隧道工程二次襯砌施工技術實例分析

賀元俊

中鐵七局集團第三工程有限公司，陜西 西安 710032

1 工程概況

某隧道區地面高程為411m～472m，最大埋深約45m，最小埋深約2m～5m。洞身地表為漫坡地形，進口地表自然坡度為28°～46°，線路與地面線斜交，位于半坡上，兩側山體陡峭，交通不便；出口位于漫坡地形的林地中，交通較便利，地形開闊，便于施工場地布置。隧道洞身黃土陷穴很發育，分布范圍較廣。起迄里程DK721+541～DK723+784，全長2243m，其中Ⅳ級圍巖936m，Ⅴ級圍巖1307m。洞內線路縱坡為17‰的單面上坡，全隧道位于直線上。

2 二次襯砌

2.1 仰拱及填充砼施工

為保證施工安全，仰拱混凝土應及時施作，支護盡早閉合成環，整體受力，確保支護結構穩定。在隧道正洞Ⅳ級圍巖中，待噴錨支護全斷面施作完成后，根據圍巖收斂量測結果，拆除臨時支護，開挖并灌筑仰拱及填充混凝土，一次灌筑仰拱混凝土長度6m～8m。，在Ⅴ級圍巖地段，先進行底部鋼架及噴砼施工，每次安裝一榀拱架后即噴砼封閉，依次循環進行。完成一定長度后即施工仰拱。本仰拱采用C35鋼筋混凝土，仰拱填充采用C20混凝土。仰拱施工工藝：測量→開挖→清浮渣→隱檢→灌筑砼→搗固→養護。

2.2 結構防排水

隧道防排水采用“防、截、排、堵相結合，因地制宜，綜合治理”的原則，達到防水可靠，經濟合理，不留后患的目的。隧道拱墻初期支護與二次襯砌之間鋪設塑料防水板加土工布防水，防水層厚度不小于1.2mm，土工布質量≥300g/m2。隧道環向施工縫部分采用中埋式橡膠止水條(地下水較大處設置中埋式緩膨脹橡膠止水帶和鋼邊止水帶)；襯砌背后設外貼式止水帶。二襯拱部每隔5m預留回填注漿孔，待混凝土達到設計強度后，應進行充填注漿。

2.3 二次襯砌施工

隧道正洞采用復合式襯砌，二次襯砌分別采用C30鋼筋混凝土。

2.3.1 鋼筋施工

1）施工準備

原材料檢驗：每批鋼筋進場時均應有鋼筋出廠質量證明書或試驗報告單；鋼筋進場后進行復檢，并將檢測報告報監理工程師審查；鋼筋現場堆放必須采取下墊上蓋等措施防止鋼筋銹蝕。

技術準備：為保證鋼筋工程的及時性、準確性，根據圖紙、規范要求，及時技術交底，做到放樣及時、準確，能指導施工；鋼筋工必須持證上崗，保證鋼筋加工質量。

2）鋼筋加工

開工前及時向監理工程師提交加工方案、加工材料明細表。加工時鋼筋應平直，無局部曲折。如遇有死彎時，應將其切除。鋼筋表面應潔凈，無損傷、油漆和銹蝕。鋼筋級別和直徑必須符合設計要求。

3）鋼筋安裝

鋼筋的安裝位置、間距、保護層及各部鋼筋大小尺寸應符合設計圖規定。利用自行式作業平臺現場人工綁扎、焊接。施工時應防止損壞防水層和注意預埋件安裝。

2.3.2 拱墻襯砌混凝土施工方法

1）施工方法

正洞襯砌采用10.5m全斷面鋼模整體式液壓襯砌臺車，橫洞襯砌采用組合鋼模板，采用混凝土輸送泵作業，由下向上，對稱分層，先墻后拱灌筑，入模傾落自由高度不超過2.0m，機械振搗。混凝土運輸采用10m3混凝土輸送車，擋頭模板采用制式鋼模，確保施工縫處混凝土質量。混凝土由本統一規劃的自動計量拌和站生產，就近供應。混凝土灌筑前做好鋼筋的布設工作，鋼筋角隅處要加強振搗，并做好防水層鋪設及各類預埋件、預留孔、溝、槽、管路的設置。

2）混凝土施工

隧道模筑混凝土襯砌施工程序及工藝流程∶施工準備→安設防排水材料→臺車移位→臺車定位→隱蔽檢查→灌筑混凝土→脫模、臺車退出→養護→地質雷達檢測。

施工準備：測量工程師和隧道工程師共同進行水平、高程測量放樣。起動臺車液壓系統，根據測量資料使鋼模定位，保證鋼模襯砌臺車中線與隧道中線一致，拱墻模板定位后固定，并進行測量復核。清理基底雜物、積水和浮碴；襯砌臺車前端裝設擋頭模板，并按設計要求安裝固定止水帶；拆除上組襯砌混凝土施工縫處止水帶保護模，并自檢防水系統設置情況。自檢合格后報請監理工程師隱蔽檢查，經監理工程師簽證同意后灌筑混凝土。

混凝土原材料必須經工地試驗室檢驗合格后方可使用。細骨料采用河砂，粗骨料在指定石料場加工。在石料場建立粗骨料加工系統，保證粗骨料生產質量滿足混凝土對粗骨料的各項指標的要求。到工地后，按混凝土原材料試驗規范進行檢驗。水泥采用袋裝水泥，必須有出廠合格證。進場后，由檢測試驗中心按規范要求，進行各項性能檢驗。使用前對水進行酸性物質含量化學分析試驗，合格后方可使用。

3）混凝土攪拌

攪拌站采用電子自動計量系統，混凝土攪拌嚴格按設計配合比計量拌和，配合比設計在滿足設計強度、耐腐蝕、耐久性、和易性的要求和合理使用材料和經濟的原則下，計算與試驗相結合，采用質量法設計。泵送混凝土配合比的技術要求：骨料最大粒徑與輸送管內徑之比，碎石不大于1∶3，且不大于40mm；通過0.315mm篩孔的砂不小于15%。混凝土生產必須滿足冬期施工要求。

4）混凝土運輸

混凝土采用混凝土輸送車運輸。運輸施工要點：混凝土在運輸中應保持其勻質性，做到不分層、不離析、不漏漿。運到灌筑點時，要滿足坍落度要求。從攪拌機卸料到灌筑完畢的延續時間不超過120min。

5）混凝土灌筑

混凝土自模板窗口，由下向上，對稱分層，先墻后拱灌筑，傾落自由高度不超過2.0m。因意外混凝土灌筑作業受阻不得超過2個小時，否則按施工縫處理。襯砌混凝土施工均為機械振搗，插入式振動棒和附著式振搗器振搗密實，并避免碰撞鋼筋、模板、預埋件和止水帶等。振動棒插入下層混凝土50mm左右。

6）混凝土養護及整修

模筑混凝土襯砌應根據不同地段承壓情況，混凝土強度分別達到設計強度的100%、70%及8MPa時方可拆模。

7）質量保證技術措施

襯砌施工前，應對中線、高程、斷面尺寸和凈空大小進行仔細檢查核對，準確無誤符合設計要求后，方可灌筑混凝土。

施工前做好地下水的封堵、引排，仰拱及基礎部位的浮碴、積水必須清理干凈，襯砌混凝土必須在無水情況下進行施作，以保證混凝土質量。混凝土灌筑前，對模板、支架、鋼筋、預埋件和止水帶進行仔細檢查，符合要求后方能灌筑。

混凝土中摻入外加劑，控制混凝土的水灰比，控制混凝土中水泥用量等措施，增加混凝土的密實性并減小因水化熱引起的混凝土溫度應力和收縮。

混凝土襯砌灌筑過程中，嚴禁損壞防水板。

檢測試驗中心按規定要求在灌筑混凝土現場做試件，并詳細填寫施工記錄。

2.3.3 注漿回填

為了確保初期支護與二次襯砌密實無空洞，二次襯砌時，在拱部每隔3m預埋一根注漿管，注漿管采取保護措施，防止混凝土進入將其堵死，在襯砌混凝土強度達到后進行注漿，注漿材料選用水泥砂漿（水灰比1：1，砂灰比2：1），注漿從低標高注漿孔開始注漿壓力不小于1MPa或高標高拱頂注漿孔冒漿為止。

3 結論

高等級公路和城市道路的隧道工程對于施工質量、施工進度及外觀質量均有較高要求。模板臺車施工二襯能夠較好地滿足上述要求這是一種值得廣泛推廣的施工工藝。

[1]公路隧道施工技術規范(JTJ042. 94)[S].北京：人民交通出版杜，1994.

[2]公路陡道設計規范((JT1026. 90)[S].北京：人民交通出版社，1990.