是减少裂缝的根本措施。施工中水灰比宜控制在0.45～0.55之间。（3）脱模后应及时进行混凝土的潮湿养护。夏季防止二衬表面过干，冬季防止混凝土过早受冻。（4）产生施工缝后，在继续浇筑混凝土前，应对原有的混凝土表面进行凿毛处理，并在凿毛后用水冲洗干净，铺设同配比水泥砂浆垫层而后再进行浇筑。（5）提高钻眼技术水平，优化钻爆参数，提高光面爆破效果，加强隧道开挖断面检测，严格控制超欠挖，为衬砌施工创造良好的条件。（6）控制好二次衬砌施作时间，应在围岩和初期支护变形基本稳定时进行。当围岩变形较大、流变特性明显，需提前进行二次衬砌时，必须对初期支护或衬砌结构进行加强。（7）混凝土灌注过程中必须振捣，提高混凝土的密实度和均质性，减少内部微裂缝和气孔，提高抗裂性。（8）混凝土拆模时的强度必须符合设计或规范要求，严禁强度未到提前脱模，脱模时不得损伤混凝土。（9）对于隧道衬砌混凝土表面常出现的一些没有扩展性的细微裂缝，这种裂缝是稳定的，一般可自愈，不会影响结构的使用和耐久性。从美观考虑，可先清洗干净裂缝表面，然后涂刷环氧树脂浆液二至三遍，最后用刮抹料、调色料处理混凝土表面，使其颜色与周围衬砌混凝土颜色一致。（10）对于危害较大的贯通性裂缝，必须采取有效的治理方法。沿裂缝方向凿成宽5cm、深3cm的V形槽，在槽内骑缝每隔0.5m钻一孔，孔深为衬砌厚度的1/2或2/3，一般不少于15cm，并不得穿透衬砌以防跑浆。用清水冲洗干净槽内的杂物及粉尘，在孔内插入φ10的压浆管，利用环氧树脂水泥砂浆锚固，用灰刀将砂浆压实抹光。环氧树脂砂浆配比：环氧树脂：水泥：细砂：乙二胺：二丁酯=1：1.6：3.2：0.1：0.12，其中乙二胺是固化剂，二丁酯是稀释剂。待环氧树脂砂浆有一定的强度后，以0.15MPa～0.2MPa压力压入水泥-水玻璃浆液或环氧树脂浆液。压浆结束后在0.2MPa压力下压水检查压浆效果。对严裂缝表面用刮抹料和调色料处理。
2.二衬混凝土常见问题：渗水
2.1 现象
隧道渗漏水主要表现为拱部漏水、边墙淌水、施工缝、变形缝及混凝土裂缝渗漏水和隧底翻浆冒泥等。
2.2 产生的原因
（1）隧道的开挖使地下水渗流场发生了改变，隧道周边的地下水集中向隧道方向排泄。（2）防水混凝土未达到预期的防水效果，混凝土衬砌不密实，表面蜂窝麻面现象严重，衬砌开裂，给地下水的渗漏开辟通道。（3）施工缝、变形缝处理时，操作不细。中埋式止水带固定不牢，浇筑混凝土时有卷起现象；止水条安放不规范，不按规定镶入槽内，而是随意粘贴或钉在接头混凝土表面，造成扭曲、变形；即使设了镶嵌槽，也未把灰土和浮碴清理干净。施工缝、变形缝处混凝土振捣不到位，止水带和止水条与混凝土不密贴。（4）隧道基底处理不到位，地下水隐蔽在底板以下，造成隐患。隧道底板是防水最薄弱的部位，在隧道设计中，底板不采取任何防排水措施，仅靠仰拱或铺底混凝土进行防水。但施工中经常出现漏洞，主要是基底处理不干净，有残留的泥水，在浇筑时，混凝土不能和地层紧密结合，中间存在泥沙夹层，影响了混凝土的质量，给防水造成了很大的隐患。（5）塑料防水板焊接工艺不过关，漏焊、焊穿现象时有发生。对铺设好的塑料防水板保护不够，防水板常被扎破、烧破。丧失了防水作用。（6）隧道排水形不成体系，不能有效地排除衬砌背后的积水。目前隧道施工中，虽也建立了防排水体系，但由于种种原因，常使体系功能失效，如在二衬或注浆施工中，由于对排水盲沟、盲管未进行有效的保护，砂浆、浆液堵塞了盲沟、盲管，使其丧失了排水的作用；有的不设泄水孔或泄水孔堵塞，上部盲沟、盲管的水排不到排水沟中。这样，衬砌背后地下水越积越多，就在衬砌薄弱地方渗流排泄出来。
2.3 防治措施
（1）采取措施，尽量隔断或减少地下水向隧道方向的渗流。例如浅埋隧道洞口、填平隧道上方的洼地，对可能渗入隧道中的池塘、沟渠进行疏浚、铺砌，减少池塘或沟渠水下渗；隧道开挖时，尽量采用光面、预裂等控制爆破技术，尽量减少开挖对地层的扰动，缩小爆破引起的松动区，从而减少地下水对隧道的危害；在高压、富水、破碎、软弱围岩地段，开挖前进行全断面或帷幕注浆，在开挖隧道周围形成一层一定厚度的不透水或弱透水的防水帷幕圈，防止或减少地下水向隧道渗流。以上这些措施有效的减少了隧道的出水量，从源头减少渗水的可能。（2）防水混凝土生产应按由设计配合比换算来的生产配合比配制并保证搅拌时间以提高混凝土质量；泵送过程中严禁随意加水，须按规定步骤进行混凝土浇筑振捣，保证混凝土的密实；混凝土达到拆模强度后方可拆模，拆模后做好后期养生工作。（3）强化防排水工程施工管理，确保防排水工程质量。要由有防排水工程施工经验的人组织和进行施工，严格按防排水设计和施工规范进行，并做好隐蔽工程的检查验收。（4）选用物理力学性能可满足防水要求、稳定性及耐久性好的防水材料。（5）渗漏水治理施工应遵循“排堵结合、刚柔相济、因地制宜、综合治理”的原则。（6）对于施工缝及混凝土裂缝渗漏水治理应“以堵为主”。施工时沿施工缝切槽并清洗槽内杂物，然后埋设ф6～ф8注浆管，混凝土裂缝可直接埋设注浆管，用防水砂浆等材料对注浆管周围进行封堵后注入水溶性聚氨酯或超细水泥浆，以充填细小裂缝。环向缝注浆宜按自下而上的顺序进行。注浆结束后拔出注浆管并用砂浆封堵抹平。如针注后仍有渗漏或存在渗漏隐患之处可通过凿槽引排对渗漏水进行适当排放，以减小结构防水压力。（7）对于变形缝处渗漏水应按照“以排为主、排堵结合、刚柔相济、综合治理”的原则进行治理。对变形缝进行适当封堵后，变形缝主要采取引流排放的措施，即沿变形缝凿槽埋管进行引排。首先，沿变形缝台阶形切槽并连通至两侧排水沟或泄水孔，剔除槽底已坏止水带等杂物并清洗干净，将遇水膨胀止水条嵌于窄槽底部，外面用环氧砂浆等柔性防水材料封堵，然后在槽内嵌入透水塑料盲沟，用PVC半管封盖，盲管同槽壁间空隙用防水腻子密封，最后再用防水砂浆等材料封堵并抹平沟槽（8）对于大面积渗漏水，首先应对衬砌背后填充注浆，注浆顺序宜从低向高依次进行，并严格控制注浆压力，确保结构稳定。再在渗漏处混凝土表面梅花型布设注浆孔针注超细水泥浆或环氧树脂等化学浆液，充填混凝土内部空隙及细小裂缝。还可采用水泥基结晶渗透型防水材料涂抹（9）对于基底渗漏水及翻浆冒泥最直接有效的方法是排除基底地下水。即加深洞内排水沟，铺设横向盲沟、盲管，将水引入排水沟中，对排水后存在的空隙，以注浆方式进行回填加固。一般采用强度高、耐久性好的浆液（如TGRM浆、HSC浆等）。基底注浆加固一般采用梅花型布孔，深度一般深入初支底部，采用跳孔间隔注浆，以压力控制为主，并在实施过程中严密监测基底结构位移变化情况。
总之，隧道二衬混凝土的质量好坏关系到整个隧道工程质量，是整个隧道工程价值的最终的表现。减少二衬混凝土病害的产生关键在于施工过程中的严格控制，只有严格工艺控制，规范施工操作，把好技术关、材料关、操作关、才能防患于未然；既能实现“内实外美”的工程目标又能真正做到节约成本、优质高效。
参考文献
[1] 《公路隧道施工技术规范》（JTJ042—94）.
[2] 《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG E30—2005）.
[3] 《公路工程质量检验评定标准（土建工程）》（JTG F80/1—2004）.下载本文
