一、 编制说明 2

二、 常见衬砌质量问题分析 2

1、衬砌脱空 2

2、衬砌开裂 3

3、 渗漏 4

4、 冷缝 4

三、 常见衬砌质量问题预防技术措施 4

1、衬砌脱空预防措施 5

2、衬砌开裂预防措施 5

3、衬砌渗漏预防措施 5

4、施工冷缝预防措施 6

5、预防措施展示 6

四、 质量控制管理 8

1、质量管理组织机构 8

2、质量保证体系 8

3、质量管理职责 8

4、质量控制流程 12

5、质量管理措施 13

6、质量预控 14

7、质量过程监控与检测 15

隧道衬砌缺陷分析与预防

一、编制说明

隧道施工皆为隐蔽工程施工，施工人员技术素质参差不齐，施工过程管控难度较大。项目工程进入运营阶段后，任何一个隧道衬砌缺陷将直接影响运营安全，造成后果不可估量。对此针对对隧道衬砌常见质量问题进行分析，并制定相应管控及技术措施及质量管理保障措施，予以执行落实为衬砌质量保驾护航。以下主要对隧道衬砌脱空、开裂、渗漏、施工冷缝质量缺陷进行分析及措施说明。

二、常见衬砌质量问题分析

1、衬砌脱空

衬砌脱空缺陷多出现在拱顶、施工缝处或者仰拱底部，为隧道比较常见的也难以根治的一种质量问题，这种缺陷的形成主要为以下几种：

A、初支喷混原因：初期支护的平整度不达标，隆起或凹陷，若隧道整体纵坡较小，形成的凹凸面直接造成衬砌的结构尺寸不足或者脱空；

B、防水板的铺设原因：防水板铺设采用热熔垫圈焊接，其拱部设置间距一般为0.5～0.8m，边墙设置间距为0.8～1m，防水板铺设不平整、铺设过于紧张、出现隆起现象时造成衬砌空洞；

C、机械设备原因：①电压不足，拖泵泵送压力不满足要求，造成衬砌浇筑过程中的脱空；②浇筑台车刚度不足或组装不合格，浇筑过程中或浇筑结束后下沉导致衬砌脱空；③浇筑完成后未先关闭上料阀门再拆除泵管，造成混凝土下落衬砌脱空；

D、沉降：初支围岩沉降收缩未稳定，衬砌施工后会出现少量脱空。

E、混凝土施工：混凝土收缩性较大、塌落度较大或较小时漏振或振捣不密实会导致衬砌脱空；

F、仰拱底部虚渣：石质或土质地质，仰拱开挖其拱底虚渣未清理干净，拱底孔隙水冲刷造成仰拱底部脱空；

G、施工人员：施工人员责任心不足，质量意识不强，看模人员工作不够细致造成衬砌脱空；

H、工艺工序原因：未严格按照“从低坡端向高坡端”“分层分窗”的浇筑原则进行，造成拱顶空腔，衬砌脱空；

I、施工缝：施工缝处环向中埋式止水带、背贴式止水带安装不平顺，未采用钢筋夹对夹定位，浇筑过程中错动造成施工缝处空洞。

2、衬砌开裂

衬砌开裂多出现在施工缝处、洞门、暗洞板块衬砌中部，施工缝处多为“月牙型”环向闭合裂纹，衬砌开裂质量缺陷部位衬砌较易脱落、掉块；裂纹表现为：表面龟裂、纵向、横向及环向裂纹。裂纹不仅有损外观，而且会引起钢筋腐蚀，破坏整体结构，降低刚度影响强度和耐久性。这种衬砌缺陷成因主要有以下几种：

A、衬砌混凝土浇筑完成后拆模过早，混凝土尚未达到强度，受混凝土自身重力原因造成开裂。

B、衬砌浇筑后养护不及时，隧道内输送风及贯通风使衬砌表面失水较快，引起表面开裂；

C、台车行走时，台车与衬砌未按要求完全分离，对衬砌的剐蹭造成开裂或者下一模台车就位时，上一模衬砌强度未达到设计强度，台车就位搭接处受压力造成开裂，主要出现于衬砌结构边缘。

D、不均匀沉降：施工衬砌时，围岩沉降收缩未稳定，整体的不均匀沉降造成开裂；

E、混凝土质量因素：①泵送混凝土配比水灰比较大，水化热过大混凝土脱水干缩，养护难以控制引起表面开裂；②混凝土搅拌时间不足，骨料分布不合理，收缩不均匀产生裂缝。

F、钢筋保护层过大或保护层过薄集料过少开裂：

3、渗漏

衬砌渗漏缺陷存在于地下水发育地区，其危害较大，衬砌渗漏说明该部位衬砌防排水系统失效，水的渗漏侵蚀直接影响结构，其处理较为困难，熔岩地区处理反复。衬砌产生渗漏的原因总结以下几点：

A、围岩裂隙水丰富，地质条件复杂，岩层节理发育，围岩断层破碎带汇集大量裂隙水，特别是浅埋段隧道，覆盖层较薄，很容易渗透地表水；

B、衬砌施工过程施工缝连接处处理不当，防排水系统失效，产生结合不严的渗漏；

C、围岩未稳定进行衬砌施工，受围岩压力过大产生结构性贯穿裂纹；

D、混凝土配合比防渗等级不足以抵抗围岩周边水压；

E、施工过程中使用离析混凝土或者振捣不满足要求产生深层蜂窝，造成衬砌局部抗渗失效，长时间的水侵蚀极易造成明水或者毛细水渗出；

F、浇筑前未检查清理模板内杂物，浇筑完后混凝土夹渣，长时间风化后形成孔洞，直接渗漏；

G、隧道施工所在地，其地下水中富含矿物质，将原有畅通的防排水系统堵塞，造成水淤积形成衬砌表面渗水现象。

4、冷缝

冷缝是本该整体浇筑成型的构件在浇筑过程中出现间断，先浇段达到终凝再浇筑剩余部分，因时间间隔过长混凝土收缩不同产生缝隙。此项缺陷的成因如下：

A、设备原因：供电间断、泵车故障、混凝土供料间断造成浇筑间断，形成冷缝。

B、施工原因：振捣不均匀，漏振或过振造成混凝土离析或混凝土骨料集中产生冷缝、裂纹、蜂窝等质量缺陷。

C、混凝土原因：外加剂的作用延时或参量过高造成混凝土入模后离析产生冷缝。

三、常见衬砌质量问题预防技术措施

1、衬砌脱空预防措施

A、调整光面爆破参数，提高光面爆破效果；

B、提高初支喷混平整度，制定平整度自检制度，减少初支凹凸面；

C、铺设防水板平顺，预留有一定的松弛度使防水板与初支面密贴；

D、将环向、纵向施工缝处的止水带安装牢固、平顺，使用刚模对夹止水带工艺并辅助使用U型固定卡固定牢固，使其在浇筑过程中不会错动、脱落。

E、采用拱顶防脱空装置：拱顶通长预埋一条直径为2cm的排气管，沿线路方向竖直每2m埋设一根直径2m的钢管，钢管顶部开设十字槽，用来检测混凝土是否浇筑饱满；辅助采用电子防脱空感应器进行预防脱空；

F、浇筑顺序严格按照从低到高、分层分窗口进行浇筑，禁止跳窗施工，振捣过程必须严格把控；

2、衬砌开裂预防措施

A、加强混凝土本身的内在质量，做好原材料的检验工作，优化混凝土配合比，减少水泥用量尽量降低水化热的影响，严禁现场擅自加水；

B、混凝土浇筑完成后，增加衬砌带膜养护时间，及时洒水养护，对掺有外加剂的混凝土增加养护时间，使用养护台车进行养护；

C、延长拆模时间，确保混凝土强度到达规范要求的拆模强度；

D、施工中，混凝土充分振捣，并且保证不漏振、不过振；

E、钢筋绑扎过程中强调精准下料，按要求安装保护层垫块，防止因保护层太厚或太薄、钢筋间距较大或较小，混凝土顺钢筋产生裂纹；

F、浇筑台车在行走前，需确认检查其与上一模混凝土间距，保证其行走过程中不会造成成品的脱裂；

G、衬砌施作前，应确认其围岩沉降是否稳定，待围岩沉降收缩稳定后再施工衬砌。

3、衬砌渗漏预防措施

衬砌渗漏的预防主要体现在“防、堵、截、排”的原则上

A、强调按标准施工洞内防排水系统，其排水系统由防水板、环向透水盲管、中埋式止水带、背贴式止水带、膨胀式止水条组成，富含水区域将环向透水盲管加密；

B、及时施作洞顶天沟，拦截洞口地表水；

C、清除初支表面凸起及硬物，防止顶破防水板，造成渗漏水。

D、防水板的规范化施工对混凝土衬砌体质量及水害防止起着决定性作用，防水板的挂设应按从外向内、从上到下的原则，防水板的搭接焊缝必须做到严密无间断，设置专人检查：焊接完成后应用肥皂水进行充气检查其焊接质量，是否有漏焊、假焊、焊伤；观察其挂设与热熔垫圈焊接处是否合格或者破损；手托防水板检查其是否与初支密贴，防水板下是否还有尖锐物体未清除；钢筋绑扎过程中禁止贴着防水板拖拽或者下料不精准顶住防水板造成破损。如发现问题应立即进行修补并做好记录，不合格的不予验收；

E、混凝土浇筑，应严格按照配比施工，混凝土振捣时必须专人负责，避免出现漏振、过振现象，加强施工缝、变形缝等薄弱环节的混凝土振捣，排出止水带底部气泡和空隙，使止水带和混凝土紧密结合；

F、初支施工过程中当发现裂隙水较多或局部小股水渗出时，堵塞困难则进行引排，引排入隧道排水系统中。

4、施工冷缝预防措施

A、灌注需在下层混凝土未初凝前完成，振捣过程中振捣范围应伸入下层混凝土中5-10cm振捣，保证振捣密实；

B、混凝土减低用水量，增加混凝土和易性；

C、减少混凝土浇筑的分层厚度，条件允许时混凝土中添加缓凝剂，以防出现冷缝；采用斜面分层方法进行浇筑；

D、出现无法避免浇筑间断时，采取特别的处理措施及时处理，例如在两层混凝土间使用薄层水泥基材料使两次混凝土连接紧密。

E、混凝土浇筑前应设备工具配备到位，预备备用电源、备用设备；混凝土的供应能力应满足要求；

四、质量控制管理

1、质量管理组织机构

项目部建立由项目经理任组长，项目总工程师、项目副经理、质检负责人员参与组成的经理部质量管理领导小组，经理主抓，工程管理部、综合管理部、安质部、物资设备部、计划财务部、精测队、中心试验室负责人为成员，负责全面质量管理工作，各架子队负责人、施工班组负责人和主管工程师具体落实。

项目部质量管理领导小组是负责工程质量管理的实施组织机构，领导和组织各质量QC小组开展保证工程质量的各项攻关和管理活动。安质环保部是本合同段工程实施过程中质量管理的执行机构，在进行质量专检的同时，对质量管理制度、标准和规定的执行情况进行监督、检查，实行质量管理“一票否决权”。

2、质量保证体系

项目部将全面落实质量管理，开展全过程、全方位质量管理，确保工程施工质量得到有效管控。为保证本工程顺利实施和实现质量目标，项目部从组织、资源、技术、制度保证等各个方面建立符合项目实际的质量管理体系，明确项目施工准备期、施工期、缺陷责任期与质保期等阶段及各阶段的质量管控内容。同时采用PDCA模式，通过不断循环的工作方法，提高质量，促进质量管理体系的持续改进。

3、质量管理职责

建立以项目经理为质量第一负责人的管理职责及职权体系，由项目总工程师负责该体系运行，项目经理将质量管理职能分解到每一个部门、每一个岗位。项目部关键岗位的主要质量职责如下表所示。

表4.3-1 项目部关键岗位的主要质量职责

4、质量控制流程

建立健全质量管理制度，做到分层管理，逐级负责，对每一道工序都要明确责任人。严格执行各项操作规程和施工规范，加强自检、互检和专检工作，健全“横向到边、纵向到底、控制有效”质量检查体系，有效落实三检制度。

图4.4-1 施工质量控制流程图

5、质量管理措施

（1）成立项目质量管理机构，加强组织领导，明确岗位职责，严格执行施工规范，监理工程师指令等有关规定。严格实行“质量管理责任制”、“质量一票否决制度”。

（2）实行“质量教育培训制度”，定期开展质量教育和技术培训，不断提高员工的质量意识和技能水平，提升质量管理水平，确保工程质量。

（3）编制切实可行的施工细则，对关键工序编制详细的作业指导书，实行“施工技术交底管理制度”。

（4）严格控制原材料质量，不合格材料坚决不用。

（5）对持证上岗的焊工进行考试评定，不合格的坚决淘汰，并实行末位淘汰制度。

（6）加强施工过程控制，层层落实岗位责任制，把责任落实到人。坚持“首件制”、“三检制”制度，不放过任何质量漏洞。

（7）深入开展QC小组活动，将QC小组活动落到实处，对促进提质增效的QC小组给予适当奖励。

（8）加强与业主、监理、设计单位的联系沟通，及时解决关键部位的技术难题。

（9）配合监理工程师做好中间工序检验与验收，并做好记录和签证。

（10）实行“质量考核制度和质量奖惩制度”，以经济手段对工程质量实行控制管理。

（11）施工前进行全面技术交底，使每个施工作业人员都了解施工流程、施工方法，做到操作有标准、工作有目标。

（12）认真组织开展工艺性试验，确保各项工艺参数符合设计及相关规范要求，在此基础上开展工艺优化，确保本工程质量。

（13）对投入本工程使用的原材料（防水板、钢筋、混凝土等）从试验检测上加强质量控制。

（14）严格执行国家规范、规程，坚持按图施工，对施工过程中出现的事先不可预见的问题必须按照与业主、设计院预先商定的程序进行解决与处理，如设计变更或材料代换等。

6、质量预控

主要原材料品质应满足本暂行技术条件的相关规定；按设计及施工要求复检施工配合比混凝土的拌合物工作性能，核查配合比试拌过程以及相关混凝土力学性能、收缩性能和耐久性能等试验结果。施工过程中，如更换水泥、外加剂、矿物掺和料等主要原材料的品种及规格，应重新进行混凝土配合比选定试验，并对试验配合比混凝土的拌合物性能、力学性能、收缩性能与耐久性能进行检验，检验结果应分别满足设计与相关规定。编制详细的、可操作性强的技术交底、作业卡片，且交底到每一个工人手上，保证每一个参与施工的工人明确质量验收标准及控制措施。实行全过程监控，加强过程控制，指导施工。对重点工序设专人专岗加强监控，保证施工质量。形成详细的作业流程图，明确各道报检程序，严格按照程序执行，保证施工质量。挑选有经验的测量工担任测量工作，对计算数据和测量结果进行多方复核，保证测量结果的准确性。施工过程中，测量全过程监控，保证隧道衬砌线型标高及净空符合设计验标要求。

7、质量过程监控与检测

加强质量监控，确保规范规定的检验、抽检频率，现场质检的原始资料必须真实、准确、可靠，不得追记，接受质量检查时必须出示原始资料。建立严格的原材料采购、运输、存放和使用管理制度。所有原材料要按验标和技术条件的要求进行进场质量检验，不合格批次产品要清除出场。要分类存放，标识齐全，散装材料存放场的基础要进行硬化处理。材料加工方面，工程技术人员严把过程质量关从钢筋、模板外形尺寸到滚压钢筋直螺纹丝头，从钢拱架弧度到拱架的拼装安装，从环向盲管到土工布及防水板的搭焊铺设，从厚度结构尺寸到外观质量，层层把关，层层管控。

完备检验手段，根据技术规范的规定配齐检测和试验仪器、仪表，并及时校正确保其精度，要根据合同要求加强工地试验室的管理，要加强标准计量基础工作和材料检验工作，不得违规计量，不合格材料严禁用于本工程。使用先进的检测技术对隧道衬砌加强进行检测，使检测不留死角。将检测结果进行反馈上报并及时制定处理质量缺陷方案，留存处理过程资料对问题部位进行二次检测，保证衬砌质量。