隧道內(nèi)二次襯砌拱部換拱施工技術(shù)

張新波

摘要：本文通過(guò)對(duì)運(yùn)輸車(chē)進(jìn)行優(yōu)化改造，提高了運(yùn)輸效率，節(jié)約了人力、物力;通過(guò)在隧道二襯拱頂安裝滑到，對(duì)隧道二次襯砌拱頂120°范圍進(jìn)行網(wǎng)格分塊橫縱向移動(dòng)切割，再進(jìn)行分塊拆除，省時(shí)省力，產(chǎn)生的粉塵少，保障了施工人員的安全;針對(duì)切割過(guò)程中導(dǎo)致隧道中埋式水帶損傷問(wèn)題，采用搭接修復(fù)，對(duì)無(wú)法修復(fù)部位采用遇水膨脹止水條替代，以保證隧道拱頂防水性能;采用門(mén)式階梯形腳手架與環(huán)向支撐桿件作為后澆筑拱頂模板支撐體系，通過(guò)排氣孔抵消混凝土關(guān)注阻力，預(yù)留注漿孔對(duì)二襯背部進(jìn)行后注漿充填，提高了注漿效果，保證了施工質(zhì)量。

Abstract： By optimizing the transportation vehicle， the transportation efficiency is improved， and manpower and material resources are saved. By installing slide in the tunnel secondary lining vault， and through grid block horizontal and vertical movement cutting of 120° range of tunnel secondary lining vault， and then block-dismantling， it can save time and effort， and produce less dust， ensuring the safety of construction workers. For the problem of damage caused by buried water in the tunnel during the cutting process， we use lap joint repair， and use water expansion sealing strip in unrepairable parts to ensure the waterproof performance of the tunnel vault. The stepped scaffolding and the circumferential support rod are used as the post-casting vault template support system， and the resistance of the concrete is offset by the vent hole， and the grouting hole is reserved. The post-grouting filling of the back of the second liner improves the grouting effect and ensures the construction quality.

關(guān)鍵詞：隧道;二次襯砌;拱部;換拱

Key words： tunnel;secondary lining;arch changing

中圖分類(lèi)號(hào)：U455 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）10-0112-03

1 ?緒論

由于隧道施工特點(diǎn)具有不確定性，前期在地質(zhì)勘查中由于山體地勢(shì)和民居點(diǎn)分布原因取點(diǎn)密度不夠，對(duì)地質(zhì)認(rèn)識(shí)不夠全面，施工過(guò)程中容易對(duì)原有地質(zhì)造成破壞，造成原有圍巖的破壞，地下水系重分布，造成二襯拱部受力結(jié)構(gòu)在運(yùn)營(yíng)中存在一定的安全隱患。為消除這種隱患，要求對(duì)隧道受影響二次襯砌段進(jìn)行拱部切除后重新模筑，由于隧道二次設(shè)計(jì)有鋼筋，換拱工序復(fù)雜，襯砌切除后初支應(yīng)力重分布，有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，加上鐵路聯(lián)調(diào)連試迫在眉睫，基于此，需要快速安全的完成混凝土的鑿除及鑿除后重新模筑混凝土。隧道受鋪軌后影響，隧道內(nèi)無(wú)法通過(guò)一般作業(yè)車(chē)輛和襯砌臺(tái)車(chē)。毛蓬崗隧道為燕尾式隧道，隧道單線長(zhǎng)8074.794米，作業(yè)面小，材料倒運(yùn)困難，且隧道內(nèi)正在進(jìn)行電氣化施工，交叉施工影響大，隧道內(nèi)接觸網(wǎng)及接觸網(wǎng)吊柱均已施工完成，對(duì)鑿除混凝土作業(yè)空間帶來(lái)諸多不便，隧道聯(lián)調(diào)聯(lián)試迫在眉睫，工期緊張，多處工點(diǎn)需同時(shí)施工，交叉施工影響大。

2 ?拱部換拱施工技術(shù)

2.1 施工流程

測(cè)量確定模筑混凝土里程、120°位置并用噴漆標(biāo)注→人工開(kāi)槽→鑿除至設(shè)計(jì)位置→防水板鋪掛→植筋→安裝模板→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)，各個(gè)工序流程均須留存影像資料并按照里程部位編號(hào)存檔。見(jiàn)圖1。

2.2 材料運(yùn)輸

2.2.1 隧道內(nèi)腳手架及混凝土棄渣材料的運(yùn)輸

隧道內(nèi)鋼管及廢渣運(yùn)輸采用自制的動(dòng)力軌道運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸，運(yùn)輸車(chē)分為動(dòng)力車(chē)頭，分節(jié)運(yùn)輸平板車(chē)構(gòu)成，運(yùn)輸平板車(chē)數(shù)量根據(jù)運(yùn)輸材料的多少和重量確定，車(chē)頭采用嘉陵三輪摩托改裝組成，前輪加設(shè)一組軌道輪，后輪改為直徑60厘米的軌道輪，并安裝剎車(chē)裝置。改裝軌道摩托車(chē)見(jiàn)圖2。定制混凝土運(yùn)輸車(chē)見(jiàn)圖3。

2.2.2 混凝土運(yùn)輸由專(zhuān)門(mén)定制的軌道罐車(chē)組運(yùn)輸，軌道罐車(chē)每?jī)奢v為一組，車(chē)尾采用硬性連接，運(yùn)輸時(shí)根據(jù)運(yùn)輸方向確定開(kāi)啟哪輛車(chē)，軌道罐車(chē)不可采取倒車(chē)作業(yè)，停車(chē)時(shí)必須采取制動(dòng)措施。

2.3 腳手架搭設(shè)

在已施作完成的道床板、仰拱填充及側(cè)溝范圍內(nèi)搭設(shè)？準(zhǔn)48mm×3.5mm鋼管腳手架，腳手架按橫桿0.6m，縱桿間距0.9m，步距1.2m搭設(shè)，四周從底到頂連續(xù)設(shè)置剪刀撐，頂部平臺(tái)尺寸4.2×4m（平臺(tái)縱向長(zhǎng)度根據(jù)缺陷整治長(zhǎng)度前后各增加1m），施工平臺(tái)高度距離拱頂1.7m。支架前后各十米做好安全警示標(biāo)志，腳手架上掛好霓虹燈及安全警示標(biāo)志，施工過(guò)程中安排專(zhuān)人進(jìn)行防護(hù)。支架下面設(shè)置門(mén)洞，門(mén)洞尺寸：寬2.4m，高3.6m。

2.4 拆除混凝土

襯砌混凝土拆除時(shí)須自上而下，分塊分段進(jìn)行，如圖6所示，環(huán)向位置由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、自上而下拆除，縱向拆除順序?yàn)棰?→Ⅱ1→Ⅲ1→Ⅳ1→Ⅰ2→……→Ⅳ39→Ⅰ40→Ⅱ40→Ⅲ40→Ⅳ40。示意圖見(jiàn)圖6。

拆除時(shí)先用混凝土切割機(jī)進(jìn)行縱向切除，切除寬度為10厘米，長(zhǎng)度不超過(guò)2米，切除深度與混凝土澆筑深度一致。切除完成后用電風(fēng)鎬將切除的條狀混凝土進(jìn)行鑿除，鑿除順序由中間向兩側(cè)均勻鑿除，鑿除時(shí)操作人員禁止站在要鑿除的混凝土正下方，鑿除施工人員不宜過(guò)多，2-3人一組即可，另需要配備安全員2人，分別站在鑿除腳手架通道外前后5米處，并設(shè)置警戒線，禁止其他人員通過(guò)，如需要通過(guò)，應(yīng)通知鑿除人員停止作業(yè)，在安全員統(tǒng)一指揮下快速通過(guò)。

拆除前需使用木板或鐵板將軌道板、水溝電纜槽等既有成品進(jìn)行覆蓋，上覆30cm泡沫塑膠板做緩沖層，支架每層作業(yè)平臺(tái)均采用密目網(wǎng)進(jìn)行兜底防護(hù)，避免拆除時(shí)混凝土塊掉落損壞軌道板、水溝電纜槽。襯砌混凝土鑿除完畢后，采用斷面儀量測(cè)圍巖或采用量尺測(cè)量是否存在欠挖現(xiàn)象。

2.5 施工縫處處理

跨越既有襯砌施工縫（伸縮縫）處背貼式止水帶、中埋式止水帶若在拆除過(guò)程中遭到破壞，需使用背貼式止水帶、中埋式止水帶進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)之前清理預(yù)留止水帶上的灰塵、雜物后進(jìn)行打磨，修補(bǔ)采用粘結(jié)方法，前后搭接30cm，需設(shè)置排水板位置按照要求安裝，以保證透水性良好，詳見(jiàn)止水帶破損修補(bǔ)示意圖7。中埋式止水帶無(wú)法修補(bǔ)，預(yù)埋一道遇水膨脹止水條，止水條采用鉚釘間距50cm打設(shè)固定。

未跨越既有襯砌施工縫（伸縮縫）處采用水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料+止水條防水處理。

2.6 鋪掛防水板

2.6.1 防水板鋪設(shè)和錨固

隧道采用無(wú)紡?fù)凉げ甲鳛V層，在鋪設(shè)過(guò)程中防水板與柔性墊層應(yīng)密切結(jié)合。用專(zhuān)用熱熔襯墊及射釘將無(wú)紡布固定在噴錨砼上。

防水板環(huán)向鋪掛長(zhǎng)度應(yīng)留余量，全長(zhǎng)約為噴砼面環(huán)向長(zhǎng)度周長(zhǎng)的1.1倍。吊掛時(shí)，以防水板的全幅中部對(duì)準(zhǔn)隧道中線，自上而下將防水板托起貼著噴錨支護(hù)表面鋪設(shè)，松緊適度并用專(zhuān)用熱熔襯墊及射釘強(qiáng)無(wú)紡布固定在噴錨砼上，拱部固定點(diǎn)間距0.5m，邊墻固定點(diǎn)間距0.8m。

2.6.2 防水板搭接縫處理

上下循環(huán)兩幅大幅面的防水板接頭處留15cm搭接幅面，采用粘結(jié)方式處理好搭接縫，粘結(jié)寬度不小于15cm。

2.6.3 防水板被錨桿和拉桿穿透地方在距離防水板5厘米和距離襯砌內(nèi)面5厘米處設(shè)置兩道止水條，止水條穿過(guò)錨桿或拉桿，采用專(zhuān)用卡扣卡住止水條兩側(cè)，防止混凝土澆筑時(shí)止水條移位。

2.7 拱墻120°模板安裝

模板采用木模拼裝，加固體系采用環(huán)向Φ18鋼筋和縱向？準(zhǔn)48mm×3.5mm鋼管，環(huán)向Φ18鋼筋長(zhǎng)度超出施工面1m，縱向間距30cm;縱向采用？準(zhǔn)48mm×3.5mm鋼管（每組2根）進(jìn)行加固，環(huán)向間距60cm，鋼管兩頭采用M16膨脹螺栓固定，錨固深度20cm，使用卡扣緊固，確保穩(wěn)固，中間采用拉筋、蝴蝶卡固定模板。模板開(kāi)孔作為砼澆筑口，拱頂設(shè)置1個(gè)澆筑孔，拱腰澆筑口兩側(cè)對(duì)稱(chēng)、前后梅花形交錯(cuò)布置，孔與孔間距2m，灌料孔尺寸為30cm*30cm大小。模板安裝完成后及時(shí)緊固支架頂托或加調(diào)節(jié)桿件、楔塊支護(hù)頂撐模板體系。模板安裝完成后采用垂直襯砌面鋼撐支撐模板，支撐橫縱向間距不大于1米，支撐與支架固定牢固。

2.8 澆筑混凝土

混凝土采用模筑法澆筑，現(xiàn)場(chǎng)橫斷面拱頂設(shè)置1個(gè)灌料孔，邊墻兩側(cè)各設(shè)置2個(gè)灌料孔（垂直間距2m），縱向間距1m，灌料孔尺寸為30cm*30cm大小。通過(guò)輸送泵將C50細(xì)石混凝土灌入灌料孔，混凝土應(yīng)具有較好的流動(dòng)性，澆筑速度不宜過(guò)快，且采用對(duì)稱(chēng)澆筑。采用插入式振搗器+附著式振動(dòng)器搗固，充分回填鑿開(kāi)的拱部襯砌。封口模板作特殊設(shè)計(jì)，在靠近頂端預(yù)留20cm*20cm孔洞，該處設(shè)活動(dòng)板，利用孔洞澆筑最后一塊板?？锥床课徊捎脗鹘y(tǒng)“剎尖”方式封口。各灌料孔封口處理預(yù)埋一根R25N注漿管、排氣管（縱向1m布置），待兩天后對(duì)注漿管進(jìn)行帶模注漿。

2.9 注漿

為防止初期支護(hù)與二次襯砌之間出現(xiàn)空洞或不密實(shí)，隧道二次襯砌施工完成并達(dá)到75%強(qiáng)度后，襯砌背后進(jìn)行充填壓漿。

施工中采用在各個(gè)澆筑孔內(nèi)預(yù)埋R25N鍍鋅注漿鋼管。注漿鋼管縱向間隔1m一處，注漿材料采用M10水泥砂漿，其配合比根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，回填注漿壓力：0.05～0.1MPa。

3 ?結(jié)束語(yǔ)

腳手架由人工搭設(shè)，操作靈活，可以不用拆除接觸網(wǎng)施工，混凝土切割采用切割機(jī)進(jìn)行切割，省時(shí)省力，產(chǎn)生的粉塵少，切割的混凝土廢渣完整性好，便于運(yùn)輸。軌道平板車(chē)和軌道罐車(chē)采用動(dòng)力式運(yùn)輸，運(yùn)輸量大、速度快，節(jié)約大量人力資源。材料較小，搬運(yùn)和運(yùn)輸方便，搭設(shè)的架子設(shè)計(jì)為門(mén)式通道，運(yùn)輸不受作業(yè)面影響。以杭黃鐵路毛蓬崗隧道襯砌鑿除重筑施工為例，隧道重筑16處，與傳統(tǒng)施工方法相比，采用本技術(shù)施工節(jié)約成本110余萬(wàn)元。多家相鄰標(biāo)段隧道內(nèi)無(wú)砟軌道已施工的來(lái)觀摩學(xué)習(xí)，取得了良好的社會(huì)效益。

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