隧道襯砌施工技術(shù)總結(jié)

劉澤林

（太佳高速公路呂梁段建設(shè)管理處，山西 呂梁 033000）

隧道襯砌施工技術(shù)總結(jié)

劉澤林

（太佳高速公路呂梁段建設(shè)管理處，山西 呂梁 033000）

二次襯砌作為隧道的一種重要支護(hù)結(jié)構(gòu)，其施工質(zhì)量直接影響隧道的結(jié)構(gòu)安全、使用壽命、運(yùn)營(yíng)舒適度及美觀等，所以在施工時(shí)，要嚴(yán)格控制各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，使隧道二次襯砌施工質(zhì)量取得良好成效。

隧道襯砌；施工

1 概述

二次襯砌作為隧道的一種重要支護(hù)結(jié)構(gòu)，其施工質(zhì)量直接影響隧道的結(jié)構(gòu)安全、使用壽命、運(yùn)營(yíng)舒適度及美觀等。離軍高速公路有多條石質(zhì)兩車道隧道，施工中嚴(yán)格按照新奧法原理控制二次襯砌的施工時(shí)間，并加強(qiáng)過(guò)程控制，隧道二次襯砌施工質(zhì)量取得了良好成效。

2 二次襯砌施作時(shí)間

二次襯砌施工過(guò)早，圍巖的正常變形被限制，不能充分發(fā)揮圍巖的自承能力，二襯會(huì)承受較大的圍巖內(nèi)應(yīng)力。二次襯砌施工過(guò)晚，則圍巖會(huì)過(guò)度變形松弛，甚至?xí)鹚淼浪?。按照新奧法原理，隧道二次襯砌的施作應(yīng)在圍巖及初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定后進(jìn)行。圍巖及初期支護(hù)變形情況應(yīng)通過(guò)監(jiān)控量測(cè)獲得。隧道二次襯砌的施作應(yīng)在滿足下列條件下進(jìn)行：

（1）各量測(cè)項(xiàng)目位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定。

（2）水平收斂（拱腳附近）速度小于0.2 mm/d（機(jī)械式收斂計(jì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，7 d的平均值）。

（3）拱頂下沉速度小于0.15 mm/d。

（4）已產(chǎn)生的各項(xiàng)位移已達(dá)到預(yù)計(jì)總位移量的80%～90%。

3 二次襯砌的工藝流程

見(jiàn)圖1。

圖1 洞身模筑襯砌施工工藝流程圖

4 主要施工工序控制

4.1 防水層鋪設(shè)

防水板于隧道全斷面，防水板采用1 200 g/m2的TJ383BFP型PVC復(fù)合防水板，在初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定和二次襯砌灌注前施作，其施工控制主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）斷面輪廓必須滿足設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)格控制超、欠挖，如有欠挖必須在鋪設(shè)防水板前處理。

（2）噴混凝土層壁面必須穩(wěn)固、平整，以保證防水板能接觸基面?；嫔箱J利棱角、浮于壁面的大顆粒石應(yīng)予鑿平，鑿除后露出的巖石刃角亦應(yīng)打平。

（3）裸露的錨桿鋼筋頭應(yīng)予割除，不得殘留鋼刺，并用水泥砂漿覆蓋。

（4）防水板間焊接采用熱合機(jī)雙焊縫焊接，嚴(yán)防漏焊或假焊，搭接寬度不小于10 cm，PVC防水板受焊部位焊接前必須除去表面污物、油脂，再行焊接，并且要控制好焊接的溫度和速度，經(jīng)試驗(yàn)本工程PVC復(fù)合防水板的合理焊接的溫度和速度如下：焊接溫度130～180℃、焊接速度0.15 m/min。同時(shí)焊縫質(zhì)量應(yīng)設(shè)專人檢查并做好檢查驗(yàn)收記錄，保證強(qiáng)度、密閉性及抗?jié)B性符合要求。

（5）防水板每環(huán)長(zhǎng)度及寬度應(yīng)留有富余，避免因施工混凝土?xí)r，局部繃緊而將防水板拉破。

（6）防水層用墊圈和繩扣吊掛在固定點(diǎn)上，其固定點(diǎn)的間距：拱部為0.5～0.7 m，側(cè)墻為1～1.2 m，固定點(diǎn)之間防水層不得繃緊，以保證灌注混凝土?xí)r板面與混凝土能密貼。

4.2 沉降縫的施工

隧道襯砌在地質(zhì)變化處或明洞和隧道暗洞分界處均設(shè)沉降縫。沉降縫設(shè)置遇水膨脹型HPZ-AI（NR）止水帶。止水帶預(yù)埋于暗洞襯砌厚度的1/2處，其施工方法及施工注意事項(xiàng)如下：

（1）沿襯砌1/2厚度處之軸線在擋頭板上每隔0.5 m鉆一12的鋼筋孔，將制成的鋼筋卡，由待灌混凝土的一側(cè)穿入另一側(cè)，內(nèi)側(cè)鋼筋卡卡緊止水帶一半，另一半止水帶緊貼在擋頭板上。

（2）待混凝土凝固后拆除擋頭板，將原貼在擋頭板上的止水帶拉直后，彎曲鋼筋卡套卡緊另一半止水帶，澆注施工縫另一側(cè)混凝土。

（3）止水帶埋在襯砌混凝土中，在澆搗混凝土及止水帶定位時(shí)，應(yīng)注意安裝位置及澆搗壓力，以避免粗集料將止水帶刺破或造成止水帶偏移，并充分振搗，使止水帶和混凝土很好貼合。

4.3 施工縫的施工

洞身襯砌施工縫、仰拱橫向施工縫、仰拱與邊墻相接處均采用HX-2型鋼板膩?zhàn)又顾畮В瓷硪r砌施工縫內(nèi)止水帶沿襯砌環(huán)向鋪掛，直至小邊墻頂面。止水帶預(yù)埋于襯砌厚度的1/2處。鋼板膩?zhàn)又顾畮У氖┕すに嚰白⒁馐马?xiàng)同沉降縫遇水膨脹止水帶施工法。

4.4 鋼筋安裝

隧道Ⅴ級(jí)圍巖段及緊急停車帶加寬段襯砌為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋工程嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和規(guī)范施工。施工過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）鋼筋焊接時(shí)在防水層表面必須采用木板或其他來(lái)遮擋，避免燒焊作業(yè)中焊渣灼傷、燒焦防水板，降低防水板使用質(zhì)量。

（2）安裝及灌筑砼時(shí)鋼筋不得松動(dòng)或變形，雙層鋼筋之間應(yīng)設(shè)置足夠強(qiáng)度與數(shù)量的鋼筋撐腳。所有預(yù)埋件、預(yù)留箱盒必須和鋼筋骨架固定在一起，以免灌筑砼時(shí)發(fā)生偏移。

4.5 臺(tái)車就位

襯砌采用整體式襯砌模板臺(tái)車，臺(tái)車長(zhǎng)10.5 m。臺(tái)車設(shè)計(jì)必須經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)受力分析和驗(yàn)算，具備足夠的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，模板桿件加工制作應(yīng)符合金屬工程施工技術(shù)要求，以避免模板在施工過(guò)程中變形移位以致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題。襯砌模板施工主要注意下列事項(xiàng)：

（1）臺(tái)車進(jìn)洞就位前對(duì)該節(jié)初支面的圍巖欠挖情況作全面細(xì)致的檢查，對(duì)與設(shè)計(jì)不符的應(yīng)作二次爆破處理，杜絕二襯厚度不足或襯砌侵入隧道凈空。

（2）臺(tái)車拼裝完成后必須經(jīng)過(guò)正確放樣，調(diào)試檢查無(wú)誤后再立模。

（3）模板表面清理干凈，板縫寬及板間高差控制在規(guī)范允許范圍以內(nèi)，涂刷好脫模劑。模板縫應(yīng)平整嚴(yán)密，不得漏漿。

（4）為能充分保證施工后隧道凈空，臺(tái)車定位時(shí)按加高、加寬各5 cm處理（注：洞身開(kāi)挖時(shí)已預(yù)留變形量，足以充分保證隧道成洞凈空），就位后必須復(fù)核中線及標(biāo)高是否正確。

（5）在襯砌施工中拱頂和堵頭側(cè)易產(chǎn)生厚度不足的情況，因此堵頭板必須安裝牢固，為了配合凹凸的開(kāi)挖面和噴混凝土，堵頭板安裝材料主要為木材和氣囊，以保證其能承受混凝土壓力，達(dá)到不漏漿的效果。

4.6 襯砌混凝土施工

二次襯砌混凝土的質(zhì)量主要受到混凝土施工性能和施工方法的影響，因此在施工中要嚴(yán)格控制各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，并規(guī)范混凝土的運(yùn)輸、灌注、搗固、養(yǎng)生各個(gè)施工環(huán)節(jié)。

[23] Nadege Rolland, “China’s ‘Belt and Road Initiative’: Underwhelming or Game-Changer?” The Washington Quarterly, Vol. 40, No.1 (Spring 2017), p. 137; 韋宗友：《美國(guó)對(duì)“一帶一路”倡議的認(rèn)知與中美競(jìng)合》，《美國(guó)問(wèn)題研究》2018年第1輯，第57頁(yè)。

（1）混凝土拌制：混凝土施工性能是指和易性、坍落度、流動(dòng)性以及施工時(shí)的強(qiáng)度，在施工過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)施工條件、構(gòu)造條件、環(huán)境條件作合理調(diào)配，使其符合各作業(yè)環(huán)節(jié)的要求。其中在襯砌施工中混凝土的泌漿量是影響混凝土質(zhì)量的最大因素，因?yàn)槊跐{量大，粗骨料與砂漿易分離，會(huì)造成蜂窩和空洞等缺陷，同時(shí)對(duì)拱頂背后空隙的大小有著很大的影響，在混凝土調(diào)配中主要通過(guò)以下兩種措施來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題：一是通過(guò)適當(dāng)增加細(xì)骨料和水泥等粉體的用量，形成富有黏性的混凝土；二是摻入適量高效能減水劑，盡量減少單位用水量，達(dá)到提高坍落度減少泌漿的效果。

（2）混凝土運(yùn)輸：混凝土在拌和后要迅速運(yùn)送、立即灌注、充分搗固，以免造成混凝土材料分離和坍落度下降等問(wèn)題。

（3）混凝土泵送澆注：混凝土灌筑前應(yīng)對(duì)模板、鋼筋、預(yù)埋件、預(yù)留孔洞、施工縫變形縫止水帶等進(jìn)行檢查，清除模板內(nèi)雜物，隱蔽工程驗(yàn)收合格后，方可灌筑砼。嚴(yán)格控制混凝土灌注速度和灌注高度差，避免由于混凝土的灌注速度和高度差超過(guò)模板設(shè)計(jì)時(shí)的預(yù)計(jì)值而造成模板的變形和移動(dòng)。應(yīng)在堵頭板設(shè)置排水孔將泌漿水排除，以免降低混凝土的質(zhì)量。拱頂部分混凝土采用向上灌注的方式，向上灌注口設(shè)置在距已灌注好的混凝土側(cè)0.75 m位置上，減少靠已灌注好混凝土側(cè)拱頂產(chǎn)生空隙的現(xiàn)象。同時(shí)為了減少空隙中的空氣，在已灌注好混凝土側(cè)設(shè)置排氣孔。

5 防止、減少和處理二襯砼開(kāi)裂的措施

襯砌因全周的外緣與噴射混凝土接觸，變形受到約束，約束了混凝土的溫度收縮和干燥收縮，有時(shí)會(huì)因此產(chǎn)生拉伸裂紋，此外，由于灌注和搗固不慎也會(huì)產(chǎn)生混凝土開(kāi)裂現(xiàn)象。如開(kāi)裂擴(kuò)大、劣化就可能會(huì)造成混凝土剝落、掉塊，對(duì)隧道的質(zhì)量、安全造成嚴(yán)重影響，因此在施工中應(yīng)采取適當(dāng)合理的措施防止、減少襯砌凝土的開(kāi)裂，如出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象要及時(shí)處理。

（1）砼加減水劑、膨脹劑：減少單位水泥和水的用量，可以減少砼收縮應(yīng)變。

（2）初期支護(hù)與二襯間設(shè)隔離層或低標(biāo)號(hào)的砂漿，減少對(duì)二襯的約束。設(shè)置防水隔離層可以使襯砌支護(hù)與二襯間不傳遞切向力，對(duì)預(yù)防開(kāi)裂作用很大，但要用噴射砼或砂漿整平支護(hù)面。

（3）在易開(kāi)裂的部位加筋。

（5）減慢灌注速度，在到拱腳處停止1 h左右，以待邊墻砼下沉穩(wěn)定后再進(jìn)行拱部施工（一般拱腳附近裂縫較多）。

（6）細(xì)小裂縫用丙烯酸、水泥漿或環(huán)氧樹(shù)脂涂刷填縫。

（7）較大裂隙縫可用10號(hào)水泥漿或環(huán)氧樹(shù)脂填縫。

（8）當(dāng)大于5 mm時(shí)用環(huán)氧樹(shù)脂或壓漿、鋼筋網(wǎng)噴射砼補(bǔ)救。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和高速公路的飛快發(fā)展，隧道建設(shè)在公路建設(shè)中起著越來(lái)越重要的作用，而研究隧道襯砌施工新技術(shù)成為了迫切的需要，以確保隧道質(zhì)量和營(yíng)運(yùn)安全。

Tunnel Lining Construction Technique Summary

Liu Zelin

Two lining works take tunnel's one kind of important supports and protections structure，its construction quality immediate influence tunnel’s structure security,service life,operation comfort level and artistic and so on.Has many lithical two traffic lane tunnels to the armed forces highway，in the construction the law principle controls two time lining work strictly according to construction time，and strengthened the process control，the tunnel two lining work construction quality has made the good progress.

tunnel lining；construction

U 455

A

1000-8136(2010)32-0056-02