隧道工程拱頂回填壓漿施工技術(shù)研究

王佳偉

（中鐵十八局集團第四工程有限公司，天津 300350）

在隧道工程二次襯砌施工中，經(jīng)常發(fā)生混凝土密度不實或者發(fā)生空洞現(xiàn)象。這主要原因是：初支面不夠平順，在局部存在較深的凹坑，在防水板掛設(shè)后，形成了一個空腔，當混凝土澆筑完成后，就形成了空洞，或者在隧道施工中混凝土配合比不符合要求、混凝土振搗密實度的不足等。二襯拱頂脫空對隧道工程施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等方面皆有非常重要的影響，通過回填壓漿施工技術(shù)，可有效避免二襯拱頂脫空質(zhì)量缺陷的發(fā)生?；诖耍疚慕Y(jié)合麒麟隧道施工案例，對隧道工程拱頂回填壓漿施工技術(shù)做了如下分析。

一、工程概況

（一）工程概述

麒麟隧道位于溫泉南場～麒麟站區(qū)間，為工期控制性工程。隧道進口里程為DK7+190，出口里程為DK9+430，全長2240m。為保證工期在DK8+850處設(shè)有與正洞77°夾角的斜井，斜井長270m，DK8+133～DK8+216設(shè)83m明洞一處。本隧道為單線隧道，進口段760m線路縱坡為3‰上坡，其后為6‰上坡。全隧道埋深均較淺，隧道洞身最大埋深約63m。全隧道進口段位于R-800m的右偏曲線上，洞身段208.123m位于R-2000m的右偏曲線上，出口段位于R-600m的右偏曲線上外，其余位于直線上，隧道洞身依次下穿運營的昆畹公路、安楚公路，并下穿新明灣水塘，然后穿越安祿公路、駕校后出洞。

（二）地質(zhì)特征

隧道穿越地層主要為第四系全新人工填土（Q4ml）、坡殘積（Q4dl+el）粉質(zhì)黏土、角礫土；下伏基巖為侏羅系中統(tǒng)腰站組打磨山段（J2y1）砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖，侏羅系下統(tǒng)祿豐組甸基段（J1y2）粉砂質(zhì)鈣質(zhì)泥巖，以Ⅴ級、Ⅴ級抗震圍巖為主。

二、回填壓漿施工技術(shù)在隧道工程拱頂施工中應(yīng)用要點

（一）防水板施工

在防水板施工前要先對防水板的質(zhì)量、性能、材質(zhì)、規(guī)格、型號等進行全面系統(tǒng)的選擇，在本工程施工中采用了高分子防水板，材料標準符合隧道工程對防水技術(shù)條件的需求，寬度在2.5m～4m，厚度為2mm，具有耐刺穿、柔性、耐久性好的要求。確認防水板材料達到施工要求后，通過專業(yè)的畫線筆，畫出拱頂中線。

在隧道工程二次襯砌之前就要完成防水板鋪設(shè)工作，并進行合理保護，避免發(fā)生機械損傷，并和掌子面保持安全距離。在本工程施工中防水板采用環(huán)形鋪設(shè)法，先進行拱頂鋪設(shè)，然后進行邊墻鋪設(shè)，下部防水板要壓住上部防水板，防水板面積要全部抵到隧道圍巖中。并進行分段鋪設(shè)，邊緣位置預(yù)留出約60cm的搭接余量，并進行有效保護。附屬洞室防水板鋪設(shè)時，要對附屬洞室進行測量，根據(jù)測量結(jié)果，加工防水板，隧道工程的邊墻防水板焊接要成一個整體。具體施工示意圖如圖1所示：

圖1 防水板施工方法示意圖

（二）仰拱施工

仰拱施工要在二次襯砌施工前全部完成，緊跟開挖工作面進行施工，如果在仰拱施工遇到不穩(wěn)定圍巖時，仰拱距離開挖面控制在40m以內(nèi)，仰拱和填充采用分開澆筑的方法進行施工，待混凝土澆筑后強度達到5MPa時才能允許施工人員通過，混凝土強度達到設(shè)計強度時，才能允許車輛通過，為保證開挖效率，車輛在通過時采用棧橋法通過。

（三）混凝土二次襯砌

1.施工測量

臺車就位之前，通過放樣的方法確定出中心線和車輛運輸軌道，控制臺車就位誤差低于10mm。此外，還要在小邊墻上給出臺車的標高和相應(yīng)的邊線，并做好標記，確保臺車運行質(zhì)量。

2.鋼筋制作安裝

由于隧道空間有限，襯砌鋼筋需要在洞外完成加工，在加工時要充分考慮鋼筋的搭接長度和接頭連接時的錯開距離，加工完成后由專業(yè)的焊接人員完成操作。鋼筋制作和安裝是本工程仰拱施工的關(guān)鍵，對施工質(zhì)量和施工的安全性有至關(guān)重要的影響，需要滿足如下標準：

第一，所選鋼筋的規(guī)格、型號、機械性能等參數(shù)必須全部符合工程設(shè)計標準中的規(guī)定，并且鋼筋在進入施工現(xiàn)場前，需要進行全面系統(tǒng)的抽樣檢查，確認達到實際要求后，才能投入使用。

第二，發(fā)生彎曲的鋼筋在加工前要進行調(diào)直處理，并清除鋼筋表面的油漬、水泥漿液、氧化鐵皮等。加工完成后，鋼筋表面嚴禁存在傷痕。如果采用冷拉法進行鋼筋調(diào)直，則一級鋼筋的調(diào)直率要控制在2%以下，二級鋼筋的調(diào)直率要低于1%。

第三，焊接時，焊接接頭的質(zhì)量必須符合相應(yīng)的規(guī)范和要求，根據(jù)工程特性和實際要求，對焊接試樣進行全面檢測，確認達到焊接要求后，才能進行焊接施工。

3.臺車就位

通過五點定位法保證臺車就位的精度，具體做法為：以拱頂襯砌圓心為原點，建立平面坐標系，并對拱部模板在中心進行全面控制，通過拱部模板和墻體模板相交的兩個絞接點和墻體兩側(cè)模板底腳點來全面控制臺車的位置。在具體施工中，為避免混凝土澆筑過程中發(fā)生臺車上浮的問題，可采用三個30t的千斤頂進行支撐，避免發(fā)生臺車上浮而引起拱部錯臺的問題。

4.混凝土拌和與運輸

混凝土拌和前，需要對各項材料進行全面檢查，堅決杜絕質(zhì)量不達標的材料進入施工現(xiàn)場，從根本上保證混凝土施工質(zhì)量。并對計量設(shè)備進行全面校驗，保證混合料稱量的準確性，嚴格按照配合比添加原材料，在混凝土拌和時，拌和時間不能低于2min，確保各項混合料混合的均勻性。拌和好的混凝土，要盡量在接近拌和狀態(tài)下進行運輸。合理選擇運輸路線，保證運輸?shù)缆返钠教剐?，縮短混凝土運輸時間，避免在運輸過程中發(fā)生混凝土材料離析，坍落度下降等問題。

5.混凝土澆筑

混凝土澆筑是隧道工程拱頂回填壓漿施工的重點，混凝土澆筑方法對混凝土襯砌質(zhì)量有很大的影響。比如：澆筑方法、振搗方法、養(yǎng)護方法等都會影響混凝土的性能。因此，在具體施工中，必須對混凝土各項施工環(huán)節(jié)都進行全面控制，確保各道工序施工質(zhì)量均滿足要求，并嚴格按照設(shè)計要求和現(xiàn)場試驗的結(jié)果進行操作。在本工程施工中，通過泵送法進行混凝土澆筑，根據(jù)工程施工部位的不同，合理控制泵送速度和泵送量，為混凝土振搗提供良好的環(huán)節(jié)?；炷恋墓嘧⒎椒皹藴时砣绫?所示：

表1 混凝土的灌注方法及標準表

6.混凝土搗固

在本工程混凝土振搗時，采用了附著式振搗器聯(lián)合人工插入式振搗棒振搗的方法，有效保證了振搗的質(zhì)量和效果，臺車加工時，需要在起拱以下、起拱線附件等預(yù)留出合理振搗窗口，通過振搗窗口進行全面、均勻、細致的振搗，提升振搗的密實性。

（四）拱頂回填壓漿

襯砌臺車就位后要進行全面測量控制，并在灌注前進行復核操作。通過布置支墊的方法穩(wěn)定襯砌臺車下部，用同構(gòu)短桿支撐的方法穩(wěn)定臺車上部，避免在施工發(fā)生晃動。安裝的模板也要進行全面測量，保證接縫的密實性，避免在壓漿操作時發(fā)生漏漿問題?；炷辽a(chǎn)能力、運輸能力要和壓漿能力相互匹配，避免發(fā)生中斷，保證施工質(zhì)量。灌注混凝土時，注意連續(xù)性和對稱性，兩側(cè)混凝土表面高差不得超過50cm，澆筑必須連續(xù)進行，不得中斷，為此必須配備備用發(fā)電機組。

隧道襯砌封頂采用鋼管壓注法，選擇合適的混凝土坍落度，使隧道拱頂混凝土回填密實。每循環(huán)襯砌前，對上一組襯砌接縫處的混凝土鑿毛、清洗、糾正止水帶位置，并刷一層水泥漿以使新舊混凝土接合良好。混凝土灌注連續(xù)一次灌注完畢，如發(fā)生停電等意外事故必須停工時，將灌注面整平、振搗好。停工2小時以上，要等24小時后才能接灌。拱部封頂時，必須填滿搗實，不得有空隙。養(yǎng)護采用灑水養(yǎng)生。拆模在拱部混凝土達到設(shè)計強度8Mpa以上進行，拆模時注意混凝土角隅及表面的保護。