隧道襯砌混凝土施工質量通病防治探討

劉弦

重慶市江津區交通工程質量技術服務中心 重慶 402260

引言

隨著科學技術的持續發展，社會經濟水平的不斷提升，隧道襯砌施工項目的數量、規模持續提高，但與此同時暴露出來的問題也愈發突出。在進行隧道工程的建設期間，必須要綜合性分析各種潛在的風險與影響要素，盡量達成地區經濟發展與交通能力提高的多元化目標。針對隧道襯砌混凝土施工作業來說，其施工質量決定著建設后的隧道是否可以正常投入使用，如果存在缺陷問題，最終就可能使得工程的使用年限嚴重縮短。為此，施工單位必須要提高對隧道襯砌工程的關注度，不斷提升其建設效果。

1 混凝土強度問題

1.1 表現

①如果使用過期或受潮的水泥，其活性會降低，從而影響混凝土的強度。砂石集料的級配不良會導致混凝土空隙較大、含泥量高以及雜物較多，外加劑選取不當或摻量不合理，也會影響混凝土的強度。②混凝土配合比應根據工程設計要求精確計算，如果配合比不當，例如水灰比過高，會導致混凝土的強度下降。③混凝土加料順序顛倒、攪拌時間不足以及拌合不勻等問題。④在冬季施工條件下，如果拆模過早或未能妥善保護混凝土免受嚴寒溫度的影響，混凝土可能早期受凍，進而影響其強度發展。⑤混凝土試塊制作不規范或振搗不充分，養護管理不到位[1]。

1.2 具體預防措施

1.2.1 混凝土配合比控制。①在施工作業中，應當嚴格遵照配比通知單上的要求出料，使混凝土具有優秀的和易性，提升施工質量，但是在具體施工作業中，是很難做到完全符合實驗室配合比的，但也應盡量接近，并根據實際情況進行局部調整和修正，確保配合比合理。配合比的調整應有科學依據，不得隨意篡改。②適當的外加劑可以提升混凝土的和易性和抗滲、抗凍能力，減少水泥用量。然而，過量使用外加劑可能使得混凝土強度下降，甚至引發施工病害。所以，在添加外加劑時，必須控制其使用量，確保適量使用以達到預期的增強效果。③在攪拌混凝土時，需要準確計量膠凝材料以及用水量，確保水膠比在適當范圍內，以提高混凝土的強度。④如果骨料含水率過高，會影響混凝土中水膠比的控制，進而影響混凝土的強度。

1.2.2 原材料控制。隧道襯砌的質量直接關系到隧道的使用壽命、安全性和穩定性，而原材料的質量則直接決定了整個混凝土項目的施工質量。根據《水工混凝土規范》，對原材料進行跟蹤檢測并按照規范要求進行控制是必要的。首先，需要對骨料砂進行細度模數和含泥量的控制，以確保其符合規范要求。其次，攪拌用水也需要經過化驗分析，其在混凝土的配制過程中起到溶解水泥、使混凝土成型的作用[2]。若水質不符合要求，可能導致混凝土的強度不達標或出現其他質量問題。再次，對粗骨料的粒徑和級配情況進行控制也至關重要。合適的粒徑和級配可以保證混凝土的工作性能，如流動性、抗滲性和抗開裂性等。最后，水泥粉煤灰是混凝土中常用的摻合料，水泥粉煤灰的加入可以改善混凝土的力學性能、耐久性和減少對自然資源的消耗。然而，若水泥粉煤灰的質量不符合規范，可能導致混凝土的強度和耐久性下降，在施工中需要對其進行嚴格的化驗分析，以確保其質量合格。

2 露筋

2.1 表現

露筋是混凝土結構中常見的一種問題。當鋼筋在混凝土內部未得到充分保護，從而裸露在表面上時，即為人們常說的露筋現象。其形成原因為：①鋼筋保護層位移。在施工過程中，由于振動、溫度變化或材料收縮等因素，鋼筋的位置可能會發生輕微的位移，從而導致保護層的破壞，進而引發露筋問題。此外，墊塊的不足或漏放也可能導致保護層的脫落，使鋼筋暴露在外。②鋼筋過密。當鋼筋過于密集時，混凝土在澆筑過程中無法完全填充鋼筋之間的空隙，導致混凝土凝固后石子卡在鋼筋上，使鋼筋暴露出來。③混凝土配合比不合適。如果混凝土配合比中水泥用量過少，或松散骨料過多，混凝土的流動性和黏結性將受到影響，從而無法將鋼筋完全包裹住[3]。④混凝土保護層厚度不夠或振搗不實。保護層的厚度應符合設計要求，如果厚度不足，鋼筋就容易被暴露出來。而在混凝土振搗時，如果振搗不夠密實或振搗棒撞擊、踩踏鋼筋，亦會導致鋼筋位移，進而引發露筋問題。

2.2 具體預防措施

首先，要確保鋼筋的位置正確，并保證保護層厚度符合設計要求。在施工過程中，應加強對鋼筋的檢查，及時發現并糾正問題。其次，對于鋼筋密集區域，可以選擇合適粒徑的石子來填充空隙，以便混凝土能夠充分包裹鋼筋。在配制混凝土配合比時，應確保準確性和操作性。合理的配合比可以提高混凝土的流動性和黏結性，有助于將鋼筋完全包裹。同時，應濕潤并填充好模板之間的縫隙，避免混凝土漏漿。在振搗混凝土時，需要避免撞擊與踩踏鋼筋，以免引起鋼筋位移。如果發現鋼筋出現踩彎和脫扣等情況，應立即進行調整修正。

3 蜂窩

3.1 表現

其表現為局部區域存在酥松、砂漿較少、石子較多，并產生如同蜂窩狀的空隙和窟窿，其形成原因為：①不當的混凝土配合比。如果砂石、水泥的計算不準確，就會導致砂漿的用量不足、石子的含量過多。②攪拌時間太短，混凝土沒有采取分層下料，或振搗不嚴實，或存在漏振問題，都會影響混凝土的密實度，從而導致蜂窩問題的出現。③模板縫隙沒有充分堵塞嚴實，引起水泥漿的流失。④鋼筋太密，所用的石子粒徑太大或者是坍落度太小。

3.2 具體預防措施

為了預防蜂窩問題的出現，需要采取一系列措施。首先，應合理設計并嚴格把控混凝土配合比，確保各組分的計量準確。同時，在攪拌過程中要保證充分的攪拌時間和均勻的拌和，以提高混凝土的流動性和坍落度，確保攪拌后的混凝土質量良好。其次，在澆灌混凝土時，應采取分層下料和振搗的方法，避免漏振和振搗不實的情況發生[4]。此外，模板的縫隙應嚴密堵塞，防止水泥漿流失，可以通過檢查模板支撐狀況來確保模板的密閉性。如果出現小蜂窩問題，可以用1∶2或1∶2.5的水泥砂漿進行抹平和壓實處理。對于較大的蜂窩問題，則需要將蜂窩位置的薄弱松散顆粒清除，并使用更高一級的細石砼進行填塞和搗實。對于清除困難的深度較大的蜂窩，還可以考慮埋壓漿管或排氣管，然后在表部進行砂漿抹平、灌筑砼進行封閉處理，最后實行壓漿處理。

4 襯砌表面水波紋和氣泡

4.1 表現

水波紋問題的形成原因是多方面的。①選擇的脫模劑與混凝土不相容或者涂布不均勻；②混凝土的振搗力度過大或時間過長，混凝土漿液在模板中的流動就會不均勻；③模板表面不平整或存在瑕疵，使得混凝土在澆注和振搗過程中容易受到阻礙，進而形成水波紋。

對于氣泡問題的形成原因，主要包括：①振搗力度不夠大或時間不夠長，無法有效排除混凝土中的氣體。②某些外加劑具有產生氣泡的作用，如果使用過量或者摻入不當，就會增加氣泡的形成。③如果水灰比過大或者摻合料粒度不均勻，混凝土漿液的黏稠度會增加，導致排氣困難，進而形成氣泡。

4.2 具體預防措施

4.2.1 確保攪拌時間足夠長，混凝土在攪拌過程中需要充分混合，使各種成分均勻分布，避免產生孔隙和氣泡。

4.2.2 當使用插入式振動棒時，要快速插入并緩慢拔出，同時要控制振動棒和模板的距離為大約10cm，密切觀察浮漿與氣泡狀況，保證振搗質量。對于附著式振搗器，要結合設置位置、振動區域、啟動和持續時間等因素，并在操作開始便安排專人負責觀察并指導施工操作。

4.2.3 在振搗過程中，可以使用制作的小鏟和橡膠錘來輔助排出氣泡。通過在模板表面緊貼插拔小鏟和輕輕敲擊模板的方式，幫助氣泡順利排出。

4.2.4 在施工前，應對模板進行打磨與涂抹脫模劑，使模板表面更加光滑，有效防止混凝土與模板粘連，使脫模更加容易。在選擇脫模劑時，要盡量用質量好的產品，避免選取廢機油與柴油等混合物，以免對混凝土質量造成不良影響。

5 背后空洞

5.1 表現

二次襯砌混凝土背后的空洞一般存在于拱頂位置，主要形成原因為：①在隧道初期支護的過程中，如果防水卷材預留不夠，就會造成拱頂防水卷材緊繃，和初期支護之間形成間隙。當混凝土灌注時，由于不能填滿這些間隙，便會形成空洞。②混凝土的水灰比和泵送壓力直接影響混凝土的流動性和充實度。如果在灌注到拱頂之后未能及時調整水灰比或設置適當的泵送壓力，就會導致混凝土無法完全填充拱頂區域，產生空洞。③堵頭模板在拱頂施工中起到了密封和保護的作用，如果堵頭模板和初期支護貼合不夠緊密，或者未實行充分的堵塞，混凝土灌注時就無法充分填滿拱頂區域，造成襯砌前端空洞。

5.2 具體預防措施

①把控好混凝土的澆筑速度，強化振搗操作，對于超挖的部位務必要安排專人負責進入模板內部實行補強振搗，避免出現灌注速度太快、振搗不及時，導致砼部分位置不夠密實而產生空洞的問題。②在進行防水材料的鋪設時，需要從頂部慢慢往墻角進行，適當增多固定錨固點位，同時預留出足夠的富余量，防止混凝土從墻角由下往上灌注時，會受到防水材料的限制，讓拱頂產生空洞。③在灌注到拱頂以后，需要適當降低混凝土坍落度，并在封口位置，使用人工干硬性混凝土加以填充。

6 隧道襯砌混凝土施工錯臺

6.1 表現

錯臺通常發生在分多次澆筑的混凝土連接位置，特別是在小半徑曲線外側，錯臺現象更加明顯。這種錯臺現象會對隧道的結構外觀和使用性帶來不利影響，因此需要采取預防措施來避免這一問題的發生。

6.2 具體預防措施

對于襯砌環間搭接位置和仰拱與邊頂拱接縫位置，要落實對鋼模臺車的良好維護工作，以免模板出現移位問題。同時，要確保臺車軌道固定牢固，加強底腳的水平支撐。在進行混凝土澆筑過程中，要進行兩側對稱下料，同時要將抗浮裝置充分緊固，以確保施工的穩定性。需要注意鋼模臺車和仰拱襯砌砼邊緣位置之間的搭接處理，要求搭接部位緊密吻合，以避免人為引起的錯臺問題。

7 結束語

綜上可知，隨著國內經濟的高速發展，隧道襯砌項目數量持續增加，在此背景下，隧道襯砌混凝土施工中存在蜂窩麻面、水波紋、氣泡、背后空洞、錯臺等質量缺陷的情況也越發常見，讓隧道工程的施工質量與使用性能受到嚴重影響，若是未及時發現或者有效處理，就有可能引起嚴重的安全事故，帶來較大的社會影響與經濟損失，所以做好混凝土施工質量通病的研究與防治工作十分關鍵。