隧道工程拱頂回填壓漿施工技術研究

王佳偉

（中鐵十八局集團第四工程有限公司，天津 300350）

在隧道工程二次襯砌施工中，經常發生混凝土密度不實或者發生空洞現象。這主要原因是：初支面不夠平順，在局部存在較深的凹坑，在防水板掛設后，形成了一個空腔，當混凝土澆筑完成后，就形成了空洞，或者在隧道施工中混凝土配合比不符合要求、混凝土振搗密實度的不足等。二襯拱頂脫空對隧道工程施工質量和結構穩定性等方面皆有非常重要的影響，通過回填壓漿施工技術，可有效避免二襯拱頂脫空質量缺陷的發生?；诖?，本文結合麒麟隧道施工案例，對隧道工程拱頂回填壓漿施工技術做了如下分析。

一、工程概況

（一）工程概述

麒麟隧道位于溫泉南場～麒麟站區間，為工期控制性工程。隧道進口里程為DK7+190，出口里程為DK9+430，全長2240m。為保證工期在DK8+850處設有與正洞77°夾角的斜井，斜井長270m，DK8+133～DK8+216設83m明洞一處。本隧道為單線隧道，進口段760m線路縱坡為3‰上坡，其后為6‰上坡。全隧道埋深均較淺，隧道洞身最大埋深約63m。全隧道進口段位于R-800m的右偏曲線上，洞身段208.123m位于R-2000m的右偏曲線上，出口段位于R-600m的右偏曲線上外，其余位于直線上，隧道洞身依次下穿運營的昆畹公路、安楚公路，并下穿新明灣水塘，然后穿越安祿公路、駕校后出洞。

（二）地質特征

隧道穿越地層主要為第四系全新人工填土（Q4ml）、坡殘積（Q4dl+el）粉質黏土、角礫土；下伏基巖為侏羅系中統腰站組打磨山段（J2y1）砂巖、粉砂質泥巖、泥巖，侏羅系下統祿豐組甸基段（J1y2）粉砂質鈣質泥巖，以Ⅴ級、Ⅴ級抗震圍巖為主。

二、回填壓漿施工技術在隧道工程拱頂施工中應用要點

（一）防水板施工

在防水板施工前要先對防水板的質量、性能、材質、規格、型號等進行全面系統的選擇，在本工程施工中采用了高分子防水板，材料標準符合隧道工程對防水技術條件的需求，寬度在2.5m～4m，厚度為2mm，具有耐刺穿、柔性、耐久性好的要求。確認防水板材料達到施工要求后，通過專業的畫線筆，畫出拱頂中線。

在隧道工程二次襯砌之前就要完成防水板鋪設工作，并進行合理保護，避免發生機械損傷，并和掌子面保持安全距離。在本工程施工中防水板采用環形鋪設法，先進行拱頂鋪設，然后進行邊墻鋪設，下部防水板要壓住上部防水板，防水板面積要全部抵到隧道圍巖中。并進行分段鋪設，邊緣位置預留出約60cm的搭接余量，并進行有效保護。附屬洞室防水板鋪設時，要對附屬洞室進行測量，根據測量結果，加工防水板，隧道工程的邊墻防水板焊接要成一個整體。具體施工示意圖如圖1所示：

圖1 防水板施工方法示意圖

（二）仰拱施工

仰拱施工要在二次襯砌施工前全部完成，緊跟開挖工作面進行施工，如果在仰拱施工遇到不穩定圍巖時，仰拱距離開挖面控制在40m以內，仰拱和填充采用分開澆筑的方法進行施工，待混凝土澆筑后強度達到5MPa時才能允許施工人員通過，混凝土強度達到設計強度時，才能允許車輛通過，為保證開挖效率，車輛在通過時采用棧橋法通過。

（三）混凝土二次襯砌

1.施工測量

臺車就位之前，通過放樣的方法確定出中心線和車輛運輸軌道，控制臺車就位誤差低于10mm。此外，還要在小邊墻上給出臺車的標高和相應的邊線，并做好標記，確保臺車運行質量。

2.鋼筋制作安裝

由于隧道空間有限，襯砌鋼筋需要在洞外完成加工，在加工時要充分考慮鋼筋的搭接長度和接頭連接時的錯開距離，加工完成后由專業的焊接人員完成操作。鋼筋制作和安裝是本工程仰拱施工的關鍵，對施工質量和施工的安全性有至關重要的影響，需要滿足如下標準：

第一，所選鋼筋的規格、型號、機械性能等參數必須全部符合工程設計標準中的規定，并且鋼筋在進入施工現場前，需要進行全面系統的抽樣檢查，確認達到實際要求后，才能投入使用。

第二，發生彎曲的鋼筋在加工前要進行調直處理，并清除鋼筋表面的油漬、水泥漿液、氧化鐵皮等。加工完成后，鋼筋表面嚴禁存在傷痕。如果采用冷拉法進行鋼筋調直，則一級鋼筋的調直率要控制在2%以下，二級鋼筋的調直率要低于1%。

第三，焊接時，焊接接頭的質量必須符合相應的規范和要求，根據工程特性和實際要求，對焊接試樣進行全面檢測，確認達到焊接要求后，才能進行焊接施工。

3.臺車就位

通過五點定位法保證臺車就位的精度，具體做法為：以拱頂襯砌圓心為原點，建立平面坐標系，并對拱部模板在中心進行全面控制，通過拱部模板和墻體模板相交的兩個絞接點和墻體兩側模板底腳點來全面控制臺車的位置。在具體施工中，為避免混凝土澆筑過程中發生臺車上浮的問題，可采用三個30t的千斤頂進行支撐，避免發生臺車上浮而引起拱部錯臺的問題。

4.混凝土拌和與運輸

混凝土拌和前，需要對各項材料進行全面檢查，堅決杜絕質量不達標的材料進入施工現場，從根本上保證混凝土施工質量。并對計量設備進行全面校驗，保證混合料稱量的準確性，嚴格按照配合比添加原材料，在混凝土拌和時，拌和時間不能低于2min，確保各項混合料混合的均勻性。拌和好的混凝土，要盡量在接近拌和狀態下進行運輸。合理選擇運輸路線，保證運輸道路的平坦性，縮短混凝土運輸時間，避免在運輸過程中發生混凝土材料離析，坍落度下降等問題。

5.混凝土澆筑

混凝土澆筑是隧道工程拱頂回填壓漿施工的重點，混凝土澆筑方法對混凝土襯砌質量有很大的影響。比如：澆筑方法、振搗方法、養護方法等都會影響混凝土的性能。因此，在具體施工中，必須對混凝土各項施工環節都進行全面控制，確保各道工序施工質量均滿足要求，并嚴格按照設計要求和現場試驗的結果進行操作。在本工程施工中，通過泵送法進行混凝土澆筑，根據工程施工部位的不同，合理控制泵送速度和泵送量，為混凝土振搗提供良好的環節?；炷恋墓嘧⒎椒皹藴时砣绫?所示：

表1 混凝土的灌注方法及標準表

6.混凝土搗固

在本工程混凝土振搗時，采用了附著式振搗器聯合人工插入式振搗棒振搗的方法，有效保證了振搗的質量和效果，臺車加工時，需要在起拱以下、起拱線附件等預留出合理振搗窗口，通過振搗窗口進行全面、均勻、細致的振搗，提升振搗的密實性。

（四）拱頂回填壓漿

襯砌臺車就位后要進行全面測量控制，并在灌注前進行復核操作。通過布置支墊的方法穩定襯砌臺車下部，用同構短桿支撐的方法穩定臺車上部，避免在施工發生晃動。安裝的模板也要進行全面測量，保證接縫的密實性，避免在壓漿操作時發生漏漿問題?；炷辽a能力、運輸能力要和壓漿能力相互匹配，避免發生中斷，保證施工質量。灌注混凝土時，注意連續性和對稱性，兩側混凝土表面高差不得超過50cm，澆筑必須連續進行，不得中斷，為此必須配備備用發電機組。

隧道襯砌封頂采用鋼管壓注法，選擇合適的混凝土坍落度，使隧道拱頂混凝土回填密實。每循環襯砌前，對上一組襯砌接縫處的混凝土鑿毛、清洗、糾正止水帶位置，并刷一層水泥漿以使新舊混凝土接合良好。混凝土灌注連續一次灌注完畢，如發生停電等意外事故必須停工時，將灌注面整平、振搗好。停工2小時以上，要等24小時后才能接灌。拱部封頂時，必須填滿搗實，不得有空隙。養護采用灑水養生。拆模在拱部混凝土達到設計強度8Mpa以上進行，拆模時注意混凝土角隅及表面的保護。