提高公路隧道復(fù)合式襯砌質(zhì)量的探討

許忠印

(河北省交通建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司)

1 概 述

京承高速公路(河北段)位于河北省的東北部,總體呈西南東北走向,起于司馬臺(tái)長城(京冀交界處),途經(jīng)灤平縣、承德市雙欒區(qū)、雙橋區(qū),經(jīng)于承德市雹神廟之南承栗路。它是連接首都北京和國家重點(diǎn)旅游城市承德市的干線公路。京承高速公路(河北段)處于山嶺重丘區(qū),全線共設(shè)隧道7座,其中4座為分離式隧道,另外 3座為雙連拱隧道。7座隧道全部采用復(fù)合式襯砌施工。

2 問題的提出

2.1 復(fù)合式襯砌的設(shè)計(jì)原理及在新奧法施工中的地位

復(fù)合式襯砌是由初期支護(hù)和二次支護(hù)組成。初期支護(hù)是幫助圍巖達(dá)成施工期間的初步穩(wěn)定,二次支護(hù)則是提供安全儲(chǔ)備或承受后期圍巖壓力。初期支護(hù)按主要承載設(shè)計(jì),二次支護(hù)在Ⅳ類及以上圍巖時(shí)按全儲(chǔ)備設(shè)計(jì);在Ⅲ類及以下圍巖時(shí)按承載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。錨噴支護(hù)即為復(fù)合式襯砌中的初期支護(hù),它應(yīng)在開挖后盡早進(jìn)行施工。它充分體現(xiàn)了新奧法施工中充分發(fā)揮圍巖自承力,以柔性支護(hù)代替剛性支護(hù)的特點(diǎn)。按照現(xiàn)代支護(hù)理論和新奧法施工原則,二次支護(hù)應(yīng)在圍巖和錨噴支護(hù)變形基本穩(wěn)定后進(jìn)行?？傊畯?fù)合式襯砌在新奧法施工中占有非常重要的地位,它是新奧法施工成敗的關(guān)鍵所在。

2.2 復(fù)合式襯砌的作用及保證質(zhì)量的意義

在隧道施工過程中襯砌質(zhì)量的好壞關(guān)系到隧道施工的成敗,它不僅關(guān)系到隧道的使用性、安全性,還關(guān)系到隧道的美觀。初期支護(hù)主要采用錨桿和噴射混凝土來支護(hù)圍巖,它與圍巖共同構(gòu)成了永久的隧道結(jié)構(gòu)承載體系,它主要是解決隧道在施工期間的穩(wěn)定于安全。二次支護(hù)采用模筑混凝土,它是為保證隧道在使用過程中的穩(wěn)定、耐久、減少阻力和美觀等。

2.3 京承高速隧道目前復(fù)合式襯砌施工中存在的問題

(1)初期支護(hù)存在的問題:主要有(錨桿方向不正確),噴射混凝土大面不平整,從而造成防水板掛設(shè)困難,二襯混凝土與噴射混凝土面不密貼。

(2)襯砌臺(tái)車制造工藝存在不足,主要表現(xiàn)在模板的曲率不合適,所預(yù)留的下料及振搗用的窗口不平整,制造工藝粗糙等,造成二次模筑混凝土外觀差。

(3)模筑混凝土施工中存在的問題:主要有混凝土與噴射混凝土面不緊貼,混凝土外觀有裂縫、氣泡、漏漿、粘膜現(xiàn)象,每節(jié)結(jié)合處錯(cuò)臺(tái)明顯,窗口處混凝土不平整等。

3 提高復(fù)合式襯砌施工質(zhì)量的措施

(1)噴射混凝土大面不平整主要原因是開挖時(shí)光面爆破效果不好造成的,我們通過對爆破方案及爆破作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行檢查研究發(fā)現(xiàn),炮眼的深度和間距有些偏大,隨后我們對爆破參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,主要是根據(jù)圍巖的類別確定炮眼的問題,即圍巖類別越差,炮眼間距特別是周邊眼炮眼間距應(yīng)該越小。另外還采用減小周邊巖炮眼的間距并間隔裝載的辦法進(jìn)行爆破。實(shí)踐證明,光面爆破效果明顯改善,做到了既減小攏動(dòng)周邊圍巖,又保證了光爆面平整,大大提高了殘留炮孔的痕跡。從而提高了初期噴射混凝土大面平整度,為解決二襯混凝土與噴射混凝土不密貼打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(2)襯砌臺(tái)車的制造,一定要選擇正規(guī)廠家,不要圖一時(shí)便宜,而因小失大。另外在臺(tái)車的制作期間,施工單位應(yīng)派有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員到廠家檢查,進(jìn)行中間驗(yàn)收,并根據(jù)施工要求提出修改意見,以方便施工,在不影響幾何尺寸和外觀的前提下,不要死搬圖紙。臺(tái)車加工要注意保證模板的厚度及撐桿件的強(qiáng)度,保證模板的曲率,保證臺(tái)車的整體剛度,以保證臺(tái)車的正常循環(huán)工作,從而減少混凝土的錯(cuò)臺(tái)和變形。

(3)提高復(fù)合式襯砌的施工質(zhì)量關(guān)鍵在于做好防水、防止混凝土開裂、減少混凝土錯(cuò)臺(tái)等并努力提高混凝土的外觀質(zhì)量。

復(fù)合式襯砌的防水關(guān)鍵在于防水隔離層的施工,這就要求首先所用塑料板材質(zhì)要滿足規(guī)范要求,其次,在施工中應(yīng)特殊注意以下幾個(gè)方面。

(1)防水層在拱部和邊墻可按環(huán)狀鋪設(shè),結(jié)合方法宜采用爆接,搭接寬度為 10cm,焊縫寬不小于 2.5cm。防水層接頭處應(yīng)擦干凈,用與塑料板相同材質(zhì)的的焊條焊接。

(2)防水層用墊圈和繩扣吊在固定點(diǎn)上其固定間距不能太大,一般拱部為 0.5～0.7m,側(cè)墻部位為 1.0～1.2m,在凹凸處應(yīng)適當(dāng)增加固定點(diǎn),特別應(yīng)注意的是,固定點(diǎn)之間防水層不得繃緊以保證澆筑混凝土?xí)r板面與混凝土面能密貼。

(3)澆筑二襯混凝土以前應(yīng)對防水板進(jìn)行詳細(xì)檢查,看有無漏焊、有無破損,發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)修補(bǔ)。

(4)要注意嚴(yán)禁在鋪設(shè)塑料板的地段進(jìn)行爆破作業(yè)。

要高度重視止水帶的施工質(zhì)量。

減少二襯混凝土開裂、提高混凝土外觀質(zhì)量要注意以下幾個(gè)方面。

(1)在混凝土中加入適量的減水劑和膨脹劑,可減少水和水泥的用量,從而減少混凝土水化熱,減少混凝土的收縮裂縫。

(2)在初期支護(hù)與二次襯砌之間,設(shè)置隔離層和低標(biāo)號(hào)砂漿,減少對二襯的約束。

(3)嚴(yán)格混凝土的配合比,提高施工的技術(shù)水平,保證分層對稱灌注,加強(qiáng)振搗,切實(shí)做好混凝土的養(yǎng)生工作非常重要。

(4)筑混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,一次模筑混凝土襯砌環(huán)節(jié)不宜太長,以免混凝土硬化收縮而產(chǎn)生裂縫。

(5)另外在襯砌易開裂部位,可適當(dāng)增設(shè)適量鋼筋,以減輕應(yīng)力分布不均,從而減少混凝土的開裂。

(6)襯砌臺(tái)車的模板要及時(shí)進(jìn)行修整打磨,努力提高混凝土的外觀質(zhì)量。

綜上所述,隧道復(fù)合式襯砌的施工質(zhì)量非常重要,如何在初期支護(hù),防水層,二襯等環(huán)節(jié)提高施工質(zhì)量,需要我們每一個(gè)隧道施工技術(shù)人員進(jìn)行總結(jié)和思考。