試析高速公路隧道襯砌施工與維護技術(shù)

陶歆啟

（中鐵十八局集團有限公司，天津 300000）

大量工程實例表明，在高速公路隧道工程施工中應用相應的襯砌施工技術(shù)和維護技術(shù)，是提高高速公路施工隧道高層施工質(zhì)量的關(guān)鍵，同時也是保證施工人員及施工機械設(shè)備安全的主要途徑，但我國對此方面的研究還有待進一步深入。因此，本文基于工程實例，對高速公路隧道襯砌施工技術(shù)和維護技術(shù)做了如下分析：

一、工程概述

秀松高速公路譚山2號隧道工程左線起訖樁號ZK29+360～ZK30+452，長1092m，右線YK29+350～YK30+440，長1090m。隧道左右線秀山段分別位于R=2550m、2600m的右偏圓曲線上，松桃段分別位于R=1350m、1500m的右偏圓曲線上。左線縱坡為1.567%～-0.5%的人字坡，右線縱坡為1.56%～-0.5%的人字坡，隧道最大埋深約217m。秀山段采用環(huán)框式洞門，松桃段采用削竹式洞門。隧道內(nèi)共設(shè)置2處人行橫洞、1處車行橫洞和2處緊急停車帶。由于秀山段洞口距譚山1號隧道較近，在兩洞之間設(shè)遮光棚，以減少運營期的行車安全隱患。

二、隧道襯砌施工方案

就該高速公路隧道工程而言，隧道左線Ⅳ級圍巖占88.5%，Ⅴ級圍巖占11.5%；右線Ⅳ級圍巖占89.1%，Ⅴ級圍巖占11.9%。因此，施工單位根據(jù)該建筑工程具體施工情況，擬定了如下隧道襯砌施工方案：邊墻和拱部襯砌施工方案。在施工前，對該隧道工程路段的地質(zhì)情況和水文情況做了深入的調(diào)查和研究，根據(jù)探測和分析的結(jié)果，及時開展二次襯砌施工，洞身采用液壓式襯砌臺車進行一次襯砌施工，分節(jié)的長度為12m。拱頂埋壓漿管，并對混凝土的密實度進行詳細檢測，符合標準要求后，再進行下一道工序施工?；炷吝x擇集中生產(chǎn)的方式進行生產(chǎn)，通過專用混凝土運輸車進行運輸，通過泵送的方法入模。

仰拱及回填方案，在此階段施工中貫徹仰拱先行的原則，采用仰拱棧橋進行全幅施工，確保施工質(zhì)量，人工配合機械清底，填充必須在仰拱完成后施做。

三、高速公路隧道襯砌施工技術(shù)

當高速公路隧道襯砌施工方案確定以后，并且施工測量完成以后，即可開始隧道襯砌施工。在具體施工過程中，為有效保證施工質(zhì)量，要把握三個施工要點，才能滿足隧道施工的具體需求。

（一）明洞襯砌施工

在該高速公路隧道工程施工中，采用12m長的鋼模液壓襯砌臺車進行施工，混凝土集中攪拌，并采用混凝土攪拌運輸車進行運輸，通過泵送入模、入工插入式振搗器配合附著式振搗器機械能振搗。

對鋼筋的質(zhì)量要求：當鋼筋進場以后，及時由項目部門實驗室對原材料進行抽檢，并進行全方位驗收，驗收合格以后才能使用。凡運輸?shù)浆F(xiàn)場的鋼筋，都要堆放規(guī)定的鋼筋棚當中，并在鋼筋棚當中進行加工，根據(jù)相應的施工規(guī)范和圖紙現(xiàn)場進行綁扎，避免發(fā)生漏綁的現(xiàn)象，要全部采用雙面焊進行焊接，搭接長度要控制在5d（d為鋼筋的直徑）以上。在相同截面中接頭的數(shù)量不能超過總接頭的50%，接頭部位要交錯布置，交錯間距不能小于50cm。為保襯砌的穩(wěn)定，提高洞身襯砌質(zhì)量，還需要在鋼筋和模板之間設(shè)置相應的混凝土墊塊，墊塊和鋼筋扎緊，并相互錯開。

對混凝土襯砌的質(zhì)量要求：混凝土表面要達到設(shè)計要求的密實度，混凝土成形后，表面蜂窩、麻面、氣泡的面積不能超過總面積的0.5%，同時結(jié)構(gòu)輪廓線要盡量順直美觀，保證混凝土的顏色均勻一致，施工縫平順。

襯砌臺車質(zhì)量控制要求：就該高速公路隧道工程而言，襯砌臺車安裝時允許8～10mm的誤差，高程誤差為±1cm，并采用全站儀和水準儀交叉相映的方式進行施工放樣，襯砌混凝土澆筑前，則要采用全站儀檢測臺對襯砌的具體位置和斷面尺寸進行全方位檢測。

（二）襯砌防排水

該高速公路隧道工程洞內(nèi)襯砌防、排水布置圖如圖1所示。

在隧道兩側(cè)路緣帶設(shè)30×30cm矩形排水溝，及時排除路面積水，同時在路面底部設(shè)置50×50的中心排水溝，在洞中每隔50m就設(shè)置一處檢查井。Ⅳ級圍巖和Ⅴ級圍巖段都按照10m一道設(shè)計，Ⅲ級圍巖則按照15m一道設(shè)計。同時，要初期支護和二次模筑混凝土之間設(shè)置相應的防水層，防水層則有1.2mm厚的EVA防水板以及300g/m2的無紡土工布共同合成。在二次襯砌施工縫設(shè)置背貼式止水帶和橡膠遇水膨脹止水條施工，為調(diào)高防水質(zhì)量要盡量采用防水混凝土，且防水等級不能低于在S8。

圖1 隧道內(nèi)襯砌防、排水布置示意圖

（三）二次襯砌

1.仰拱、填充

就該高速公路隧道工程襯砌而言，在仰拱襯砌中采用了C30防水混凝土，在填充層采用C15片石混凝土。凡存在仰拱的地段則需要采用仰拱先行的方法進行施工，并采用全幅澆筑的方法一次性完成澆筑，以起到防止塌方的效果，為后期施工營造安全的環(huán)境。為有效保證施工進度，在混凝土澆筑時要利用仰拱棧橋的方式，避免車輛的通行發(fā)生碰撞。具體如圖2所示：

圖2 仰拱棧橋示意圖

在該階段混凝土澆筑前，要清理基底，及時排水，同時現(xiàn)場工程監(jiān)理人員要對混凝土澆筑質(zhì)量進行全面檢測，當泵送入模以后，通過振搗器搗實。填充必須在仰拱砼達到強度后進行，支立側(cè)模，一次澆注到位。

2.洞身襯砌

二次襯砌施工工藝流程：監(jiān)控量測確定施作二襯時間→施工準備→臺車移位→臺車定位→施作止水帶→隱蔽檢查→灌筑混凝土→車脫模退出→養(yǎng)護。

第一步，測量放樣。對邊墻基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和尺寸進行全方位檢查，確保襯砌施工的各項技術(shù)指標都能達到預期規(guī)定的要求。

第二步，處理基面施工縫。當邊墻基礎(chǔ)、拱墻、防水層鋪設(shè)、防水結(jié)構(gòu)等項目施工完成以后，要進行“三級檢查”，即自檢、監(jiān)理檢查、充氣試驗，檢查合格以后清理焊渣和雜物等。

第三步，預留預埋，嚴格按照設(shè)計圖紙進行預埋件的安裝和預留孔洞的設(shè)置。嚴禁漏埋、漏留。預留預埋應符合設(shè)計要求。

第四步，襯砌鋼筋。選擇比較干燥的場地，經(jīng)過一系列硬化處理后作為鋼筋加工和處理的場地，針對不同鋼種、不同登記、不同牌號、不同生產(chǎn)廠家的鋼筋要分類堆放。鋼筋儲存要距離地面0.5m，避免地面潮氣對鋼筋造成腐蝕。鋼筋在下料時，切口端要和鋼筋軸線垂直，凡是參加鋼筋加工的人員，必須持有焊工上崗操作證書。在具體加工過程中，要將鋼筋表面的油漆、漆皮、油污等清除干凈。鋼筋矯直伸長率為：Ⅰ級鋼筋要控制在2%以下，Ⅱ級鋼筋要控制在1%以下。仰拱鋼筋在加工和綁扎時，要預留出邊墻、拱部鋼筋的搭接長度，在鋼筋綁扎和焊接時，要盡量避免戳破防水層。

第五步，襯砌混凝土。所有工程材料、成品或半成品必須經(jīng)工地中心試驗室檢驗合格后方可使用?；炷恋膹姸鹊燃壓头浪燃壉仨殱M足設(shè)計要求。在進行混凝土攪拌前，要對粗細骨料的含水率進行測定，為調(diào)整混凝土配合提供真實有效的數(shù)據(jù)。在具體攪拌過程中，要先投入細骨料、水泥、礦物摻合料等，并進行充分攪拌后，再加入適量的水，當砂漿充分攪拌以后，再加入粗骨料，每個攪拌階段的時間，不能少于30s，總攪拌時間要控制在2～3min之間。

在混凝土運輸過程中要盡量保持混凝土的勻質(zhì)性，避免發(fā)生分層、離析的現(xiàn)象，以滿足坍落度的要求。在具體澆筑過程中，要遵循從下到上的原則，凡傾落度不能超過2m，在混凝土澆筑過程中，要對模板、支架、鋼筋的情況進行全面檢查，一旦發(fā)現(xiàn)變形和位移，要立即采取相應的加固措施。在具體澆筑過程中，要遵循連續(xù)澆筑的原則，如果中間發(fā)生間歇，則間歇的時間必須小于前層混凝土初凝的時間，以保證混凝土成形質(zhì)量。

在振搗時，每點振搗的時間，要控制在20～30s，以保證混凝土振搗的效果。盡量采用插入式振搗器進行振搗，每次振搗器移動的距離要小于振搗器半徑的1.5倍，凡插入下層混凝土內(nèi)的深度要控制在50～100mm，避免對鋼筋、模板、預埋件等造成損壞。

當混凝土澆筑完成后，要進行系統(tǒng)合理的養(yǎng)護，脫模完成后，采用涂刷養(yǎng)護劑的方式，在混凝土表面形成一層保護膜，進行灑水養(yǎng)護，且養(yǎng)護的時間不能低于14天。

第六步，拆模。在進行混凝土拆模時，混凝土的強度要達到設(shè)計強度的90%以上，且其表面及棱角不因拆模而受損時，方可拆除，拆除模板時，不得影響混凝土的養(yǎng)護工作。

四、隧道襯砌維護技術(shù)

當高速公路隧道襯砌施工完成以后，為有效避免發(fā)生滲水和漏水現(xiàn)象，要及時采取相應的維護技術(shù)，最常用的襯砌維護技術(shù)為組合式橡塑盲溝維護技術(shù)，具有耐久性強、成本地、維護系效果好等優(yōu)勢。襯砌施工的維護原理為：橡膠墊上具有間隔縱向凸條，同時在縱向凸條間隔區(qū)域中設(shè)有透水軟管，能有效提高隧道襯砌抗?jié)B和防滲的目的。通過鐵絲把排水管緊貼在混凝土，并用錨釘進行固定，防止彈簧管發(fā)生松動脫落。彈簧排水管的間距要控制在10cm左右，并根據(jù)具體情況及時調(diào)整。在具體施工時，要根據(jù)高速公路隧道工程的坡度每隔1m把錨釘固定在混凝土表面，對各個接頭進行密封處理，最大限度上提升防滲和防漏的效果，以提高隧道工程施工質(zhì)量。

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