預制塊鑲面現澆混凝土隧道洞門施工方法

張江衛

(中鐵十二局集團第二工程有限公司，山西 太原 030032)

1 工程概況

張唐鐵路紅石砬隧道位于河北省承德市境內灤平縣一帶，距承德市區約30 km，設計為雙線隧道(基本線間距4.0 m)。隧道進口里程為DK279+398，出口里程為DK285+213，全長5 815 m。根據隧道進出口地形和工程地質條件，結合開挖邊仰坡的穩定性及洞口排水需要，本著“早進晚出”的原則確定隧道進出口位置并采用端翼墻式洞門。

2 施工方法的原理

在端翼墻式洞門墻體施工時，用事先預制好的盒狀預制塊砌放在墻體表層，預制塊既是現澆混凝土的鑲面層，又是現澆混凝土的模板，砌放一層預制塊澆筑一層混凝土，直到設計高度。盒狀預制塊既能減輕預制塊的重量，便于搬運安裝，又能與現澆混凝土鑲嵌牢固。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 工藝流程

施工工藝流程見圖1。

3.2 操作要點

3.2.1 預制塊及其模板設計

隧道洞門比較高大，預制塊太小顯得太碎，而預制塊太大又不便搬運安裝，所以預制塊大小一定要合適，經研究實驗將預制塊尺寸選定為高×長×厚=47 cm×97 cm×47 cm，加上砌縫寬3 cm，每個砌格為50 cm×100 cm，為了減輕預制塊的重量，并確保預制塊與現澆混凝土鑲嵌牢固，將預制塊做成盒狀，將預制塊內部去掉高27 cm×長77 cm×厚37 cm，使預制塊形成一個壁厚10 cm的盒子。預制塊模板可以加工成組合鋼模板，也可訂做塑料模板，模板結構要求便于組裝、拆卸、能重復利用。預制塊結構見圖2。

3.2.2 預制塊制作、搬運

預制塊混凝土強度要比墻體混凝土設計強度高出5 MPa，當場地、材料、模板準備就緒后即可制作預制塊，預制塊澆筑、拆模、養護要嚴格按照混凝土預制塊施工規范進行作業，在預制時要預埋深度不小于30 cm直徑10 mm，且具有一定錨固力的鋼筋吊環，吊環的作用是便于預制塊搬運和固定。預制塊強度達到設計強度(養護時間不得低于14 d)即可搬運，搬運時要做好保護，嚴防磕碰造成缺棱斷角，從而影響外觀。

3.2.3 洞門端翼墻基底施工

按洞門設計圖先進行端翼墻基礎放樣，按放樣結果進行基礎開挖，開挖到位后檢查基底承載力是否符合設計要求，承載力達不到設計要求則采取擴大或加深開挖并進行基底換填，承載力達到設計后澆筑基底混凝土。基底混凝土頂面要找平但不可收光。

3.2.4 安裝第一層預制塊

當端翼墻基底混凝土達到設計強度的50%即可砌筑安裝第一層預制塊，要求砌縫寬3 cm，砌縫砂漿強度M20，為了確保砌縫均勻不變形，可在砌縫內放置砌縫混凝土墊塊。要求砌縫砂漿飽滿，快凝。端翼墻背模可以采用漿砌片石或山體代替，如后背空間比較大(有明洞)也可用普通模板立模。預制塊安裝結構見圖3，圖4。

3.2.5 灌注第一層墻體混凝土

當預制塊砌縫砂漿強度達到設計強度70%即可澆筑混凝土，在澆筑混凝土之前要將混凝土接觸面沖洗干凈。機械振搗，振動棒靠近預制塊不得小于50 cm，混凝土頂面要找平但不可收光。

3.2.6 安裝第二層預制塊

當第一層墻體混凝土達到設計強度的50%即可安裝第二層預制塊，第二層與第一層的垂直砌縫錯開50 cm。砌縫要求同3.2.4。

3.2.7 灌注第二層墻體混凝土

當第二層預制塊砌縫砂漿強度達到設計強度70%(間隔1 d)即可澆筑混凝土。施工要求同3.2.5。

3.2.8 循環3.2.4和3.2.5兩道工序直至墻體達到設計高度

隨著墻體的層層加高，墻背或明洞回填也要逐層進行，這樣做一方面有利于施工(便于運輸材料，也不耽誤工人作業時間)，更為重要的是有利于洞門墻體穩定。回填材料和回填密實度嚴格執行設計要求。

3.2.9 勾縫

在切塊砌筑時預留2 cm的空縫，端翼墻施工到設計高度后，開始由上向下勾縫，勾縫砂漿強度為M20。由上向下的目的是防止污染墻面，并對臟污部分進行清理。

3.2.10 勞力安排與作業計劃

一般的雙線鐵路隧道端翼墻洞門有12人即可滿足施工需要，2 d可起一層50 cm，在等待混凝土或砂漿凝固的時間里，可以進行墻背或明洞回填，可充分發揮工人效率，避免出現窩工現象。

4 安全措施

本施工方法要嚴格執行《建筑安裝工人安全技術操作規程》的各項規定，重點預防高空墜落構成的安全危險。

1)建立完善的施工安全保證體系，加強施工作業中的安全檢查。2)用功率匹配的起重設備起吊預制塊或其他材料。3)施工到5 m以上要設置防護欄，作業人員要佩戴安全繩。4)必須在上一層混凝土強度達到設計強度的50%才可安裝下一層預制塊，必須在砌筑砂漿強度達到設計強度的70%方可灌注混凝土。防止因混凝土和砌縫砂漿強度不足導致墻體垮塌造成安全事故。

5 環保措施

為確保工程所在地區的環境得到有效的保護，要嚴格執行國家和工程所在地政府的環保政策、法律和法規，為了保持施工地區環境的清潔衛生，本施工方法采取以下環境保護措施:

1)施工中產生的有害污染物要進行生化處理，處理達標后與其他污染物一起進行集中掩埋。2)廢水處理采用多級沉淀池過濾沉淀，廢水處理的工藝流程為:廢水→收集系統→多級沉淀池→沉淀凈化處理→排入河道。3)施工期間施工場地要進行硬化，各種材料分類分區堆放，廢渣廢料及時清理，保持施工場地整潔。

6 結語

該施工方法相對傳統腳手架支模法，工藝簡化、安全質量便于控制，費用稍有節余，對美化洞門效果明顯，使隧道洞門顯現出古代長城雄關之美。

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