劉 剛
(山西路橋集團陽蟒高速公路有限責任公司,山西 太原 030012)
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的數(shù)量和規(guī)模也在不斷提升,其中隧道建設(shè)的數(shù)量的增長最為顯著,但其屬于地下線性施工類型,具有施工技術(shù)復雜、要求高、難度大、隱蔽性強的施工特點,所以政府和社會一直對隧道施工質(zhì)量給予高度重視。而隧道施工是一項系統(tǒng)性的操作,施工中有很多因素會對施工質(zhì)量造成影響,從而為隧道的后續(xù)運營留下安全隱患。尤其是襯砌質(zhì)量問題,嚴重的影響了隧道功能作用的發(fā)揮,為此,本文對二襯施工進行了深入的分析,探索了整治其質(zhì)量缺陷的施工工藝,從而提高隧道的安全性,保障其實現(xiàn)自身的社會價值。
隧道襯砌施工是隧道工程建設(shè)的重要工序,具有復雜性、綜合性的特點,其主要施工內(nèi)容包括防排水、爆破開發(fā)、支護等操作,所以經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷有以下幾項:
一是二襯變形、表面脫落、表面裂損;二是二襯厚度不達標;三是二襯出現(xiàn)背后空洞和不密實情況;四是出現(xiàn)滲水和地下水涌出情況[1]。
在隧道襯砌施工中,造成二襯質(zhì)量缺陷的因素有很多,如原材料質(zhì)量、施工工藝、施工技術(shù)、施工設(shè)備規(guī)格、混凝土質(zhì)量、襯砌厚度要求、施工條件、人為因素等。但決定性的因素是混凝土的質(zhì)量、性能;襯砌時混凝土的厚度。而且造成質(zhì)量缺陷的主要原因有以下幾個方面:
一方面造成二襯出現(xiàn)變形、表面脫落、表面裂縫、厚度不達標的原因有:一是混凝土施工工藝和施工技術(shù)不符合要求,混凝土摻拌材料中粉煤灰、水泥的品質(zhì)不達標,種類選擇不正確;混凝土摻拌料中粗細骨料的等級選擇不合理,混凝土中含泥量過高,并且含有有害物質(zhì)。二是光面爆破的效果不理想,混凝土噴射平整度不合格,掛設(shè)防水板處富余量不充足。在施工過程中,如果光面爆破效果不理想,在混凝土噴射過程中也不進行處理,那么就會出現(xiàn)襯砌厚度不達標的情況;如果防水板掛設(shè)預留位置不足的話,當剛性較大的防水板與混凝土噴射時產(chǎn)生的較大側(cè)壓力同時作用到襯砌表面時,就會出現(xiàn)背后空洞的情況,增加了表面的受力壓力,使襯砌局部出現(xiàn)表面裂縫和表面脫落的情況。三是襯砌拱頂如果出現(xiàn)混凝土灌注不充分的情況,那么在重力的作用下,拱頂就會出現(xiàn)向上鼓、內(nèi)部也會出現(xiàn)表面脫落的情況[2]。
另一方面,造成滲水和地下水涌出的原因:一是在防水板鋪設(shè)之前未對初期支護表面進行處理,導致表面與防水板之間基礎(chǔ)不牢固;同時鋪設(shè)之前,也未對支護表面存在的尖銳物質(zhì)進行抹平處理,導致混凝土灌注時,支護面的尖銳物質(zhì)刺破防水板出現(xiàn)地下水涌出的情況,而且表面連接不牢固也會出現(xiàn)滲水問題。二是施工縫隙未做好防水處理,當出現(xiàn)襯砌變形或裂縫時,就會出現(xiàn)襯砌滲水的問題,這時使用止水帶補救也比較困難。三是襯砌背后設(shè)置的排水設(shè)施如果出現(xiàn)堵塞,也不能保障水及時排出,所以也會出現(xiàn)滲水和地下涌水的問題。
在隧道開挖過程中使用爆破技術(shù)已是常見的施工方式,各項處理也比較成熟,但由于施工人員對爆破的重視度不夠,在工藝和效果上也未進行全面的考慮,所以經(jīng)常出現(xiàn)超欠挖問題,嚴重的影響了爆破的質(zhì)量,也為后續(xù)的施工帶來了諸多不便,所以應對光面爆破的質(zhì)量進行嚴格控制,爆破后要及時進行驗收,控制質(zhì)量標準,如果出現(xiàn)超挖情況,要及時進行補救。
在選擇混凝土配置原材料時,要保障各項摻拌料符合施工要求。其中細骨料選擇要注意級配問題,保障細骨料的質(zhì)地均勻、空隙率小,吸水率弱,最好選擇干凈的河砂;粗骨料在選擇過程中也要注意級配情況,最好選擇形狀良好、線性膨脹系數(shù)小、表面清潔干凈的碎石;水泥的選擇要結(jié)合施工需要確定,最好選擇普通硅酸鹽水泥,性價比較高[3]。
在進行混凝土漿配置時,要盡量控制水膠的使用量,可以通過使用多級配粗骨料;增加性能好、功能多的外加劑來控制混凝土漿在泵送過程中出現(xiàn)坍落的情況,提高混凝土漿的整體性能。
施工過程中,混凝土漿的拌和最好選擇強制式的攪拌機,配合自動化計量系統(tǒng)的準確計算,能夠保障混凝土的性能,在運輸過程中可以先進行裝袋,待進入施工現(xiàn)場后再進行一次性能檢測,保障其中外加劑含量符合標準。在攪拌過程中,要按照合理的順序進行摻拌料投擲,攪拌過程中對每階段的時間要進行嚴格控制,最短時間要保持在30 s,總體攪拌時間不能超過3 min。運輸過程中,應用專車進行運輸,運輸時間要根據(jù)混凝土溫度進行控制,具體的要求如表1所示。澆筑過程中要對混凝土進行振搗,在使用插入式振搗設(shè)備以外,還要將附著式振搗設(shè)備安裝在運輸車上提高振搗強度[4]。
表1 混凝土運輸時間控制表
在通常情況下,隧道襯砌施工使用的是復合型的防水板,為了提高二襯的整體性能,可以使用分離式防水板,這樣在施工過程中可以分兩次進行施工,先將土工布釘牢,再使用焊接設(shè)備或粘結(jié)設(shè)施進行防水卷材掛設(shè),從而使防水板與襯砌表面之間的連接更加牢固,避免出現(xiàn)背后空洞的問題[5]。
在進行防水板鋪設(shè)前,要對襯砌表面進行檢測,檢測是否存在尖銳物質(zhì),如錨桿頭,如果存在要用砂漿將整體抹平,避免尖銳物質(zhì)對防水板的破壞。而且在混凝土噴射過程中,也避免出現(xiàn)噴射不平整的情況。通常情況下,襯砌表面平整度的要求為初期支護襯砌相鄰兩面之間凸面距離/凹面深度=1/6。
施工會產(chǎn)生沉降縫、施工縫等縫隙,對于這些縫隙的處理必須嚴格按照施工設(shè)計要求進行,這樣才能合理的進行止水帶安裝位置確定。而且在安裝止水帶后,要在不同的施工階段進行質(zhì)量檢測,尤其是在第一拆除混凝土模后至第二次混凝土灌注前的階段,一旦發(fā)現(xiàn)止水帶質(zhì)量不達標,要及時進行調(diào)整。
隧道襯砌施工關(guān)系到隧道的整體性能和作用發(fā)揮,但其質(zhì)量一直受到各項因素的影響,要想徹底避免質(zhì)量缺陷的出現(xiàn),要對經(jīng)常出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的原因進行深入分析,探討有效的整治措施。為此文章具體分析了隧道二襯存在質(zhì)量缺陷的原因,并有針對性的提出了整治措施,以便為其他隧道施工提供參考。但同行業(yè)者也要不斷創(chuàng)新整治工藝,充分的發(fā)揮出隧道襯砌施工的作用和功能。
[1] 梁桂仁.關(guān)于隧道二襯混凝土外觀質(zhì)量缺陷的控制分析[J].黑龍江交通科技,2013,24(8):85-86.
[2] 楊 堅.淺談隧道二次襯砌缺陷及病害整治處理及其防治措施[J].科技創(chuàng)新導報,2014,22(10):183-187.
[3] 曾慶雷.淺析鐵路隧道二襯開裂機理與處理預防措施[J].科技創(chuàng)新導報,2016,13(7):31-32.
[4] 張民慶,何志軍,游 旭,等.鐵路隧道底部混凝土質(zhì)量評定的研究與應用[J].鐵道工程學報,2015,29(9):85-91.
[5] 陳 江,陽軍生,曹能學,等.鐵路隧道襯砌裂縫整治及襯砌補強加固設(shè)計研究[J].中國安全生產(chǎn)科學技術(shù),2014,10(9):134-139.