摘要：二次衬砌是隧道工程施工在初期支护内侧施作的模筑混凝土或钢筋混凝土衬砌，与初期支护共同组成复合式衬砌。隧道二次衬砌施工多为泵送模注混凝土，在初期支护基本稳定后才能进行施工。二次衬砌混凝土外观质量不仅影响美观而且严重地影响隧道的耐久性。
关键词：隧道二次衬砌；混凝土；外观质量；影响因素；预防措施
一、隧道二次衬砌混凝土定义及其作用
隧道工程在初期支护完成后，在初期支护内侧设置移动模板，浇筑一层钢筋混凝土衬砌，其与初期支护共同组成复合式衬砌，以保证隧道整体结构安全。隧道建设过程中要进行山体开挖，初期支护，初期支护一般是C25喷射混凝土，并不能保证隧道整体的长期稳定，而且初期支护很难完全封闭山体中的水系，因此设计二次衬砌混凝土对其进行加固支撑，从而保证隧道的整体安全与质量。
二、隧道二次衬砌的常见质量缺陷
1、衬砌施工缝错台
在实施隧道二次衬砌过程中，比较容易出现施工缝错台的问题，特别是在两次浇筑的混合部位，该种问题发生频率更高，如此一来不但会影响隧道的外观，并且还会导致其整体质量下降。
2、混凝土开裂
隧道二次衬砌的质量缺陷一个直接的反映便是混凝土开裂，如若其实际开裂程度较小，会在隧道表面出现细微的裂缝与裂纹，进而导致渗漏水问题出现。如若开裂程度较大，则会出现衬砌结构移位等现象，从而使得隧道施工质量下降，甚至还会引发安全事故，威胁到工作人员的生命安全。
3、背后脱空
在实施隧道二次衬砌时，由于进行混凝土作业时会受到拱顶压力，加上受到防水材料的限制，所以会有空洞的情况出现在隧道的拱顶部位，使得二次衬砌的质量受到影响。例如，在黔江至张家界至常德线QZCZQ-5标段中，由于多种因素所致而出现了二衬砌背后脱空缺陷（见图1、图2）。
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图1
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图2
4、顶部漏筋
钢筋属于隧道二次衬砌建设中的一种重要原材料，但部分项目由于施工人员绑扎钢筋时没有严格依据规范作外层保护，又或是所开挖断面面积不达标等多方面因素影响，导致隧道二次衬砌出现顶部漏筋这一质量缺陷。
三、隧道二次衬砌质量缺陷形成的原因
1、衬砌空洞产生的原因
挖坑是隧道施工过程当中必要的一个施工环节，然而在隧道二次衬砌的施工过程当中，由于施工人员在部分地方挖坑的深度与实际的施工要求和标准之间有着很大的差距，再加上在施工过程当中没有对深坑采取科学有效的措施进行处理，这样就会让隧道的地面上出现坑洼，之后在进行混凝土施工中就会有空洞问题出现。施工人员没有对防水板的实际挂设张驰度进行严格的控制，防水板在施工当中过紧或者过松都会对混凝土施工产生很大程度的影响，在防水板的后面就会出现空洞现象。混凝土作为隧道施工当中主要的施工材料之一，在整个施工过程当中占据着十分重要的地位，然而部分是施工当中实际选用的混凝土各项性能比实际要求的还要低，如果混凝土自身的密实度比较低就会在其内部存在气孔，在后期进行浇筑时就会出现空洞。等到混凝土施工工作全部完成之后，施工人员没有将拱顶的混凝土进行及时的清理，这样也会导致空洞现象的出现。
2、二次衬砌厚度不足的原因
施工人员在进行二次衬砌施工当中没有将监控开挖工作落到实处，这样就会导致实际的开挖结果达不到工程规定的标准，甚至有些部位没有进行开挖工作，从而对二次衬砌要求的厚度带来一定程度的影响。在通常情况下，隧道所处的地理环境都比较复杂，不同地理位置的隧道实际要求的施工方式也会有所不同，施工人员在对隧道进行二次衬砌施工之前并没有对该地区的地理环境进行考察和测量，预留变形量与实际施工不相符合，二次衬砌厚度也会因此受到影响。如果施工单位在进行隧道二次衬砌施工时，施工时间间隔比较大，这样就会让隧道内部的初期支护和围岩出现严重的变形，二次衬砌的厚度也会受到或大或小的影响。
四、二次衬砌混凝土外观质量的控制措施
1、掌握正确的振捣方式
要求振动棒插入下层混凝土内的深度不应小于50mm，并且延长振捣时间，使振捣密实，振捣棒与模板距离控制在10cm左右。如果距离过小，振捣易触击模板发生振动，而模板的振动易造成大量气泡向模板集中，若气泡得不到有效逸出，将影响混凝土的外观质量。
2、禁止在泵车外添加生水
水灰比是否合理，将直接影响到混凝土的强度。混凝土表面质量出现水泡、麻面等缺陷的原因是自由水过多。所以，在进行混凝土的搅拌时，必须以试验室规定的施工配合比为依据，禁止在泵车外添加生水。
3、采用分层分仓的浇筑方式
在出料管的前端加接一段3～5m的同径软管，管必须置入仓内且管口向下，防止水平对着岩面直泵。对混凝土进行分层浇筑，落差一般不宜超过2m，若浇筑高度太高或者是直接、不分层对岩面进行泵送，容易出现物料分离，导致混凝土的表层形成蜂窝麻面。
4、控制好施工配合比
碎石集料、砂子级配要良好。水泥要选用性能稳定、质量优良的品牌。施工中严格控制好混凝土坍落度。隧道按照断面不同部位，应将坍落度控制在12～17cm。施工中将二衬混凝土坍落度分为三个等级：矮边墙至起拱线位置控制在12～13cm，起拱线到拱部控制在13～16cm，拱顶控制在16～17cm。此措施对二衬外观质量控制起到了很好的作用。
5、减少裂缝的产生
缩短了二衬混凝土浇筑长度，每次不超过9m，从而减小了混凝土一次浇筑的体积。混凝土拆模后沿施工缝环向及时切出5mm左右深的假缝。在围岩分级处及围岩较差地段每隔30m增设一道沉降缝。加强对初期支护的变形量测工作，确认变形稳定后，再进行二衬混凝土的浇筑施工。严格控制二衬混凝土拆模时间，可通过对同条件养护下的混凝土试块强度试压确定拆模时间。
结束语
综上所述，隧道二次衬砌混凝土的病害多种多样，其不仅影响混凝土结构的力学性能及耐久性，也会对隧道结构的后期质量埋下安全隐患。因此，我们需要针对各种问题发生的原因，找出合理的防治方法以保证隧道的安全施工，为子孙后代的发展保驾护航。
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论文作者:刘本利
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30