摘要：在隧道工程中，长久运营后易出现拱顶质量问题，如拱顶掉落、拱顶脱空等，会影响列车的正常运行，是非常严重的安全隐患。为分析和解决隧道工程拱顶质量问题，本文对隧道拱顶质量问题产生的原因以及分类和措施进行了探讨。
关键词：隧道工程拱顶；质量问题；处理措施
引言：在隧道工程中，拱顶质量问题将危及列车安全，而拱顶质量问题整治工程具有作业空间小、空窗期短、施工难度大的特点。如何在有限的空间和时间内克服各种施工问题，在不影响列车正常运行的前提下完成整治施工，是隧道拱顶质量整治的前提和关键。
1. 拱顶质量问题的原因
1.1施工质量差
隧道拱顶质量与施工质量、水平密切相关。如果施工质量差，势必危及最终的成品效果，并表现为相应的质量问题。分析表明，施工质量差主要表现在图纸理解不到位、空化明显、超挖、围岩支护操作不当、衬砌浇筑不严密等方面。这些施工质量问题将影响到最终的施工效果，从而造成拱顶的一些质量问题。
1.2地下水侵蚀
隧道拱顶质量问题，也和外部环境大有关系，外部环境的影响主要是地下水冲刷和侵蚀，尤其是在雨季，这不可避免对铁路隧道拱顶产生一定的负面影响，尤其是对钢筋混凝土结构，地下水侵蚀效果更加突出，其危害性较大。
1.3列车荷载
列车荷载也是一个重要因素，火车在运行过程中，不可避免地产生一些较大的振动，振动将干扰到隧道结构。
2. 隧道工程拱顶质量问题类型
2.1拱顶脱空
导致拱顶脱空的质量问题，主要包括三个方面：第一，初光面爆破效果差，开挖面不是平的，超挖，没有喷浆混凝土作业；防水板集凹陷不适合早期表面密集的粘贴，衬砌混凝土浇注的局部应力和内衬之间的防水板脱空。第二，二次衬砌混凝土拱部未填满，二次注浆未严格按照设计规范进行，在初始支护之间形成空隙。三是拱顶混凝土没有连续浇筑，间隔时间太长，先浇筑了一些混凝土，堵住了出料口。
2.2拱顶衬砌欠厚
拱顶衬砌欠厚质量主要原因如下：首先，混凝土的二次衬砌拱不够厚，和拱顶是空的，同时，这表明混凝土未填满。二是测量放线定位精度低或切割效果不理想。第三，为了在滑坡治理过程中尽可能避免因安全原因再次扰动围岩，对部分突出的岩石或原拱支护未进行处理，导致二次衬砌厚度不足。第四，初期支护预留沉降缝过小，围岩变形大：初期支护局部湿喷混凝土过厚，施工中对二次衬砌处理不够有效，导致二次衬砌厚度不足。
2.3拱顸钢筋外露与保护层不足
在隧道施工中，一旦钢筋外露，保护层不够，不仅会影响隧道的安全和结构的稳定性，而且会缩短使用寿命，造成很大的危害。造成钢筋外观及保护层不足的主要原因是：一是二衬钢筋安装过程中未悬挂保护层垫块或保护层垫块。二是安装过程中第二衬定位不准确，第二衬钢筋间距过大，导致局部钢衬小车钢筋外露。三是初期支护的挖底导致二次衬砌混凝土厚度不足，使得二次衬砌钢保护层过小，无法保证隧道的间隙。
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3. 隧道工程拱顶质量问题的处理措施
3.1拱顶脱空处理措施
根据物探和钻孔验证脱空的范围，检测和定位位置，并检查脱空范围过程中缺陷整改：采用自制的台车或台架作为操作平台，进行钻孔作业脱空的位置，灌浆孔交错，间隔1.0 x1.0m间距。钻孔过程中，注意防水板不穿透。在现场作业时，可根据实际衬砌厚度、缺陷范围和衬砌后空隙大小，对钻孔进行适当调整。
灌浆材料采用微膨胀水泥砂浆、水泥砂浆采用的混合比0.8：1，通过现场试验可以调整，做出好的泥浆混合使用的增加而提高，严禁停滞时间过长的浆液，灌浆逐渐采用加压式灌浆，灌浆压力为0.2 MPa，灌浆速度一般是20～40 /分钟：灌浆管端套传输接口防止设施、灌浆压力稳定时达到设计压力，最终稳定超过5分钟，当不吸浆时可以结束灌浆，将密实的灌浆孔堵塞后，如果有更大的孔，需要添加纤维，衬砌应密切观察灌浆过程中，如果发现衬砌异常，畸形，出现裂缝或有裂缝及加速发展趋势时，应立即停止注浆并向上级领导汇报。施工过程中，应做好钻孔、注浆等工作，避免浆液的流动。灌浆结束后，应采取可靠的堵漏措施，防止灌浆块掉落，影响施工和运行安全。
3.2拱顶空洞填充整治方案
隧道拱顶空洞存在的问题，填充是一种最直接的方式，也是提高稳定性的效果的关键，拱顶空洞填充，一般需要做适当的强化操作后，也应该是针对特定的严格控制一些关键内容。
在填充过程中，最重要的便是施工材料，施工材料的应用效果直接关系到施工的最终应用，具体的工程项目，主要使用TK高分子膨胀材料建设，基于施工材料，其应用的价值有更突出的优势，这些优势主要是材料的基本特征。
（1）膨胀性。充满了对隧道拱顶TK高分子膨胀材料扩张有一个突出特点是膨胀性，这也是填充操作的基本要求，只有理想的膨胀，可以避免填充后出现一些不当的现象，特别是对反应后的体积膨胀，效果非常理想。
（2）质量轻。相关的填充材料中，有着质量轻的特点，在TK高分子膨胀材料扩张也得到了更好的体现，这种材料密度相对较小，与水相比，其仅为四分之一的水的密度，因此，它的质量比较轻，也可以发挥更好的作用在隧道拱顶结构和效果，减少拱顶的自重。
（3高强度。混凝土材料的强度也是一个基本的要求，更重要的是，只有理想的强度来提高其应用效果，TK高分子膨胀材料膨胀反应后有显著强度高的特点，尤其在抗压强度和粘结强度的性能非常理想。
（4）胶结强。对于这种TK高分子膨胀材料应用在隧道拱顶的优势之一的胶结能力也十分突出，在隧道拱顶建设中的地位有着非常明显的优势，尤其是对整个隧道拱顶施工后的稳定性而言更是尤为重要。
结束语
隧道工程拱顶质量问题严重危害整个隧道中的安全问题，所以需要针对性的进行预防与管理，采取相应的措施将问题解决，以保证隧道工程的建设与在使用中安全与符合规格。
参考文献：
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[3]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.
论文作者:刘轶群
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第35期
论文发表时间:2019/12/18
标签：拱顶论文; 隧道论文; 质量问题论文; 混凝土论文; 保护层论文; 工程论文; 效果论文; 《建筑模拟》2019年第35期论文;