淺談張呼客專甲壩子隧道二次襯砌施工的技術控制

辛鑫

摘 要：本文結合的張呼客專甲壩子隧道具體施工實踐，就客專鐵路長大隧道二次襯砌施工的關鍵工序和技術控制進行了簡要闡述。

關鍵詞：客運專線；隧道施工；二次襯砌；技術控制

中鐵十九局集團第六工程有限公司承建的張呼客運專線甲壩子隧道全長3186m。隧道位于地震動峰值加速度為0.1g地區。進出口采用等環寬斜切式洞門。全隧均采用曲墻（帶仰拱）復合襯砌。洞身段DK123+010～DK123+200、 DK124+070～DK124+260、 DK125+165～DK125+355段設下錨段襯砌。全隧道均按新奧法施工，采用光面爆破及濕噴技術，按照有關要求對結構支護體系的穩定性進行監測、分析，并按照仰拱超前的原則組織施工，拱墻襯砌采用一次灌筑。現就隧道二襯砌施工進行介紹。

工藝流程：監控量測確定施作二次襯砌→布設軌道→臺車移位→頂模中心高及邊模凈空檢測→臺車就位→面板整修、涂脫模劑→輸送泵就位接輸送管→澆注混凝土→養護輸送泵、管清洗、拆除→臺車與模板脫離并移至前一組模板處。

1.襯砌臺車

隧道主洞二次襯砌全部采用整體式液壓襯砌臺車施工，斜井襯砌地段、正洞會車帶、非絕緣錨段襯砌和懸掛風機地段襯砌等特殊斷面二次混凝土襯砌，采用自制式組合鋼模襯砌臺車，臺車長度9m，擋頭模采用自制鋼模和木模。每個隧道正洞作業面配備1臺12m長全斷面液壓襯砌臺車。襯砌臺車定位采用激光導向儀。

2.鋼筋制作及安裝

鋼筋在洞外下料加工，彎制成型，洞內綁扎。

鋼筋焊接：熱軋圓鋼筋和螺紋鋼筋均應采用閃光對焊。

鋼筋冷拉調直：采用卷揚機在一塊較平整的場地進行鋼筋的冷拉。

鋼筋下料：根據設計圖紙的規格尺寸，在下料平臺上放出大樣，然后進行鋼筋的下料施工。

鋼筋成型：在鋼筋加工平臺上根據鋼筋制作形狀焊接一些輔助設施，人工利用套筒或扳手進行鋼筋的成型加工。

鋼筋骨架綁扎：嚴格按照圖紙尺寸進行綁扎。

3.混凝土澆筑與運輸

采用混凝土運輸罐車運送混凝土。在運輸過程中要避免出現離析、漏漿，并要求澆注時有良好的和易性，坍落度損失減至最小或者損失不至于影響混凝土的澆注與搗實，當有漏漿和離析發生時，在進入輸送泵前啟動罐車重新拌和，確保入模混凝土的質量。

混凝土的入模采用HBT60輸送泵。模板臺車就位并安設擋頭板后即可進行混凝土的灌注。灌注混凝土之前，鋼模板臺車外表面需涂抹脫模劑，以減少脫模時的表面粘力。灌注混凝土時，先從臺車模板最下排工作窗口進行灌注混凝土，灌注混凝土至混凝土快要平齊工作窗口時，關閉工作窗，然后從第二排工作窗口進行灌注混凝土，依次類推，最后于拱頂輸料管處關閉閥門封頂。

主要考慮模板臺車的自振系統，對個別部位輔以插入式搗固棒進行，模板臺架施工時采用插入式搗固捧進行振搗。

采用插入式振搗棒振搗時，按“快插慢拔”操作。混凝土分層灌注時，其層厚不超過振動棒長的1.25倍，并插入下層不小于5cm，振搗時間為10～30s。振搗棒應等距離地插入，均勻地搗實全部混凝土，插入點間距應小于振搗半徑的1倍。前后兩次振搗棒的作用范圍應相互重疊，避免漏搗和過搗。振搗時嚴禁觸及鋼筋和模板。

4.襯砌質量控制

合格的原材料、合理的配合比和嚴格的施工控制對確保混凝土質量來說缺一不可，主要施工環節工藝質量控制措施如下：

4.1 配合比監督管理

試驗部門應在加強原材料質量控制的同時，加強配合比監督管理。試驗室提供混凝土理論配合比，并根據砂石含水率測試結果，換算成混凝土施工配合比。骨料的吸水性隨著天氣的變化，其含水率波動非常大，因此在開盤前，應準確測定粗、細骨料的含水率，對粉煤灰也要檢查其是否受潮，若受潮應測定其含水率，及時調整混凝土施工配合比，并據此填發施工配料單。拌合站應嚴格按試驗室簽發的施工配料單進行配料。

4.2 開盤計量檢查

混凝土開盤前應認真檢查自動計量系統，確保計量準確。拌制混凝土所用各項材料，均應按重量投料，偏差控制在允許的范圍之內。

4.3 混凝土的攪拌

拌制混凝土應采用自動混凝土攪拌系統，投料順序為：碎石、砂、水泥、粉煤灰、水及減水劑。自全部材料進入攪拌機開始攪拌起，至開始卸料時止，確保每盤混凝土攪拌時間至少2分鐘，以使外加劑充分發揮作用，混凝土拌和物坍落度檢查每工作班應進行2次，坍落度實測值應符合配合比設計范圍。

4.4 澆筑

隧道襯砌施工多在起拱線以下的邊墻上出現麻面、水泡和氣泡等表面缺陷，嚴重影響混凝土外觀質量，缺陷的產生與澆筑和振搗環節的控制有關，應采取綜合措施，加以改進，以防止混凝土表面缺陷的出現采取以下措施：

分層分窗澆注，泵送混凝土入倉應自下而上，從已灌筑段接頭處向未灌筑方向分層對稱澆灌，防止偏壓使模板變形。灌注下層混凝土時，應將臺車中層窗口開啟，以利排氣；同理，灌注中層混凝土時，應將臺車頂層窗口開啟，以利排氣。

灌注混凝土時，應在泵管前端加長若干米的軟管，進入窗口時應伸入窗內并使管口盡量垂直向下，以避免混凝土直接泵向巖面，造成墻角和邊墻出現蜂窩麻面。

混凝土澆筑時的自由傾落高度不宜超過2米，當超過時，應采用滑槽、串筒等器具，或通過模板上預留的孔口澆筑，應杜絕澆筑高度過高而不采取任何措施的澆筑方法。

嚴禁在泵車處加水。水灰比是混凝土強度的第一保證要素，有意加水會嚴重影響混凝土的技術指標。

混凝土封頂時應嚴格操作，盡量從內向端模方向灌注，排除空氣，以保證拱頂灌注飽滿和密實度。

保證混凝土連續澆筑，避免間歇時間過長，若超過2小時，則必須按澆筑中斷進行工作縫處理。

4.5 振搗

采用插入式振搗器和襯砌臺車上掛附著式振搗器兩種方式進行振搗。插入式振搗器的移動間距不宜大于其作用半徑的1.5倍，且插入下層混凝土中的深度宜為5～10cm，每個振點的振搗持續時間，以混凝土不再沉落，不再出現氣泡，表面明顯出現浮漿為度，在振搗過程中要使振搗棒避開鋼筋，但要保證鋼筋周圍的混凝土均勻受振；附著式振搗器開動時間以混凝土澆滿附著式振搗器振搗范圍時開起，每次振動時間1-2分鐘，謹防空振和過振，操作人員要注意加強觀察，防止漏振和過振。

4.6 拆模

選擇合理的拆模時間，利用全液壓襯砌臺車液壓系統進行脫模，混凝土達到拆模控制強度所需時間應通過試驗確定。脫模后要防止襯砌表面受到碰撞。

4.7 養護

混凝土灑水養護時間規定是：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥相對濕度<60%時，灑水養護14天；相對濕度在60%～90%時，灑水養護7天；相對濕度>90%時，可不灑水。

4.8 保證拱頂填充密實

嚴格控制水灰比、水泥用量和含砂率來保證混凝土中砂漿質量，降

低孔隙率。盡量減小水灰比，水灰比不能大于0.6，砂率為35～45%，灰砂比為1：2.0～1：2.5。確保水泥、砂子、石子、水和外加劑的質量要求。施工中嚴格按配合比準確計量。計量允許偏差為：水泥、水、外加劑為±1%；砂、石為±2%。。

嚴格控制混凝土的坍落度。結構防水混凝土的入模坍落度控制在11～14cm。

在模板臺車上預留觀察（注漿）孔，間距4～5m，觀察孔用

φ50mm的錐形螺栓緊密堵塞，混凝土初凝后擰開螺栓，探測拱頂是否回填密實，如果有空洞，在混凝土具一定強度后且于模板拆除前壓漿回填。

如果混凝土灌注過程中拱頂回填不滿，那么應采取二次插管澆注的方法，首先在擋頭板位置預留排氣孔，然后由內向擋頭板方向壓灌混凝土。

在擋頭板處，拱腰線以上預埋注漿管，間距3m，如果發現有空洞，在混凝土具一定強度后且于模板拆除前壓漿回填。

5.結語

通過對以上關鍵工序進行了嚴格的技術控制，張呼客運專線甲壩子隧道二襯施工合格率達100%，優良率98%，完全滿足了設計要求，為今后類似施工積累了經驗。