摘要：在隧道工程施工中拱顶施工质量是重中之重，也是施工的重难点，施工工序繁多，任何一个环节控制不当都会影响整个隧道工程的总体施工质量。在具体施工中仍然存在很多问题，包括脱空、衬砌欠厚、钢筋外露与保护层不足等，每项施工质量问题，都会影响拱顶的安全性和整体质量。如何有效处理这些问题是隧道工程拱顶施工的重点工作值得研究。
关键词：隧道工程；拱顶质量；问题；处理
引言
近年来，随着国家对公共基础设施建设重视，道路交通也得到了大规模的建设，给人们出行带来了很大的方便。但是在实际中，由于日常管理和建设因素，我国公路及铁路隧道在结构方面出现了快速老化现象，并且伴随着相应的病害出现，给车辆出行带来了很大的困扰。因此，道路交通建设部门应该重视这方面问题，加大资源投入，根据实际情况制定有效的防治措施，从而保证公路及铁路隧道良好建设。
1隧道工程拱顶质量问题
1.1拱顶脱空
在隧道工程施工中引发拱顶脱空的原因比较多，主要包括三个方面：第一，开挖光爆效果差，且开挖面不平整，超挖严重，喷砼作业不饱满；防水板挂设松弛度不合适未与初支面密贴，在衬砌混凝土浇筑时防水板局部受力形成二衬与初支间的脱空。第二，二次衬砌混凝土浇筑时拱部未注满，二次灌浆没有严格按照设计规范进行，与初期支护间形成脱空。第三，拱顶混凝土没有连续进行灌注，间隔时间过长，先灌部分混凝土堵塞了出料口。
1.2地下水侵蚀
岩体裂隙中常存有地下水，隧道拱顶某区域雨季常有滴水现象。地下水常年侵蚀和冲刷，导致隧道衬砌背后岩体中细小颗粒被冲走，围岩节理裂隙逐渐增大。岩体中孔隙水压力因地下水的存在随季节降水量周期性变化。地下水对岩体的季节性侵蚀，导致衬砌背后岩体间裂隙逐渐增大，使衬砌后不牢固的岩体产生脱落。
1.3拱顶钢筋外露与保护层不足
在隧道工程施工中，一旦拱顶发生钢筋外露与保护层不足质量问题，不但会影响隧道工程的安全性及结构的稳定性，而且会缩短使用寿命，危害比较大。引发钢筋外露与保护层不足的主要原因：第一，二衬钢筋在安装过程中没有挂设保护层垫块或保护层垫块没有严格按设计要求挂设，挂设数量过少造成露筋。第二，二衬钢筋在安装时定位不准，二衬钢筋层间距过大，使局部钢筋紧靠衬砌台车造成钢筋外露。第三，初支欠挖造成二衬混凝土厚度不足，为保证隧道净空，致使二衬钢筋保护层过小，造成露筋。第四，局部二衬钢筋受衬砌混凝土下沉影响，密贴衬砌台车，造成露筋。
1.4拱顶衬砌欠厚
引发拱顶衬砌欠厚质量的主要原因包括几个方面：第一，二次衬砌拱顶混凝土欠厚，同时拱顶脱空，说明灌注拱顶混凝土时未灌满。第二，测量放线精度低或爆破开挖效果不理想，初支侵限造成二次衬砌厚度不足。第三，处理塌方过程中，安全起见为尽量避免再次扰动围岩，对个别突出的岩石或初支拱架未进行处理，造成二衬欠厚。第四，初期支护预留沉降量过小，围岩变形较大；初支喷射混凝土局部过厚，二次衬砌施工时没有进行有效的处理，造成二次衬砌厚度不足。
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2隧道工程拱顶质量问题的处理措施
2.1拱顶脱空处理措施
根据物探及钻孔验证脱空范围，检测定位，并在缺陷整治过程中对脱空范围进行核对、检验；采用自制的简易台车或台架作为操作平台，工作人员在平台上手持电钻在脱空部位进行钻孔作业；注浆孔采用Φ42钻孔，交错布置，布置间距为1.0m×1.0m，钻孔时注意不要穿透防水板，现场操作中可根据实际衬砌厚度、缺陷范围和衬砌背后脱空大小对钻孔布置进行适当调整；注浆时孔口设置Φ32带丝扣的孔口管，并用植筋胶锚固在Φ42注浆孔内。注浆材料采用微膨胀水泥砂浆，水泥砂浆配合比采用0.8∶1，可通过现场试验进行调整，配制好的浆液随拌随用，严禁使用停滞时间过长的浆液。注浆采用逐渐加压式注浆，注浆压力为0.2MPa，注浆速度一般为20～40L/min；灌浆管端头设置防堵设施，当注浆压力达到设计终压并稳定5min以上、吸浆量很少或不吸浆时即可结束该孔注浆，注浆结束后应将灌浆管孔封堵密实，孔洞较大时，需添加纤维。注浆过程中应严密观察衬砌状况，若发现衬砌有异常、变形、开裂或已有裂纹有加速发育趋势等，应立即停止注浆，并想上级领导汇报。施工过程中应做到随钻随注以免跑浆。注浆完成后，采取可靠的封堵措施，防止浆块掉落，影响施工与运营安全。
2.2钢筋外露和保护层不足的处理措施
（1）一般非结构外露钢筋。对一般施工期间遗留的外露非结构钢筋头，采取截断、拔出钢筋后使用环氧砂浆封闭钢筋孔。（2）二衬结构钢筋外露和保护层不足。对二衬结构钢筋外露和钢筋保护层厚度不足段，需对外露钢筋进行除锈防锈处理后在涂刷防碳化层（水泥基渗透结晶型材料）。喷涂水泥基渗透结晶型材料采用机械喷涂的方式，困难地段也可采用人工刮涂的方式。
2.3健全相应支护设置
为了降低地质环境对公路及铁路隧道拱顶影响，建设人员需要对地质环境进行有效勘察。通过对采样土壤进行不同的试验，找到其中不稳定的滑塌体，然后在这个地方进行支护设置安装。通过支护装置设置来缓解不稳定滑塌体发生位移变化，从而有效预防公路及铁路隧道拱顶掉块现象发生。在实际中，施工人员需要根据掉块程度进行不同的支护装置安装。对于掉块严重的区域，施工人员需要采用工字钢外加锚喷支护方式进行防护，而对于较轻区域，可以采用钢筋混泥土结合药卷锚杆方式进行支护。
2.4实行岗位责任制度
为了更好进行公路及铁路隧道拱顶病害防治，隧道工程负责人员可以通过实行岗位责任制度来增强员工的责任意识。在实际中，管理人员需要对每个生产部门责任进行相应的明确，保证各岗位之间协同有序工作。比如对工程材料部门进行相应的责任明确，并实行“谁负责，谁承担”机制，这样就可以有效缓解工程材料不合格现象发生。同时培养员工的集体责任意识，相关人员可以加强责任意识这方面宣传，并结合生活中日子进行解析。
2.5建立现场施工管理制度
建立现场施工管理制度对于公路及铁路隧道拱顶病害具有良好的促进作用，在实际中，建设人员可以从以下几个方面进行相应管理。①定期的对施工设备进行维护和保养，对于一些设备故障，施工人员也要及时进行排除，保证设备正常运行。工程管理人员可以指定相应设备负责人员，通过专业管理来保证铁路隧道建设工作正常进行。②对于材料管理，管理人员也需要对不同性质材料进行区分，然后找到指定位置进行存放，保证现场材料良好管理。
结语
（１）针对拱顶纵向裂缝及拱腰部位的环向裂缝，对于宽度为０.２～２ｍｍ的裂缝，采用注射环氧树脂浆等化学浆液的方法修补；对于宽度大于２ｍｍ的裂缝，采用压力灌入超细水泥浆等方法修补。同时对于宽度大于０．５ｍｍ的裂缝，采用凿槽并结合注浆充填的方法修补。另外，针对拱顶纵向裂缝，在对裂缝进行注浆充填后，沿缝粘贴宽度不低于６０ｃｍ的碳纤维布。（２）全断面粘贴不小于５ｍｍ的钢板（钢带），相邻钢板（钢带）搭接长度不小于４０ｃｍ。采用锚栓锚固结合压力注胶的方法进行粘贴。
参考文献：
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[2]张文达，张千里，马伟斌，马超锋.铁路隧道拱顶病害分析及整治措施[J].中国铁路，2015（01）：34-36+50.
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论文作者:赵子桥1,杨振武2,刘则启3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/7
标签：拱顶论文; 隧道论文; 钢筋论文; 保护层论文; 注浆论文; 裂缝论文; 混凝土论文; 《基层建设》2019年第23期论文;