TBM組裝洞襯砌工藝流程與施工的分析

□于喜洋（遼寧水利土木工程咨詢有限公司）

1 項目概況

組裝洞圍巖為混合花崗巖，圍巖類別為Ⅲb，巖體完整性較差，節(jié)理較發(fā)育。組裝洞段長為80m，斷面形式為蘑菇形。組裝洞襯砌厚度500mm，高12550mm。

圖1 組裝洞斷面圖

2 襯砌工藝流程與施工的分析

組裝洞邊墻襯砌混凝土施工為左右兩側邊墻施工，每側均縱向分Ⅰ～Ⅳ四個施工段，每段長20m，采用“三層六部分”的方法澆筑。具體分段分層見圖2。

圖2 組裝洞襯砌施工順序示意圖（單側邊墻）

模板選用竹膠板，采用方木和8#槽鋼進行加固。鋼筋在洞外加工成型，洞內(nèi)進行人工綁扎、焊接。混凝土在洞外采用自動計量拌和樓集中拌和，混凝土罐車運送至組裝洞澆筑部位，混凝土輸送泵澆筑，插入式振搗器振搗。拆模后采用灑水養(yǎng)護。

2.1 工藝流程

裝洞混凝土襯砌包括以下內(nèi)容：基底清理、測量放線、鋼筋綁扎、模板安裝、涂脫模劑、安裝擋頭板及止水帶、輸送管路安裝及輸送泵運轉調(diào)試、灌注前檢查驗收、混凝土拌和、運輸、泵送入模、搗固、拆模、養(yǎng)護等。混凝土襯砌施工工藝流程見圖3。

圖3 混凝土襯砌施工工藝流程圖

2.2 施工方法

2.2.1 基底清理

先用人工配合挖掘機將基底虛渣清理，再用高壓風將表面浮渣及雜物吹凈。

2.2.2 測量放樣

施工測量采用全站儀對襯砌設計輪廓線進行放樣，測量作業(yè)由專業(yè)人員實施，保證測量精度滿足吊裝設備要求。測量結果向現(xiàn)場施工人員交底并在現(xiàn)場標識注明。

2.2.3 鋼筋施工

鋼筋原材料：鋼筋種類、型號、直徑等符合設計要求；鋼筋加工前先進行調(diào)直，并將表面油漬、水泥漿和浮皮鐵銹等清除干凈。

鋼筋綁扎與焊接：鋼筋綁扎前首先測量放線，先安裝定位鋼筋，再將在現(xiàn)場加工完成的主筋安設在定位鋼筋上，其他輔助筋及連接鋼筋與主筋焊接及綁扎牢固。鋼筋焊接接頭應分散布置，在同一截面內(nèi)的鋼筋接頭不超過50%，鋼筋接頭采用單面焊，搭接長度≥10d（d為鋼筋直徑），彎鉤長6.25d，其他綁扎及焊接均符合設計要求。

鋼筋焊接不允許有裂縫、脫焊點、漏焊點，表面平順，沒有明顯的咬邊、凹陷、氣孔等，鋼筋不應有明顯燒傷。

2.2.4 模板安裝

模板擬采用15mm×1220mm×2440mm竹膠板，模板表面光潔、平整，涂刷脫模劑均勻。模板采用硬拼接，拼縫采用海綿條填塞，以防漏漿。

主龍骨（橫向）采用8#雙排槽鋼，間距600mm；次龍骨（豎向）采用60mm×80mm方木，間距250mm；穿墻螺栓采用Ф16的光圓鋼筋，間距為600mm×600mm，外端采用螺栓墊片固定于槽鋼之間，在模板上鉆眼穿過，巖壁端焊接在預留外露錨桿上。對于預留錨桿不足部位，在安裝模板前進行補打。

為減小施工縫錯臺及避免先澆層邊角楞被破壞，使上下層混凝土更好銜接，安裝上層模板時，保留下層相鄰模板，并與新安設模板連接牢固。每次支完模采用全站儀進行斷面垂直度、標高檢查復核檢查。

2.2.5 止水帶安設

止水帶采用中埋式橡膠止水帶，安設牢固，接頭處采用氯丁橡膠粘接。安設時沿二次襯砌設計距離內(nèi)壁150mm線間隔0.50m在擋頭板上鉆一孔φ10鋼筋孔，將加工成型的φ8鋼筋卡由待澆模板混凝土一側向另一側穿入，內(nèi)側卡進止水帶，另一半止水帶平貼在擋頭板上，待模板混凝土達到拆模強度后拆除擋頭板，將止水帶靠中心鋼筋拉直，然后彎曲φ8鋼筋卡套上止水帶，澆筑下一模混凝土。止水帶中線應布置在施工縫中心，在安裝過程中應防止拉裂、變形。澆筑混凝土過程中，不得撞擊止水帶，振搗器不得觸及止水帶。

2.2.6 混凝土澆筑

混凝土采用分倉、分層澆注，澆筑厚度宜為30～50cm。輸送管管口至澆筑面垂距控制在1.50m以內(nèi)，以防混凝土離析；澆注過程連續(xù)、不得中斷。泵送下料口及時移動，避免用插入式振搗器將下料口處堆積的拌合物推向遠處。

混凝土澆筑采用60m3/h的混凝土輸送泵泵送入倉。避免停歇造成“冷縫”，間歇時間一般不超過45min，否則按施工縫處理。

混凝土振搗采用插入式振動器為主、木錘模外敲振為輔的振搗方式，定人、定點、分區(qū)進行。澆筑混凝土時，采用插入式振動器振搗，快插慢拔，振搗密實。插入式振動器移動間距不超過振動器作用半徑的1.50倍，與模板保持5～10cm的距離，且插入下層混凝土5cm，振搗時間宜為10～30s，每一處振搗完畢后邊振搗邊徐徐提出振動棒，避免振搗棒碰撞模板、鋼筋及其他預埋件。振搗棒在混凝土中移位時，應豎向緩慢拔出，不得在混凝土澆筑倉內(nèi)平拖。振搗時觀察到混凝土不再下沉、不再冒出氣泡、表面泛漿，水平有光澤時即可緩慢抽出振搗棒。

2.2.7 施工縫的處理、預埋件的埋設、拆模與養(yǎng)護

2.2.7.1 施工縫的處理

底層混凝土澆筑完成后，及時對施工縫作拉毛處理；下一次澆筑混凝土時，對施工縫處進行清洗干凈處理，保證新舊混凝土的良好連接。

2.2.7.2 預埋件的埋設

澆筑到混凝土頂面時，測量班準確放樣，按設計要求在準確位置安裝預埋件，并固定牢固。

2.2.7.3 拆模與養(yǎng)護

拆模時，小心謹慎，以免缺棱掉角現(xiàn)象發(fā)生。拆模后對混凝土表面出現(xiàn)的錯臺、漏漿、蜂窩、麻面等缺陷不得擅自進行修補。襯砌澆筑完畢后應及時養(yǎng)護，采用覆蓋灑水養(yǎng)護法，保持混凝土表面濕潤，連續(xù)養(yǎng)護時間≥14d。

2.2.8 施工質(zhì)量要求

2.2.8.1 巖面或縫面處理

基礎巖面表面平整、無松動巖塊、浮渣及雜物；混凝土施工縫表面無乳皮、成毛面、微露粗砂；洞內(nèi)出水點及積水已妥善引排；噴射混凝土表面平整、清潔、無污物。

2.2.8.2 鋼筋制作安裝

鋼筋表面潔凈無損傷、無污染、無鐵銹，平直無彎折；鋼筋數(shù)量、尺寸、規(guī)格、位置、間距、保護層均符合設計要求；鋼筋焊縫長度、寬度滿足規(guī)范要求，接頭不允許有裂縫、脫焊點、漏焊點，表面平順，沒有明顯的咬邊、凹陷、氣孔、燒傷等；無論是焊接接頭或綁扎接頭均不得位于鋼筋彎曲處，且搭接長度滿足設計要求；鋼筋安裝要與錨桿連接牢固可靠。

2.2.8.3 模板安裝

模板表面平整、光潔、無污物，涂刷脫模劑均勻無明顯色差，相鄰模板錯臺及縫隙均滿足規(guī)范要求；模板要在拆模后清洗表面混凝土，擺放整齊，保證下次使用時表面平整、清潔；模板支架必須嚴格按交底方案進行支撐，不得隨意更改，且安裝牢固，保證混凝土結構位置、尺寸、形狀滿足設計要求；止水帶應避免油污和暴曬，安設中線應與施工縫中線重合，在安裝中防止止水帶拉裂、變形且安設平整、順直、牢固；各類預埋件的規(guī)格、數(shù)量、高程、方位、埋入深度及外露長度等均應符合設備專業(yè)設計要求，安裝牢固可靠，精度符合有關規(guī)程的要求。

2.2.8.4 澆筑混凝土

基底先鋪筑砂漿，厚度宜為2～3cm，均勻平整，無漏鋪；按現(xiàn)場試驗要求控制混凝土塌落度，不合格混凝土嚴禁入倉并予以清除，棄置指定地點；按要求控制澆筑層厚度，鋪設均勻，分層清楚，無骨料集中現(xiàn)象；澆筑過程中無外部水流入，泌水必須及時排除；澆筑過程應保持連續(xù)性，若超過允許時間，則應按工作縫處理；澆筑混凝土時，不得撞擊止水帶，各類埋設的鐵件不得移位或松動；嚴格按照施工規(guī)范進行振搗，振搗器垂直插入下層5cm，有次序，間距、留振時間合理，無漏振、無超振；振搗時，振搗器不得觸及止水帶，預埋件周圍混凝土必須振搗密實。澆筑過程按照施工圖紙要求每10m留設一道施工縫，并對下層混凝土施工縫面作拉毛處理。

2.2.8.5 拆模及養(yǎng)護

按施工規(guī)范當混凝土達到一定強度時方可拆模；拆模后對混凝土表面蜂窩、麻面、錯臺、跑模、掉角、孔洞、鋼筋切頭等缺陷及時進行修補，使混凝土表面平整、顏色均勻、形狀尺寸滿足設計要求。及時對混凝土進行養(yǎng)生，保持混凝土表面濕潤，養(yǎng)生時間符合施工規(guī)范要求。

3 結語

TBM組裝洞襯砌工期緊、任務重、質(zhì)量要求高，必須在短時間內(nèi)達到相應強度的要求，以滿足TBM組裝吊機的安裝。通過合理安排，積極組織，嚴格管理，優(yōu)化混凝土配比等措施實現(xiàn)了TBM組裝洞襯砌快速、安全、高質(zhì)的目標。

本施工工藝大大縮短了施工工期，提高了混凝土的施工質(zhì)量，實現(xiàn)了TBM吊機的快速安裝，保證了TBM組裝的順利進行。

[1]許寶瑞,祁孝珍,張芳婕.淺析TBM洞內(nèi)組裝工藝流程[J].水利建設與管理，2008(5)：22-24.

[2]趙鵬濤,婁宗科.TBM輸水隧洞管片襯砌設計模型優(yōu)選研究[J].中國農(nóng)村水利水電，2010(3)：83-86.

[3]鄧勇.大斷面TBM組裝洞室設計與施工[J].現(xiàn)代隧道技術，2010(1)：66-70.

[4]曹海濤.大斷面TBM洞內(nèi)組裝技術[J].鐵道建筑技術，2009(11)：14-17.

[5]趙進，李恩陽，馮志敏.隧洞全斷面掘進機（TBM）的現(xiàn)場組裝[J].西部大開發(fā)，2009(11)：81-82.