復(fù)雜多變斷面下地鐵隧道二襯施工技術(shù)研究

【摘要】針對(duì)幸福路西站南站區(qū)間隧道工程的實(shí)際情況，對(duì)大跨區(qū)間隧道二次襯砌的施工工藝和要點(diǎn)進(jìn)行了較為詳盡探討，包含撐桿拆下?lián)螚U更換、模板構(gòu)造、混凝土、監(jiān)測(cè)測(cè)量等，以期為今后同類大斷面隧道二次襯砌施工提供借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】施工技術(shù)；大跨度隧道；二次襯砌

【中圖分類號(hào)】U455.4" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2024）03-0148-03

0 引言

與初襯相比，二襯施工對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量也有較大影響，且隨著圍巖等級(jí)的不同，作用也會(huì)有很大差別。一級(jí)穩(wěn)定的圍巖因結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，所以在施工期間層結(jié)構(gòu)和圍巖的變形系數(shù)都很低。二襯的主要功能是防水、安全儲(chǔ)備和美化外觀，基本不承擔(dān)圍巖壓力。二次堅(jiān)硬圍巖的初襯結(jié)構(gòu)與圍巖的變形系數(shù)一樣低，不需要承受很大的圍巖壓力。但由于錨固鋼筋的腐蝕，很可能會(huì)造成初襯結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降，所以這類圍巖中的二襯以提高支護(hù)安全為首要目標(biāo)。

1 工程概況

幸福路西站至南門站區(qū)間全長(zhǎng)381.480m，起點(diǎn)YDK10+534.835，終點(diǎn)YDK10+916.315；線路起點(diǎn)樁號(hào)ZDK10+591.988，終點(diǎn)樁號(hào)ZDK10+916.315（包括一短鏈，長(zhǎng)0.437m）；中隔板段全長(zhǎng)245.094m，樁號(hào)ZDK10+591.388―ZDK10+836.482。

2 總體施工順序

在進(jìn)行二襯施工之前，首先要進(jìn)行初始支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度試驗(yàn)，然后進(jìn)行初期支護(hù)背后灌漿、貫穿測(cè)量及注漿加固驗(yàn)收[1]。二襯施工要及時(shí)，按以下步驟進(jìn)行：

（1）右線至南門車站1-1（高程39m）砌二襯，右線1-1（高程120m）砌二襯。

（2）待右線初襯、二襯完成，交通條件滿足后，左線大里程邊8-8、9-9（130mCRD法）的襯砌從中部往兩側(cè)依次進(jìn)行。

（3）在右線開挖結(jié)束后，對(duì)右線5-5、10-10（37.3m）進(jìn)行二次襯砌。開挖過程時(shí)，首先在10-10區(qū)段2.4～3m范圍內(nèi)設(shè)置加固區(qū)，然后將每個(gè)面板按照3～6m的順序推進(jìn)5-5區(qū)段，最終完成其余10-10區(qū)段的二襯。

（4）在5-10區(qū)段完工后，再對(duì)右線3-3、4-4（51m的CRD方法和51m的臨時(shí)仰拱）二次襯砌。

（5）左線大里程第一個(gè)導(dǎo)洞開挖后，左線11-11、10-10區(qū)段（33.5m）進(jìn)行二次襯砌。10-10區(qū)段先進(jìn)行施工，按3～6m的順序，對(duì)11-11區(qū)段按順序推進(jìn)，最終，將其余10-10段的第二層底板全部完成。

（6）待左線大里程第一支隧道貫通后，6-6、7-7、9-9二層（總93.9m），從中間往兩邊同步推進(jìn)。

（7）在左線建設(shè)完畢，達(dá)到通車條件的情況下，轉(zhuǎn)入右線2-2號(hào)人防工程（18m），左線中隔墻的建設(shè)也將同時(shí)進(jìn)行。

（8）最后，橫向隧道二層襯砌施工同時(shí)進(jìn)行。

3 施工技術(shù)

3.1 中隔墻及中隔板解除換撐

采用CRD施工工藝的隧道，二襯施工應(yīng)按每隔6～9m間隔進(jìn)行。仰拱開挖時(shí)，挖9m二襯（一段鑿除12m），中間隔板下2m處為初支混凝土。仰拱防水施工應(yīng)及時(shí)進(jìn)行，在澆筑I20a工字鋼臨時(shí)支架的同時(shí)進(jìn)行防水層施工，工字梁的上端用中隔板工字鋼緊緊焊接在一起，底部焊接200×200mm的鋼板，在鋼板和防水層中間，設(shè)置防水薄板和雙層土工織物。在開挖邊墻和拱頂二襯之前，先拆除這一區(qū)段的中間隔層和其余中隔層，后進(jìn)行拱頂邊墻的施工。

對(duì)于雙壁隧道，應(yīng)每3～6m施工段進(jìn)行二次襯砌施工。拆除6m施工段中間的相鄰段（第一施工段拆除8m），及時(shí)進(jìn)行仰拱防水和混凝土施工。仰拱施工完成后，第二次襯砌施工前，應(yīng)打破中間隔斷，對(duì)側(cè)墻拱和第二次襯砌施工進(jìn)行防水處理[2]。

3.2 鋼筋工程

3.2.1 鋼筋安裝

（1）所有接合器都必須滿足現(xiàn)行規(guī)范，確保高品質(zhì)的接合器進(jìn)場(chǎng)，應(yīng)視不同直徑及部位的鋼筋，采取手工捆綁與直螺紋套管組合的方式進(jìn)行施工。

（2）加強(qiáng)筋的連接位置要設(shè)在受力最小的地方，且要避開受彎的地方，離彎點(diǎn)處距離不少于10d鋼筋直徑。

（3）在軋制完鋼筋后，對(duì)表面進(jìn)行修磨，以減少對(duì)接間隙。

（4）二層鋼筋在安裝前應(yīng)進(jìn)行同步里程、中線及標(biāo)高的檢查，綁扎時(shí)要嚴(yán)格控制鋼筋尺寸，避免侵入間隙。

（5）鋼筋位置要按照設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行，誤差按照表1確定。

3.2.2 鋼筋綁扎

綁扎鋼筋前，確認(rèn)鋼筋絲頭與接頭的尺寸一致，絲扣清潔、完好。按照有關(guān)規(guī)程要求，為了確保連接節(jié)點(diǎn)質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)，工程進(jìn)度加快，可以按照不同的直徑、不同部位，采取人工綁扎和直螺紋套管的組合進(jìn)行綁扎作業(yè)。

3.2.3 鋼筋

焊接鋼筋必須在滿足施工要求的前提下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接。

（1）鋼筋焊接時(shí)，必須嚴(yán)格執(zhí)行按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》及其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接頭形式、試驗(yàn)方法、焊接工藝、質(zhì)量要求和質(zhì)量檢驗(yàn)等規(guī)定。焊接鋼筋之前，應(yīng)按施工要求進(jìn)行試焊，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行焊接作業(yè)。焊縫厚度≥主筋直徑0.3倍，焊縫寬度≥主筋直徑0.8倍。焊條單側(cè)搭接長(zhǎng)度≥10d，雙面搭接長(zhǎng)度≥5d，焊接寬度≥0.8d（其中，d為鋼筋直徑），焊接高度8mm。加強(qiáng)筋和焊接部分的長(zhǎng)度為35d。受拉鋼筋在相同的部分中，焊縫面積比例不得超過同樣連接區(qū)段的50%；當(dāng)焊縫截面比例在50%以下時(shí)，可選用二級(jí)機(jī)械接頭連接，超過50%時(shí)，可選用I類機(jī)械連接；承壓鋼筋（機(jī)械連接，焊接）的面積百分率不作限定。

（2）對(duì)桁架和分布筋條，直徑小于22mm的，可采用纏繞式搭接，搭接長(zhǎng)度為1.4LaE，連接節(jié)點(diǎn)錯(cuò)開50%。壓縮重疊長(zhǎng)度不宜小于0.7倍拉伸重疊長(zhǎng)度，并且需大于200mm。

（3）鋼筋連接點(diǎn)的安裝原理。頂板、上鐵連接在跨度內(nèi)，下鐵連接在支撐內(nèi)；底板、上鐵連與支撐連接，下鐵與跨中連接。側(cè)墻的外側(cè)加強(qiáng)筋采用跨中連接方式，而中間的加強(qiáng)筋則采用支座連接?？缰小⒅ё诳缇嗟?/3范圍內(nèi)[3]。

3.3 模板工程

3.3.1 臺(tái)車模板

幸福路南站區(qū)間車模板的選取，右線YDK10+526.524

―YDK10+621.845區(qū)間均采用小圓曲線，按每澆筑12m一段，圓曲線半徑r=3000的方法，得出最大偏差為6mm，臺(tái)車預(yù)留4mm的外放量，完全符合規(guī)范規(guī)定。

聯(lián)絡(luò)線臺(tái)車模板的選取，按每澆筑6m一段，圓弧半徑r=150m為基準(zhǔn)，整個(gè)初支預(yù)留5cm，臺(tái)車3cm外擴(kuò)，完全符合規(guī)范規(guī)定，臺(tái)車二襯最大厚度偏差為8.7mm。

3.3.2 花梁+腳手架

（1）模板安裝規(guī)范：①在相同的接縫上，將U形接頭（接頭螺栓）固定在一起，不可朝同一個(gè)方向擰緊；②墻體模板上的螺栓孔要正對(duì)齊，貫穿螺栓不可斜拉硬頂，嚴(yán)禁電焊、氣焊燒孔；③在安裝側(cè)墻和拱頂模板的過程中，要注意支撐和固定，以防翻倒。

（2）末端封閉。止水帶安裝完畢后，兩邊用密封網(wǎng)封住，密封網(wǎng)的背面用5cm厚的木板封住，在封邊木板后面要有橫木，在框架外擴(kuò)的地方要有斜撐，頂托要把橫木固定，斜撐與框架連接扣件不得少于2處，扣件不可以安裝在橫桿上。

（3）拆除模板的順序與方式，應(yīng)依照配板設(shè)計(jì)的規(guī)定，按先支后拆、后支先拆；從上到下進(jìn)行拆除；先無承載部分、后有承載部分。拆卸模具時(shí)，切勿使用鐵錘、撬棒強(qiáng)行敲打；拆除過程中，作業(yè)人員應(yīng)注意保持安全作業(yè)距離。一段模板拆除完畢后，方可將模板、附件、支架等有序運(yùn)出和堆放。拆卸下來的模板和其他零件，必須由專人直接傳送到指定位置，并及時(shí)清潔、維護(hù)、涂刷脫模劑，以備下次使用。

3.4 支架工程

3.4.1 支架安裝

作為腳手架的立柱地板，需要用寬大于200mm、厚大于50mm的墊木加固。每個(gè)立桿支撐區(qū)域應(yīng)該滿足設(shè)計(jì)要求，且不少于0.15m2；安裝前，對(duì)進(jìn)場(chǎng)的腳手架配件應(yīng)嚴(yán)格檢查，嚴(yán)禁使用不符合標(biāo)準(zhǔn)的配件；根據(jù)施工設(shè)計(jì)放線、鋪好底板、安裝活動(dòng)基礎(chǔ)；外圍腳手架由一個(gè)邊角開始，向兩側(cè)擴(kuò)展展開搭設(shè)；立桿要按照一定的位置順序豎立，立桿與縱、橫掃地桿相連固定，然后安裝第一步縱、橫平桿，調(diào)整好豎直角度，以此標(biāo)準(zhǔn)向上搭建。

3.4.2 支架拆除

（1）按照先建后拆，后建先拆，從上到下的原則，逐層拆解，并將拆下的桿件及時(shí)吊運(yùn)到地面。

（2）拆卸腳手板、門架、桿配件或重量較大節(jié)兩端有連接部位時(shí)，應(yīng)由二人或二人以上人員進(jìn)行操作。拆卸橫桿時(shí)，在松脫接頭后，要將其水平托起后再放下。拆卸縱向桿件時(shí)，首先要將桿體上部固定住，然后將桿體下部的連接件卸下來。

（3）拆卸時(shí)要盡可能避免一人操作，以免把桿不穩(wěn)定、不平衡發(fā)生危險(xiǎn)。嚴(yán)禁單獨(dú)拆卸大型桿件（部件）。

3.5 混凝土工程

此項(xiàng)目標(biāo)段使用商品混凝土。以70mm厚的C20細(xì)石混凝土作為防滲保護(hù)層，C45P10為二次襯砌混凝土，仰拱使用C30混凝土進(jìn)行回填。

3.5.1 仰拱混凝土施工

標(biāo)準(zhǔn)截面仰拱，一次澆筑36m，混凝土由左右兩個(gè)邊模對(duì)稱澆筑，并用人工插入式振動(dòng)器振搗，以確保底板混凝土的密實(shí)度及流動(dòng)性。進(jìn)行振搗時(shí)，要注意輕拿輕放，以免損壞防水層及止水帶。在混凝土澆筑過程中，要以抹面量為基準(zhǔn)來控制其弧度。仰拱混凝土是一種無承載力的建筑物，在混凝土初凝后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行覆蓋、澆水、養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)周期不得少于14天。

3.5.2 拱墻混凝土施工

采用標(biāo)準(zhǔn)截面的臺(tái)車，一次性澆筑完成，每組12m、9m；連接通道的底板、側(cè)壁、拱頂分別澆筑。

拱形墻混凝土為鋼筋混凝土，塌落度為180±30mm，以確保其流動(dòng)性?；炷翝仓南峦?，分層對(duì)稱澆筑，每層澆筑高度不超過400mm，用附著式平板振動(dòng)器或人工插入式振搗器進(jìn)行全面振搗。為確?；炷潦┕たp的質(zhì)量及排氣，各層混凝土澆筑順序宜從混凝土已經(jīng)澆筑完畢的一側(cè)開始進(jìn)行。在澆筑現(xiàn)場(chǎng)，必須有專職技術(shù)人員監(jiān)督，對(duì)放料、停料、振搗時(shí)間進(jìn)行合理安排。在混凝土泵注完畢之后，要及時(shí)停止泵送，不得強(qiáng)行泵送，既要確保拱頂混凝土飽滿，又要防止模板支架或襯砌臺(tái)車被壓垮。

3.5.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

（1）為使混凝土具有較好的硬化環(huán)境，避免發(fā)生收縮裂縫，現(xiàn)澆后要立即養(yǎng)護(hù)，并至少要保持14天以上的養(yǎng)護(hù)期。

（2）底層用苫布覆蓋及灑水方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

（3）混凝土養(yǎng)護(hù)由專門的人員進(jìn)行，實(shí)行輪班制。

3.5.4 泵管清理作業(yè)

混凝土運(yùn)輸結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)清理運(yùn)輸泵及運(yùn)輸管道。當(dāng)泵中的混凝土被排出后，在管道中預(yù)填充一顆直徑大于管道直徑5～10mm的海綿橡皮球，然后用水及高壓空氣沿著管道排出，清除殘留的管壁灰漿。

3.5.5 二襯背面回填灌漿

在初支和二襯間，采用緊密黏結(jié)的等強(qiáng)度原則進(jìn)行充填注漿。該工程采用了完全覆蓋式的防水卷材，在防水層上設(shè)置注漿體系。注漿管路橫向與縱向布置間距為4～5m；導(dǎo)管要盡量接近易滲漏的部位，如變形縫、施工縫、墻管等。對(duì)于這種特殊位置，通常采用50cm左右的間隔，變形縫兩邊的注漿體系的環(huán)形間隔應(yīng)該增加到2m左右。

注漿系統(tǒng)由注漿基礎(chǔ)和注漿管組成，注漿基礎(chǔ)通過熱熔焊接的方式固定在防水板的內(nèi)側(cè)面，固定點(diǎn)不得超過4個(gè)，且保證基礎(chǔ)和防水板能牢固地固定在一起。如有需要，可以用鐵絲把導(dǎo)管和基礎(chǔ)的連接部分綁扎好，防止脫落，再用塑膠帶封住注漿底座周圍，防止?jié)仓炷習(xí)r砂漿進(jìn)入底座內(nèi)堵塞導(dǎo)管。澆筑導(dǎo)管穿過鋼筋一段距離后，可以從墻的兩端引出，也可以單獨(dú)直接拔出。但在施工過程中，必須對(duì)每個(gè)導(dǎo)管進(jìn)行臨時(shí)封閉，做好防護(hù)和標(biāo)記，以便后期使用。

灌漿材料選用高強(qiáng)度、低收縮的水泥漿，其中摻8%～10%的膨脹劑，砂漿水灰比在1：2～1：3之間，同時(shí)加入8%～10%的膨脹劑；注漿壓力的大小與結(jié)構(gòu)層厚度及埋深有關(guān)，一般在0.3～0.5MPa之間，灌漿結(jié)束后應(yīng)及時(shí)封堵[4]。

4 結(jié)語

通過該項(xiàng)目的實(shí)施，保證了大跨襯砌結(jié)構(gòu)的安全性，并對(duì)地面沉降及隧道結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行了有效控制。施工的龍首山隧道已順利貫通，工程實(shí)踐表明，該隧道二次襯砌施工工藝科學(xué)合理，可供同類工程參考。

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[作者簡(jiǎn)介]趙輝良（1983—），男，陜西西安人，本科，工程師，研究方向：地鐵施工。