淺析對(duì)隧道二次襯砌施工厚度不足的處理

萬寶林

(中鐵二十局集團(tuán)第一工程有限公司)

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淺析對(duì)隧道二次襯砌施工厚度不足的處理

萬寶林

(中鐵二十局集團(tuán)第一工程有限公司)

結(jié)合工程實(shí)際介紹了隧道復(fù)合式襯砌二襯襯砌厚度不足的檢測、施工處理方案、施工資源配置、質(zhì)量和安全控制等，對(duì)類似工程具有較好的指導(dǎo)作用。

隧道襯砌；二襯厚度不足；施工處理方案

1 工程概況

滬昆客專高速鐵路是國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中“四縱四橫”的快速客運(yùn)通道之一，線路全長2 066 km，設(shè)計(jì)時(shí)速為350 km/h，我公司承擔(dān)施工的杭長湖南段茶園嶺隧道是施工標(biāo)段內(nèi)的主要隧道之一，隧道全長952 m，其中Ⅲ級(jí)圍巖190 m、Ⅳ級(jí)圍巖380 m、Ⅴ級(jí)圍巖382 m。隧道內(nèi)縱坡為單面下坡，坡度為11.4‰。隧道穿越區(qū)為剝蝕低山丘陵區(qū)，地形起伏較大，地形地貌總體表現(xiàn)為剝蝕丘陵與丘間谷地相間，丘坡絕對(duì)高程100～223 m，相對(duì)高差約為40～120 m。

2 隧道無損檢測情況

隧道二次襯砌是通過內(nèi)襯達(dá)到加固支護(hù)、增強(qiáng)防排水系統(tǒng)、美化外觀、方便設(shè)置通訊、照明、監(jiān)測等設(shè)施的作用，保證了隧道在運(yùn)營、使用中永久穩(wěn)定、安全、美觀。隧道二襯施工完成后，經(jīng)無損檢測發(fā)現(xiàn)，隧道洞身中部拱頂部位存在一段長4.5 m的二襯混凝土厚度部分不足，針對(duì)隧道內(nèi)多處存在淺埋、偏壓，施工安全隱患大等特點(diǎn)，為保證施工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，決定對(duì)該段襯砌混凝土進(jìn)行拆除，對(duì)欠挖部分圍巖進(jìn)行人工處理達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并重新進(jìn)行復(fù)合式襯砌。

3 二次襯砌處理段設(shè)計(jì)基本情況

3.1 地質(zhì)情況

隧道二襯厚度部分不足所處地段為IVa級(jí)圍巖地段，地質(zhì)情況為pth板巖及砂質(zhì)板巖，W4～W2，黃褐色，全、強(qiáng)風(fēng)化層厚度為約6～12 m。巖層節(jié)理裂隙發(fā)育，洞身通過地段為基巖弱風(fēng)化，地下水為基巖裂隙水，易引起塌方、掉塊的風(fēng)險(xiǎn)較高。

3.2 支護(hù)設(shè)計(jì)

隧道二次襯砌厚度不足段位于IVa級(jí)圍巖地段，采用IVa型復(fù)合式襯砌。支護(hù)預(yù)留變形量8～10cm。初期支護(hù)參數(shù)見下表:

圍巖類別C25噴混凝土C30噴混凝土￠6鋼筋網(wǎng)錨桿鋼架設(shè)置部位厚度/cm設(shè)置部位厚度/cm設(shè)置部位網(wǎng)格間距/cm設(shè)置部位網(wǎng)格間距/cm長度/m規(guī)格/mm位置每榀間距/mIva級(jí)圍巖仰拱10拱墻25拱墻20×20拱部邊墻1．5×1．51．2×1．23．5高160、￠22格柵拱墻1．0

復(fù)合襯砌設(shè)計(jì)采用C35纖維素混凝土，澆筑拱墻分界以拱部140°劃分。主要建筑材料：初期支護(hù)拱墻采用C30噴混凝土；二次襯砌采用C35混凝土；拱部錨桿采用￠22組合中空錨桿或￠25×7普通中控錨桿，邊墻采用￠22砂漿錨桿，長3.5 m，錨桿尾部均加墊片、螺母。

4 施工處理方案

4.1 施工程序

根據(jù)無損檢測結(jié)果，由測量人員對(duì)頂拱欠挖范圍進(jìn)行標(biāo)識(shí)。利用鋼筋臺(tái)車作為工作平臺(tái)，人工配風(fēng)鎬鑿除二襯混凝土?；炷凌彸髮?duì)欠挖區(qū)域進(jìn)行測量復(fù)測，并在欠挖點(diǎn)上標(biāo)識(shí)出欠挖范圍和厚度，然后人工配風(fēng)鎬和鐵釬對(duì)欠挖圍巖進(jìn)行處理，完成后進(jìn)行測量復(fù)檢直到合格為止。

欠挖處理完成后按照施工工序依次進(jìn)行初期支護(hù)、修復(fù)防水板施工、二襯混凝土施工。施工程序如下：施工準(zhǔn)備(鋼筋臺(tái)車就位、人員、設(shè)施準(zhǔn)備)—測量放樣—鑿除—襯混凝土—測量復(fù)測—處理欠挖—測量檢測(合格)—修補(bǔ)初次支護(hù)—修復(fù)防水板、止水帶—二次襯砌筑。

4.2 施工方法

(1)施工準(zhǔn)備。

① 采用二襯施工用的鋼筋臺(tái)車做成修補(bǔ)工作平臺(tái)。

② 二次襯砌拆除范圍由測量放線描繪出施作區(qū)域線標(biāo)識(shí)出位置。

③ 檢查風(fēng)鎬的完整性和轉(zhuǎn)動(dòng)情況，檢查風(fēng)路是否暢通，各連接接頭是否牢固。

(2)鑿除二襯混凝土及欠挖圍巖。

在測量放線區(qū)域內(nèi)人工持風(fēng)鎬對(duì)二襯混凝土進(jìn)行鑿除，由一點(diǎn)擴(kuò)大到面逐層剝離混凝土?；炷凌彸蟾鶕?jù)測量放樣對(duì)欠挖圍巖進(jìn)行人工鑿除。在鑿除過程中注意對(duì)鋼架的保護(hù)，避免破壞鋼架。為保證后期防水板恢復(fù)，二襯混凝土鑿除范圍邊界要比圍巖欠挖地段邊界大20 cm，在此范圍內(nèi)的混凝土貼近防水板5 cm范圍內(nèi)由人工持鐵釬進(jìn)行鑿除，以防止防水板被破壞，不利用防水板的焊接修復(fù)。

(3)初期支護(hù)。

欠挖處理完成后對(duì)初期支護(hù)受到破壞的部位，按照IVa級(jí)復(fù)合式襯砌要求，按初期支護(hù)參數(shù)進(jìn)行支護(hù)。方法為在欠挖處理面初噴4 cm噴射混凝土后，鉆設(shè)系統(tǒng)錨桿復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。

噴射混凝土?xí)r應(yīng)分層、分片由下而上進(jìn)行，噴射時(shí)受噴面與噴嘴保持1.5～2 m距離，噴射角度保持90°。

系統(tǒng)錨桿及鋼筋網(wǎng)的現(xiàn)場加工應(yīng)提前加工完成。錨桿及鋼筋網(wǎng)的加工嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行加工，并檢查合格后方能投入使用。待初噴完成后連續(xù)施工，避免出現(xiàn)施工脫節(jié)現(xiàn)象。鉆孔完畢后用高壓風(fēng)清洗，錨桿孔的深度大于錨桿設(shè)計(jì)長度的10 cm，直徑大于桿體直徑15 mm，孔距偏差在±150 mm，錨桿插入長度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，錨桿位置和數(shù)量符合設(shè)計(jì)要求，錨桿墊板與初噴面緊貼。組合式中空錨桿待水泥漿體強(qiáng)度達(dá)到10 MPa以后方可上緊錨桿墊板。

鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格搭接長度為1～2個(gè)網(wǎng)格。鋼筋網(wǎng)片隨初噴面的起伏設(shè)定與受噴面的間隙一般不小于4 cm，并與錨桿連接牢固。鋼筋網(wǎng)格尺寸允許偏差為±10 mm；鋼筋網(wǎng)的搭接長度允許偏差為±50 mm；鋼筋網(wǎng)保護(hù)層厚度不小于40 mm。

(4)防水板修復(fù)。

欠挖圍巖處理及初期支護(hù)修補(bǔ)完成后對(duì)防水板進(jìn)行修補(bǔ)，對(duì)要修補(bǔ)區(qū)域的范圍進(jìn)行認(rèn)真確認(rèn)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行防水板裁剪，掛設(shè)土工布及防水板，并保證質(zhì)量要求。

防水板鋪設(shè)工藝如下：基面處理—吊掛土工布—鋪設(shè)防水板—防水板焊接—防水板質(zhì)量檢查和處理。

(5)襯砌混凝土。

拆除段的驗(yàn)收合格后進(jìn)行混凝土襯砌。襯砌前需對(duì)混凝土接頭位置進(jìn)行鑿毛處理。模板采用鋼模臺(tái)車，HBT60C泵進(jìn)行混凝土下料，軟軸式振搗棒及附著式振搗器振搗。澆筑后混凝土要求表面顏色一致，無蜂窩麻面。

二次襯砌采用液壓模板襯砌臺(tái)車澆筑成形，采用混凝土輸送車及混凝土輸送泵運(yùn)送混凝土，插入式振動(dòng)器搗固，澆筑混凝土?xí)r必須對(duì)稱分層澆筑。兩側(cè)高差不超過0.5 m。混凝土澆筑必須連續(xù)施工，液壓模板臺(tái)車應(yīng)準(zhǔn)確對(duì)位，支撐牢固，保證剛度，澆筑中不變形，不走移。拆模時(shí)混凝土強(qiáng)度不應(yīng)少于8 MPa。落模后及時(shí)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d。

(6)裝飾。

為保證新澆混凝土于周圍舊混凝土顏色一致，采用白水泥+灰水泥+乳膠配成接近周圍混凝土的顏色，然后對(duì)新澆混凝土進(jìn)行裝飾以達(dá)到美觀的效果。

5 施工資源

5.1 施工機(jī)械

根據(jù)施工要求，所需機(jī)械、機(jī)具配置為：YT-28型風(fēng)槍3臺(tái)、風(fēng)鎬3臺(tái)、SGZ-B型灌漿泵1臺(tái)、ZJ-400 型制漿機(jī)1臺(tái)(功率7.5 kW)、YJ-340型儲(chǔ)漿桶1臺(tái)(功率2.2 kW)、YJ-800型 攪漿桶1臺(tái)(雙桶)、UB-8.0 砂漿泵1臺(tái)(功率18.5 kW)、 GJY - IV 型記錄儀1套。

5.2 施工人員

為滿足施工需要，人員配置如下：鉆探工5人、灌漿工3人、電工1人、模板工6人、普工4人。

6 質(zhì)量、安全保證措施

建立專項(xiàng)質(zhì)量安全控制小組，質(zhì)量控制小組任務(wù)為組織與協(xié)調(diào)隧道二襯處理，施工控制施工質(zhì)量。

6.1 施工質(zhì)量保證措施

(1)灌漿工程開工前對(duì)灌漿施工設(shè)備、材料、人員等的配備情況進(jìn)行檢查。對(duì)灌漿記錄人員進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)合格后方能上崗。

(2)灌漿工程開工前提出具體施工措施繪出布孔圖報(bào)監(jiān)理工程師審批。

(3)在施工中嚴(yán)格按批準(zhǔn)的施工措施和有關(guān)規(guī)范組織作業(yè)。

(4)按要求認(rèn)真做好各項(xiàng)報(bào)表的原始記錄工作并按要求及時(shí)進(jìn)行匯總與分析整理在施工過程中提交的各項(xiàng)施工質(zhì)量資料。

6.2 施工安全保證措施

在鉆孔、灌漿過程中采取以下措施確保施工安全。

(1)對(duì)從事鉆孔、灌漿工作的人員進(jìn)行崗位安全生產(chǎn)教育，操作人員經(jīng)考核合格后持證上崗。

(2)施工現(xiàn)場做到安全用電、配電盤配電柜要有防護(hù)設(shè)置。

(3)所有施工機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)部位必須安裝安全防護(hù)裝置。

(4)機(jī)械拆除作業(yè)時(shí)作好作業(yè)現(xiàn)場兩端防護(hù)，在洞內(nèi)不通車情況下作業(yè)。

(5)作業(yè)臺(tái)車安裝警示燈管，返工段施工時(shí)在作業(yè)點(diǎn)兩端設(shè)專職安全員疏導(dǎo)洞內(nèi)車輛通行。

(6) 高空作業(yè)支架上掛設(shè)齊全的各種警示標(biāo)牌，從事高處作業(yè)的人員必須身體健康，按要求戴安全帽、配戴安全帶、配戴勞動(dòng)保護(hù)用品，嚴(yán)禁酒后和不適宜高空作業(yè)人員上崗。

7 結(jié)束語

隧道二次襯砌厚度不足的處理保證了隧道結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，確保了隧道在運(yùn)營、使用中穩(wěn)定、安全、美觀，有效地提高使用壽命。此種施工方法簡單易操作，能夠有效地降低成本，是處理隧道內(nèi)小面積二次襯砌厚度不足的重要方法之一。

通過對(duì)該段隧道二次襯砌不足的處理，經(jīng)專業(yè)檢測單位進(jìn)行無損檢測，隧道襯砌厚度符合設(shè)計(jì)要求，滿足工程建設(shè)質(zhì)量，取得了較好的加固處理效果，能夠保證隧道的正常運(yùn)行，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1] 鐵路隧道工程施工技術(shù)指南(TZ204-2008)[S].

[2] 鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程(TB10304-2009，J947-2009)[S].

[3] 鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)指南(鐵建設(shè)【2008】105號(hào))[S].

2015-04-16

U445

C

1008-3383(2015)12-0117-02