高速鐵路隧道二襯環(huán)向施工縫預(yù)留弧形倒角施工技術(shù)研究

蘇 輝，申雪松

（中鐵三局集團(tuán)有限公司貴南項(xiàng)目部，貴州 黔南 558000）

1 隧道環(huán)向施工縫預(yù)留弧形倒角施工技術(shù)應(yīng)用概況

貴南高鐵貴州段上寨二號隧道設(shè)計為雙線350km/h隧道，全長1468m，線路縱坡分別為23.3‰、8.5‰，最大埋深167m，最小埋深6m，支護(hù)形式為復(fù)合式襯砌。二襯臺車前端預(yù)留弧形倒角“V”型縫采用L40mm×25mm×3mm角鋼和四分之一φ38mm×3mm無縫鋼管按照臺車車模板弧度加工而成，并與臺車鋼端模采用螺栓連接牢固。二襯后端預(yù)留弧形倒角“V”形縫采用L40mm×25mm×3mm角鋼和四分之一φ38mm×3mm無縫鋼管按照臺車模板弧度分段加工而成（每環(huán)1.5m段24根，1m段2根）；臺車模板上螺栓孔為100mm×25mm矩形孔，在二襯臺車模板內(nèi)側(cè)采用鋼板封堵矩形孔。二襯臺車前、后端“V”形縫示意圖如圖1所示。

圖1 二襯臺車前、后端“V”形縫示意圖（單位：mm）

2 施工縫病害分析

高速鐵路隧道工程二襯施工縫、變形縫處，混凝土襯砌常出現(xiàn)開裂、掉塊等病害，產(chǎn)生此類病害的主要原因在于施工建設(shè)期間工藝措施存在缺陷，具體如下：（1）隧道二襯環(huán)向施工縫線形不規(guī)則，導(dǎo)致混凝土砂漿溢流嚴(yán)重，與上一循環(huán)二襯混凝土之間形成夾塊、毛邊。（2）隧道二襯施工縫接縫角為直角，在后續(xù)運(yùn)營中，二襯混凝土邊角處出現(xiàn)應(yīng)力集中，易引起混凝土開裂、掉塊。（3）部分隧道二襯施工中臺車采用整體鋼質(zhì)三角倒角模型施作施工縫，在二襯臺車脫模過程中因操作不當(dāng)導(dǎo)致二襯混凝土出現(xiàn)內(nèi)在裂隙損傷，運(yùn)營期裂隙持續(xù)發(fā)展引起病害。（4）施工縫處臺車模板封堵不嚴(yán)，導(dǎo)致工人為防止混凝土漏漿，在二襯混凝土澆筑過程中振搗不到位，造成施工縫處混凝土不密實(shí)?；谝陨显?，即使工后對施工縫進(jìn)行打磨整修，也只能解決施工縫表觀的質(zhì)量問題，不能從根本上消除運(yùn)營期病害的潛在風(fēng)險。

3 工藝原理

在襯砌臺車前端固定端模與臺車面交角處設(shè)置固定“三角形”彈性壓條，在臺車后端（現(xiàn)澆段與上一澆筑段）處設(shè)置可調(diào)整彈性壓條，使隧道襯砌環(huán)向施工縫在二襯內(nèi)側(cè)的倒角形成“V”形弧形倒角。通過其槽口釋放二襯在運(yùn)營期的環(huán)向、縱向壓力和拉力，避免出現(xiàn)襯砌施工縫病害。在臺車后端設(shè)置寬度為10cm全環(huán)布置的“軟搭接”與上一循環(huán)二襯密貼封堵，防止二次澆筑施工縫處混凝土漏漿，進(jìn)而形成砂漿夾層。

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

橡膠壓條、鋼質(zhì)壓條施工工藝流程如圖2所示。

圖2 橡膠壓條、鋼質(zhì)壓條施工工藝流程

4.2 操作要點(diǎn)

（1）臺車模具設(shè)置。①前端彈性壓條設(shè)置。襯砌臺車前端設(shè)置固定“三角形”彈性壓條，縱向位置緊靠臺車端模板。采用橡膠制品壓條時，可沿隧道內(nèi)凈輪廓圓弧通暢固定；采用鋼質(zhì)壓條時，壓條應(yīng)采用機(jī)加工，圓弧面拋光、刨銑。壓條邊角應(yīng)光圓、順直，壓條沿內(nèi)輪廓弧長1.5m，與臺車之間的應(yīng)采用6mm的螺栓栓接，沿弧長間距為1m，螺栓不宜少于2個。采用橡膠制彈性壓條時，橡膠壓條與臺車面板之間用膠粘，與端模板之間用鐵絲固定。②臺車后端“軟搭接”措施配備：臺車有效長度（常規(guī)12m或10m）的基礎(chǔ)于后方增加10cm，用于與上一循環(huán)襯砌混凝土搭接。搭接部分與二襯混凝土結(jié)合面采用厚度為1cm的橡膠條，其在隧道徑向面高于二襯臺車面板2mm。③臺車后端壓條設(shè)置。采用橡膠時，在臺車走行到位前，橡膠壓條與上一循環(huán)混凝土橡膠壓條膠粘，并用水泥釘固定。沿隧道內(nèi)輪廓徑向方向與上一循環(huán)橡膠齊平，固定完成后，臺車合模。采用鋼質(zhì)壓條時，壓條采用“正三角形”結(jié)構(gòu)形式，壓條具備縱向活動調(diào)節(jié)功能。壓條與臺車之間連接設(shè)置為卡扣式或絲扣式連接，沿弧長間距為1m，2個連接點(diǎn)。臺車走行到位后，根據(jù)臺車面板單元逐個安裝定位?？v向活動調(diào)節(jié)的范圍由隧道曲線引起轉(zhuǎn)角偏差S1、臺車走行縱向定位誤差S2及上一循環(huán)混凝土端模變形或臺車定位誤差S3組成。

（2）臺車合模。①采用橡膠壓條時，臺車整體合模到位前，專人貼合、固定壓條。臺車走行、合模到位后，沿前端模板邊線粘貼前端彈性壓條；在翻轉(zhuǎn)端模接縫處預(yù)留鐵絲固定壓條。②采用鋼質(zhì)壓條時，臺車走行前，清理上一循環(huán)二襯混凝土端部弧形倒角，剔除砂漿浮漿、毛刺。臺車走行、合模到位后，通過臺車上縱向調(diào)節(jié)腰孔縱向調(diào)節(jié)壓條，使其與上循環(huán)二襯混凝土密貼并緊扣、固定壓條。③后端軟搭接與模板同步、分段組合到位。軟搭接部分不得入侵該段現(xiàn)澆混凝土。軟搭接僅作為加強(qiáng)后端臺車封堵功能，不承擔(dān)模板功能。

（3）壓條拆除。①橡膠壓條時，橡膠壓條除前端膠粘，基本與臺車面板五連接。拆模時，前端壓條預(yù)留鑲嵌在混凝土倒角處。后端壓條在臺車前移30～40cm后，清理局部混凝土殘渣，由一側(cè)矮邊墻縱向施工縫處開始至另一側(cè)矮邊墻縱向施工縫，沿隧道內(nèi)輪廓順序、連續(xù)拆除橡膠壓條。②鋼質(zhì)壓條時，臺車前端壓條與臺車模板整體拆除。拆除端模板后，對局部浮漿殘渣進(jìn)行清理后，方可向內(nèi)收縮臺車面板。后端壓條拆除時，先解除壓條與臺車面板之間的卡扣或絲扣連接。拆除連接桿后，方可向內(nèi)收縮二襯面板。臺車向前走行30～40cm，一側(cè)矮邊墻縱向施工縫處開始至另一側(cè)矮邊墻縱向施工縫，沿隧道內(nèi)輪廓逐個拆除壓條。

5 質(zhì)量控制措施

（1）后端可調(diào)節(jié)鋼質(zhì)壓條制造時，緊靠上一循環(huán)襯砌側(cè)，弧形倒角壓條尺寸較現(xiàn)澆側(cè)小2～3mm，確保調(diào)節(jié)后壓條緊貼已完成混凝土倒角，防止漏漿、跑漿。（2）合模前，清理已完襯砌預(yù)留弧形倒角殘渣、跑漿引起的虛邊。（3）采用橡膠壓條時，前端膠條與臺車之間、后端壓條與預(yù)留在上一循環(huán)的壓條之間的膠粘貼合需密貼，后端采用水泥釘?shù)裙潭ǎg距不宜大于1.5m。橡膠壓條由專人負(fù)責(zé)，澆筑前專項(xiàng)驗(yàn)收。（4）拆模時，采用的橡膠壓條預(yù)留鑲嵌于二襯施工縫倒角處，不得拆卸，完成施工縫兩側(cè)襯砌混凝土澆筑后，方可拆卸。后端采用鋼質(zhì)壓條時，拆模前需解除連接，否則易造成混凝土崩邊、拉裂。（5）臺車縱向調(diào)節(jié)腰孔，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)封堵卡片或滑片，防止混凝土砂漿跑、漏。（6）每次拆模后，及時對壓條進(jìn)行清理、打磨，并與臺車同步涂刷脫模劑。（7）壓條及臺車拆除后，采取打磨的措施適當(dāng)?shù)匦拚邆渫庥^質(zhì)量缺陷，不得采用修補(bǔ)砂漿進(jìn)行修補(bǔ)。（8）施工縫處加強(qiáng)混凝土振搗，澆筑過程中安排專人巡查，避免出現(xiàn)跑模、漏漿。

6 結(jié)論

在貴南高鐵項(xiàng)目隧道，施工縫順直，預(yù)留弧形倒角“V”形縫密實(shí)、無裂紋，敲擊無空餉，縫寬均勻一致。單側(cè)倒角寬度小于5cm，施工縫兩側(cè)倒角范圍沿隧道縱向小于10cm。圓弧倒角半徑不大于5cm，倒角嵌深在隧道橫斷面徑向不大于5mm。施工縫寬偏差±3mm，沉降縫、變形縫寬偏差±5mm。預(yù)留弧形倒角位置與施工縫的偏差不大于5mm。較傳統(tǒng)隧道襯砌施工優(yōu)勢明顯：（1）傳統(tǒng)施工要求二襯施工縫切割打磨成“V”形，成本大，成型質(zhì)量不宜控制。（2）施工縫“V”形槽口采用柔性搭接，可釋放環(huán)向、縱向壓力，可避免安裝模板和拆除模板過程中由于應(yīng)力分布不均勻造成的環(huán)向、縱向裂縫，產(chǎn)生施工縫處砼掉塊、開裂等病害。（3）三角橡膠條可重復(fù)使用30次以上，成本低，若采用鋼質(zhì)壓條，成本將進(jìn)一步降低。