隧道工程二次襯砌施工技術(shù)實(shí)例分析

賀元俊

中鐵七局集團(tuán)第三工程有限公司，陜西 西安 710032

1 工程概況

某隧道區(qū)地面高程為411m～472m，最大埋深約45m，最小埋深約2m～5m。洞身地表為漫坡地形，進(jìn)口地表自然坡度為28°～46°，線路與地面線斜交，位于半坡上，兩側(cè)山體陡峭，交通不便；出口位于漫坡地形的林地中，交通較便利，地形開闊，便于施工場(chǎng)地布置。隧道洞身黃土陷穴很發(fā)育，分布范圍較廣。起迄里程DK721+541～DK723+784，全長2243m，其中Ⅳ級(jí)圍巖936m，Ⅴ級(jí)圍巖1307m。洞內(nèi)線路縱坡為17‰的單面上坡，全隧道位于直線上。

2 二次襯砌

2.1 仰拱及填充砼施工

為保證施工安全，仰拱混凝土應(yīng)及時(shí)施作，支護(hù)盡早閉合成環(huán)，整體受力，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。在隧道正洞Ⅳ級(jí)圍巖中，待噴錨支護(hù)全斷面施作完成后，根據(jù)圍巖收斂量測(cè)結(jié)果，拆除臨時(shí)支護(hù)，開挖并灌筑仰拱及填充混凝土，一次灌筑仰拱混凝土長度6m～8m。，在Ⅴ級(jí)圍巖地段，先進(jìn)行底部鋼架及噴砼施工，每次安裝一榀拱架后即噴砼封閉，依次循環(huán)進(jìn)行。完成一定長度后即施工仰拱。本仰拱采用C35鋼筋混凝土，仰拱填充采用C20混凝土。仰拱施工工藝：測(cè)量→開挖→清浮渣→隱檢→灌筑砼→搗固→養(yǎng)護(hù)。

2.2 結(jié)構(gòu)防排水

隧道防排水采用“防、截、排、堵相結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，達(dá)到防水可靠，經(jīng)濟(jì)合理，不留后患的目的。隧道拱墻初期支護(hù)與二次襯砌之間鋪設(shè)塑料防水板加土工布防水，防水層厚度不小于1.2mm，土工布質(zhì)量≥300g/m2。隧道環(huán)向施工縫部分采用中埋式橡膠止水條(地下水較大處設(shè)置中埋式緩膨脹橡膠止水帶和鋼邊止水帶)；襯砌背后設(shè)外貼式止水帶。二襯拱部每隔5m預(yù)留回填注漿孔，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，應(yīng)進(jìn)行充填注漿。

2.3 二次襯砌施工

隧道正洞采用復(fù)合式襯砌，二次襯砌分別采用C30鋼筋混凝土。

2.3.1 鋼筋施工

1）施工準(zhǔn)備

原材料檢驗(yàn)：每批鋼筋進(jìn)場(chǎng)時(shí)均應(yīng)有鋼筋出廠質(zhì)量證明書或試驗(yàn)報(bào)告單；鋼筋進(jìn)場(chǎng)后進(jìn)行復(fù)檢，并將檢測(cè)報(bào)告報(bào)監(jiān)理工程師審查；鋼筋現(xiàn)場(chǎng)堆放必須采取下墊上蓋等措施防止鋼筋銹蝕。

技術(shù)準(zhǔn)備：為保證鋼筋工程的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，根據(jù)圖紙、規(guī)范要求，及時(shí)技術(shù)交底，做到放樣及時(shí)、準(zhǔn)確，能指導(dǎo)施工；鋼筋工必須持證上崗，保證鋼筋加工質(zhì)量。

2）鋼筋加工

開工前及時(shí)向監(jiān)理工程師提交加工方案、加工材料明細(xì)表。加工時(shí)鋼筋應(yīng)平直，無局部曲折。如遇有死彎時(shí)，應(yīng)將其切除。鋼筋表面應(yīng)潔凈，無損傷、油漆和銹蝕。鋼筋級(jí)別和直徑必須符合設(shè)計(jì)要求。

3）鋼筋安裝

鋼筋的安裝位置、間距、保護(hù)層及各部鋼筋大小尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖規(guī)定。利用自行式作業(yè)平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)人工綁扎、焊接。施工時(shí)應(yīng)防止損壞防水層和注意預(yù)埋件安裝。

2.3.2 拱墻襯砌混凝土施工方法

1）施工方法

正洞襯砌采用10.5m全斷面鋼模整體式液壓襯砌臺(tái)車，橫洞襯砌采用組合鋼模板，采用混凝土輸送泵作業(yè)，由下向上，對(duì)稱分層，先墻后拱灌筑，入模傾落自由高度不超過2.0m，機(jī)械振搗?；炷吝\(yùn)輸采用10m3混凝土輸送車，擋頭模板采用制式鋼模，確保施工縫處混凝土質(zhì)量?；炷劣杀窘y(tǒng)一規(guī)劃的自動(dòng)計(jì)量拌和站生產(chǎn)，就近供應(yīng)。混凝土灌筑前做好鋼筋的布設(shè)工作，鋼筋角隅處要加強(qiáng)振搗，并做好防水層鋪設(shè)及各類預(yù)埋件、預(yù)留孔、溝、槽、管路的設(shè)置。

2）混凝土施工

隧道模筑混凝土襯砌施工程序及工藝流程∶施工準(zhǔn)備→安設(shè)防排水材料→臺(tái)車移位→臺(tái)車定位→隱蔽檢查→灌筑混凝土→脫模、臺(tái)車退出→養(yǎng)護(hù)→地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)。

施工準(zhǔn)備：測(cè)量工程師和隧道工程師共同進(jìn)行水平、高程測(cè)量放樣。起動(dòng)臺(tái)車液壓系統(tǒng)，根據(jù)測(cè)量資料使鋼模定位，保證鋼模襯砌臺(tái)車中線與隧道中線一致，拱墻模板定位后固定，并進(jìn)行測(cè)量復(fù)核。清理基底雜物、積水和浮碴；襯砌臺(tái)車前端裝設(shè)擋頭模板，并按設(shè)計(jì)要求安裝固定止水帶；拆除上組襯砌混凝土施工縫處止水帶保護(hù)模，并自檢防水系統(tǒng)設(shè)置情況。自檢合格后報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師隱蔽檢查，經(jīng)監(jiān)理工程師簽證同意后灌筑混凝土。

混凝土原材料必須經(jīng)工地試驗(yàn)室檢驗(yàn)合格后方可使用。細(xì)骨料采用河砂，粗骨料在指定石料場(chǎng)加工。在石料場(chǎng)建立粗骨料加工系統(tǒng)，保證粗骨料生產(chǎn)質(zhì)量滿足混凝土對(duì)粗骨料的各項(xiàng)指標(biāo)的要求。到工地后，按混凝土原材料試驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行檢驗(yàn)。水泥采用袋裝水泥，必須有出廠合格證。進(jìn)場(chǎng)后，由檢測(cè)試驗(yàn)中心按規(guī)范要求，進(jìn)行各項(xiàng)性能檢驗(yàn)。使用前對(duì)水進(jìn)行酸性物質(zhì)含量化學(xué)分析試驗(yàn)，合格后方可使用。

3）混凝土攪拌

攪拌站采用電子自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)，混凝土攪拌嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配合比計(jì)量拌和，配合比設(shè)計(jì)在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度、耐腐蝕、耐久性、和易性的要求和合理使用材料和經(jīng)濟(jì)的原則下，計(jì)算與試驗(yàn)相結(jié)合，采用質(zhì)量法設(shè)計(jì)。泵送混凝土配合比的技術(shù)要求：骨料最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比，碎石不大于1∶3，且不大于40mm；通過0.315mm篩孔的砂不小于15%?；炷辽a(chǎn)必須滿足冬期施工要求。

4）混凝土運(yùn)輸

混凝土采用混凝土輸送車運(yùn)輸。運(yùn)輸施工要點(diǎn)：混凝土在運(yùn)輸中應(yīng)保持其勻質(zhì)性，做到不分層、不離析、不漏漿。運(yùn)到灌筑點(diǎn)時(shí)，要滿足坍落度要求。從攪拌機(jī)卸料到灌筑完畢的延續(xù)時(shí)間不超過120min。

5）混凝土灌筑

混凝土自模板窗口，由下向上，對(duì)稱分層，先墻后拱灌筑，傾落自由高度不超過2.0m。因意外混凝土灌筑作業(yè)受阻不得超過2個(gè)小時(shí)，否則按施工縫處理。襯砌混凝土施工均為機(jī)械振搗，插入式振動(dòng)棒和附著式振搗器振搗密實(shí)，并避免碰撞鋼筋、模板、預(yù)埋件和止水帶等。振動(dòng)棒插入下層混凝土50mm左右。

6）混凝土養(yǎng)護(hù)及整修

模筑混凝土襯砌應(yīng)根據(jù)不同地段承壓情況，混凝土強(qiáng)度分別達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%、70%及8MPa時(shí)方可拆模。

7）質(zhì)量保證技術(shù)措施

襯砌施工前，應(yīng)對(duì)中線、高程、斷面尺寸和凈空大小進(jìn)行仔細(xì)檢查核對(duì)，準(zhǔn)確無誤符合設(shè)計(jì)要求后，方可灌筑混凝土。

施工前做好地下水的封堵、引排，仰拱及基礎(chǔ)部位的浮碴、積水必須清理干凈，襯砌混凝土必須在無水情況下進(jìn)行施作，以保證混凝土質(zhì)量?；炷凉嘀埃瑢?duì)模板、支架、鋼筋、預(yù)埋件和止水帶進(jìn)行仔細(xì)檢查，符合要求后方能灌筑。

混凝土中摻入外加劑，控制混凝土的水灰比，控制混凝土中水泥用量等措施，增加混凝土的密實(shí)性并減小因水化熱引起的混凝土溫度應(yīng)力和收縮。

混凝土襯砌灌筑過程中，嚴(yán)禁損壞防水板。

檢測(cè)試驗(yàn)中心按規(guī)定要求在灌筑混凝土現(xiàn)場(chǎng)做試件，并詳細(xì)填寫施工記錄。

2.3.3 注漿回填

為了確保初期支護(hù)與二次襯砌密實(shí)無空洞，二次襯砌時(shí)，在拱部每隔3m預(yù)埋一根注漿管，注漿管采取保護(hù)措施，防止混凝土進(jìn)入將其堵死，在襯砌混凝土強(qiáng)度達(dá)到后進(jìn)行注漿，注漿材料選用水泥砂漿（水灰比1：1，砂灰比2：1），注漿從低標(biāo)高注漿孔開始注漿壓力不小于1MPa或高標(biāo)高拱頂注漿孔冒漿為止。

3 結(jié)論

高等級(jí)公路和城市道路的隧道工程對(duì)于施工質(zhì)量、施工進(jìn)度及外觀質(zhì)量均有較高要求。模板臺(tái)車施工二襯能夠較好地滿足上述要求這是一種值得廣泛推廣的施工工藝。

[1]公路隧道施工技術(shù)規(guī)范(JTJ042. 94)[S].北京：人民交通出版杜，1994.

[2]公路陡道設(shè)計(jì)規(guī)范((JT1026. 90)[S].北京：人民交通出版社，1990.