高鐵隧道二次襯砌施工質(zhì)量控制

摘 要:本文通過結(jié)合茶坡里隧道二次襯砌施工實(shí)例，探討客運(yùn)專線二次襯砌施工質(zhì)量控制技術(shù)，從原材料、配合比、施工工藝等方面提出如何有效地提高二次襯砌施工質(zhì)量，有針對(duì)性地提出可采取的對(duì)策措施，為加強(qiáng)隧道二次襯砌施工質(zhì)量提供技術(shù)參考。

隨著石太客運(yùn)專線全線開工建設(shè)，中國(guó)拉開了高鐵新線建設(shè)的序幕，到2010年底，中國(guó)新建高鐵營(yíng)業(yè)里程已達(dá)5149公里，加上既有線路提速，中國(guó)的高鐵運(yùn)營(yíng)里程已達(dá)8358公里，在建里程1.7萬公里，隨著高鐵里程的快速增加，對(duì)客運(yùn)專線鐵路隧道工程的施工質(zhì)量提出了較以往更高的要求。鑒于客運(yùn)專線隧道的特殊性，為其施工質(zhì)量帶來了更大的難度以及更高的要求，筆者總結(jié)了其隧道施工特點(diǎn)主要如下。

(1)列車運(yùn)行速度高，對(duì)安全性、舒適性、耐久性、抗?jié)B性、抗凍性和施工工藝水平提出了更高的要求。(2)考慮列車高速運(yùn)營(yíng)的特點(diǎn)，隧道的凈空有效斷面積增大，給設(shè)計(jì)、施工提出了許多新科題。(3)由于開挖斷面積的增大，施工難度也急劇增加。

1工程概況

本項(xiàng)目滬昆客專茶坡里隧道位于湖南省醴陵市東堡鄉(xiāng)和黃獺嘴鄉(xiāng)境內(nèi)，全長(zhǎng)3010m，分進(jìn)出口及橫洞三個(gè)作業(yè)面掘進(jìn)，該隧道設(shè)計(jì)V級(jí)圍巖段445m，1V級(jí)圍巖段840m，Ill級(jí)圍巖段1725m，倒斜切式緩沖結(jié)構(gòu)洞門明挖段35m。隧道洞身采用復(fù)合式襯砌，二次襯砌分別采用C30混凝土或C35鋼筋混凝土，其中Ⅳ級(jí)、V級(jí)圍巖襯砌為鋼筋混凝土，Ⅲ級(jí)圍巖襯砌為素混凝土。拱墻襯砌厚度設(shè)計(jì)為:Ill級(jí)40cm，IV級(jí)45cm，V級(jí)50cm。

2二次襯砌施工工藝及其影響因素

隧道襯砌施工全過程主要工藝流程有:凈空量測(cè)、初期支護(hù)表面處理→防水層(防水板、縱橫盲管安設(shè))施作→防水層報(bào)驗(yàn)→邊墻基礎(chǔ)頂面雜物清理、頂面鑿毛、涂混凝土界面劑→安設(shè)鋼筋、鋪設(shè)臺(tái)車軌道、臺(tái)車就位、涂脫模劑、測(cè)量定位、安裝止水帶、立端頭模板、安裝輸送泵、輸送管、臺(tái)車報(bào)驗(yàn)、混凝土澆筑(泵送混凝土入模、搗固)、拆除輸送管并清洗、脫模、修補(bǔ)、養(yǎng)生。

而通過工程實(shí)踐表明，二次襯砌施工質(zhì)量較易受到施工工藝及其施工不當(dāng)所影響，筆者具體總結(jié)了二次襯砌施工質(zhì)量影響因素主要如下。

2.1 原材料質(zhì)量差、配合比設(shè)計(jì)不合理

材料控制是確保二次襯砌施工質(zhì)量的基礎(chǔ)，要提高施工質(zhì)量就必須從原材及配比控制開始。結(jié)合工程實(shí)踐，對(duì)于二襯砼原材料使用反擊破碎石機(jī)組生產(chǎn)碎石，通過調(diào)整篩孔尺寸，保證碎石的形狀和級(jí)配。5mm～20mm、20mm～40mm碎石分開堆放，分別進(jìn)入拌和機(jī)料倉(cāng)自動(dòng)計(jì)量后再與其它材料一同拌和。砼坍落度控制一般選13cm～18cm，根據(jù)砼灌注部位不同，墻部砼坍落度宜小，拱部砼坍落度宜大。在保證砼可泵性的情況下，宜盡量減小砼的坍落度，并提高砼的和易性、保水性，避免砼泌水。

2.2 施工工藝或現(xiàn)場(chǎng)操作不規(guī)范

施工工藝的規(guī)范性是二次襯砌施工質(zhì)量的保證，針對(duì)目前由于施工工藝或者施工操作不規(guī)范而導(dǎo)致二次襯砌施工質(zhì)量不滿足設(shè)計(jì)要求現(xiàn)象，筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)對(duì)二次襯砌施工實(shí)行技術(shù)交底制度，即在施工前對(duì)所有施工及管理人員進(jìn)行技術(shù)交底，明確二次襯砌的施工工藝流程及其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等并按照要求施工。同時(shí)經(jīng)常性開展QC小組活動(dòng)，針對(duì)二次襯砌施工中出現(xiàn)的質(zhì)量問題，分析原因、采取措施，通過持續(xù)改進(jìn)，不斷提高施工質(zhì)量。

2.3 施工中對(duì)隧道地質(zhì)情況核查不細(xì)

鑒于隧道二次襯砌的特殊性及其施工難度，如果二次襯砌施工前對(duì)隧道地質(zhì)情況核查不細(xì)將會(huì)可能嚴(yán)重二次襯砌施工質(zhì)量，甚至為隧道安全運(yùn)營(yíng)帶來嚴(yán)重隱患。例如對(duì)于存在溶洞暗河的隧道，如果對(duì)其地質(zhì)核查不細(xì)而忽略該地質(zhì)的特殊性，就可能會(huì)因?yàn)闆]有加大二次襯砌的厚度而導(dǎo)致隧道支護(hù)不足，直接造成襯砌受力變形，嚴(yán)重影響其質(zhì)量。

3二次襯砌混凝土施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 襯砌臺(tái)車的就位

采用襯砌臺(tái)車整體施工定位時(shí)采用全液壓自行式12米液壓襯砌臺(tái)車，在組裝大模板襯砌臺(tái)車時(shí)要注意橫向支撐的強(qiáng)度和剛度，控制混凝土灌注過程中模板的變形，保證凈空要求，臺(tái)車定位采用激光準(zhǔn)直儀導(dǎo)向，專職測(cè)量技術(shù)人員校準(zhǔn)并經(jīng)質(zhì)檢工程師和監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行模筑混凝土。襯砌臺(tái)車現(xiàn)場(chǎng)拼裝完成后，必須在軌道上往返走行3～5次后，再行緊固螺栓，并對(duì)部分連接部位加強(qiáng)焊接以提高臺(tái)車的整體性。檢查臺(tái)車尺寸是否準(zhǔn)確，掌握加工偏差大小情況，必要時(shí)進(jìn)行整修。

3.2 混凝土施工工藝

為了有效地確保二次襯砌混凝土的施工質(zhì)量，必須在圍巖和初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定下施工。

(1)仰拱、仰拱填充砼、邊墻基礎(chǔ)施工。為使支護(hù)能夠盡快閉合，構(gòu)成穩(wěn)固的支護(hù)體系，保障工程質(zhì)量和安全并為施工運(yùn)輸創(chuàng)造良好環(huán)境，開挖完成后，盡快施作邊墻基礎(chǔ)和仰拱及隧底填充。邊墻基礎(chǔ)模板采用鋼、木組合模板，仰拱采用仰拱大樣模板，加密測(cè)點(diǎn)，保證仰拱的設(shè)計(jì)拱度。仰拱填充混凝土施工時(shí)，測(cè)量人員嚴(yán)格控制混凝土表面標(biāo)高，以確保路面面層厚度。

(2)鑒于二次襯砌中混凝土施工的重要性，結(jié)合實(shí)踐，筆者總結(jié)其質(zhì)量控制要點(diǎn):混凝土襯砌應(yīng)盡可能緊跟工作面，本隧道襯砌為復(fù)合式襯砌，所以隧道的監(jiān)控量測(cè)是貫穿于隧道施工的全過程的一項(xiàng)基本工作，嚴(yán)格安裝要求進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，以達(dá)到“現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)施工”的根本目的。襯砌前應(yīng)用儀器控制放線，保證襯砌的平順銜接、模板應(yīng)及時(shí)的修整，保證襯砌外表平滑美觀。每層混凝土的厚度不超過振動(dòng)棒長(zhǎng)度的1.2倍，同時(shí)要重視混凝土的振搗問題，在不觸及模板的前提下，可加強(qiáng)結(jié)構(gòu)棱角處的振搗。

3.3 防排水施工

整個(gè)隧道二次襯砌防排水施工流程為:基面檢查處理(檢查凈空及初期支護(hù)表面處理)→環(huán)、縱向排水盲管安裝→沉降縫、施工縫止水條安裝→隱蔽檢查→防水板鋪設(shè)→隱蔽檢查→襯砌臺(tái)車定位→灌筑二次襯砌混凝土→拆模養(yǎng)護(hù)。隧道二次襯砌的防水通過利用混凝土自身的防水能力而實(shí)現(xiàn)，為此要求所采用抗?jié)B等級(jí)高于S8的混凝土。同時(shí)在拱墻背后采用單面自粘式HDPE復(fù)合防水卷材，要求防水板厚度大于1.5mm。在隧道施工縫及其變形縫處設(shè)置橡膠止水帶。在人行道及行車道與隧道銜接處應(yīng)嚴(yán)格橫板安裝，確保銜接平滑，在施工位置處應(yīng)該按照設(shè)計(jì)嚴(yán)格施工，確保工程質(zhì)量，預(yù)防滲水侵蝕混凝土。

3.4 鋼筋施工

整個(gè)二次襯砌的鋼筋安裝位置、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。鋼筋制作及安裝嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙要求，由鋼結(jié)構(gòu)加工廠統(tǒng)一制作，利用軌行式作業(yè)平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)人工綁扎、焊接。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。施工時(shí)應(yīng)防止損壞防水層和注意預(yù)埋件安裝。

4結(jié)語(yǔ)

結(jié)合工程實(shí)例，分析客運(yùn)專線隧道施工難度出發(fā)，提出隧道二次襯砌施工工藝及其影響因素，并從襯砌臺(tái)車就位、混凝土施工等方面提出二次襯砌施工質(zhì)量控制技術(shù)，有效地提高其施工質(zhì)量，為同類工程提供參考。

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