隧洞混凝土襯砌誘導(dǎo)縫綜合防裂技術(shù)探討

金正平

（浙江省水電建筑安裝有限公司，浙江 杭州 310053）

隧洞襯砌混凝土在施工期由于水泥水化熱作用、外界環(huán)境溫度的變化以及圍巖的強(qiáng)約束等作用下，容易產(chǎn)生混凝土裂縫。裂縫的出現(xiàn)會破壞混凝土結(jié)構(gòu)，縮短隧洞使用壽命，影響工程整體質(zhì)量。本論文結(jié)合杭州市第二水源千島湖配水工程10 標(biāo)段為例，對隧洞混凝土襯砌防裂技術(shù)進(jìn)行了探討，并形成了隧洞混凝土襯砌誘導(dǎo)縫綜合防裂施工技術(shù)。

1 誘導(dǎo)縫防裂技術(shù)運(yùn)用范圍及工藝特點(diǎn)

1.1 運(yùn)用范圍

該施工技術(shù)運(yùn)用于城門型、馬蹄型等型式平底隧洞的混凝土澆筑施工。

1.2 工藝特點(diǎn)

（1）隧洞襯砌時(shí)，在每倉（每倉長度12m）混凝土中間設(shè)置一條環(huán)向防裂誘導(dǎo)縫，減少了隧洞混凝土襯砌環(huán)向裂縫，保證了結(jié)構(gòu)的安全性。在防裂誘導(dǎo)縫內(nèi)設(shè)環(huán)向鋼邊橡膠止水帶，止水帶與巖壁之間增設(shè)環(huán)向松木板，加強(qiáng)襯砌混凝土的防水效果。

（2）采用拼裝式鋼模臺車全洞全斷面襯砌，立模、澆筑、振搗、拆模一體化施工，提高模板定位精度，加快施工速度，保證結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量和穩(wěn)定性。隧洞底板與邊墻的交接處采用定制倒角懸空鋼模板，防止銜接處裂縫的產(chǎn)生，保證混凝土澆筑質(zhì)量。

（3）隧洞邊墻和頂拱一次澆筑成型，減少施工縫，提高混凝土的防水效果和外觀質(zhì)量。隧洞襯砌前，對洞壁巖石面油煙和油污進(jìn)行沖洗，減少混凝土表面裂縫的產(chǎn)生，保證襯砌混凝土澆筑質(zhì)量。單頭≥2km 的工作面采用在各洞口拌制好混凝土干料，運(yùn)輸干料至用料點(diǎn)附近，再用攪拌機(jī)加水?dāng)嚢韬笫褂没炷帘帽盟腿雮}，保證混凝土的質(zhì)量。

3 誘導(dǎo)縫防裂技術(shù)施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

圖1 施工工藝流程圖

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 基礎(chǔ)面清洗及找平層混凝土施工

爆破完成后的基礎(chǔ)，尚有大量余碴存在，施工前先用反鏟挖機(jī)先清一遍，挖機(jī)無法作業(yè)的部分，采用人工三角耙挖除，等石碴基本清除后，再用高壓水槍沖洗干凈，直至滿足混凝土澆筑對基礎(chǔ)面的質(zhì)量要求。隧洞內(nèi)用水泵排除積水，無法用水泵排水的，則人工用水勺和抹布清除。為方便襯砌施工和車輛的通行，在基礎(chǔ)清理干凈后，立即澆筑找平層混凝土。找平層混凝土澆筑頂面高程不超過設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)底面，標(biāo)號與結(jié)構(gòu)混凝土標(biāo)號相同，并且頂面按施工縫鑿毛處理。

3.2.2 底板鋼筋綁扎

找平層混凝土施工完成（或完成一段）后，即可開始底板鋼筋的綁扎。鋼筋在洞外的加工廠按設(shè)計(jì)長度裁切完成后，用汽車運(yùn)送至工作面附近，人工抬運(yùn)到倉面安裝。由于底板為單層鋼筋，混凝土厚度達(dá)80 cm，故鋼筋安裝時(shí)，需要設(shè)置架立筋。架立筋采用B16 鋼筋，間排距150×150 cm。先用風(fēng)鉆造一深25 cm的孔，將架立筋插入其中，架立筋上部與鋼筋網(wǎng)焊接支撐鋼筋網(wǎng)。

3.2.3 底板止水安裝

銅片止水直接使用木制端模夾住止水的中間部位，用架立筋將橡膠止水固定，防止在混凝土澆筑過程中，橡膠止水帶折疊失效。橡膠止水帶架立筋采用φ8 鋼筋制作，間距75cm，一頭與鋼筋網(wǎng)焊接固定，另一頭磨尖扎入端頭木模。

3.2.4 底板端模和倒角懸空模板支立

底板的端模，采用木板定制，厚5 cm，外側(cè)用方木支撐于地面預(yù)埋錨筋處，并用鐵絲拉緊固定。倒角懸空模板采用定制鋼模板，下部用架立筋支頂，架立筋焊接在結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)上，并用鐵絲拉住模板，防止其在澆筑混凝土?xí)r浮起。上口用短錨桿作拉筋固定，并與模板焊接。

3.2.5 鋼模臺車就位

鋼模臺車就位時(shí)，采用徠卡TS06 PLUS 型全站儀嚴(yán)格控制軌道中心線，允許誤差±1 cm，軌面標(biāo)高比隧道路面中心高15 cm，允許誤差±1 cm。臺車就位后，先調(diào)頂模中心標(biāo)高，然后由頂模支撐梁上橫向絲桿調(diào)整臺車中線直至符合要求，最后，由側(cè)向絲杠電動調(diào)節(jié)邊模張開度，調(diào)整到位后放下翻轉(zhuǎn)模和底腳斜撐絲杠加固。支立擋頭板一定要與巖面密貼，保證混凝土不外露。

3.2.6 安裝預(yù)埋灌漿管和端模支立

澆筑前仔細(xì)復(fù)查臺車模板中線、高程、倉內(nèi)尺寸，檢查臺車及擋頭模板安裝定位是否牢靠；止水帶、止水條安裝是否符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求；基倉清理是否干凈；底腳施工縫（如有）是否處理；輸送泵接頭是否密閉，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常等。澆筑前對模板進(jìn)行除銹并刷涂脫模劑。為防止拱頂形成空洞，預(yù)留回填灌漿孔，二次襯砌完成后，進(jìn)行回填灌壓漿。

3.2.7 頂拱和邊墻混凝土澆筑和振搗

項(xiàng)目部共設(shè)有2 座JS1000 混凝土拌和系統(tǒng)，分布在各支洞口。混凝土拌和在拌和站集中拌制，混凝土輸送車運(yùn)送混凝土至工作面，高壓混凝土泵送入倉。

混凝土灌注施工采用整環(huán)灌注，灌注通過灌筑窗口，自下而上，從已灌段接頭處向未灌方向，水平分層，對稱澆灌，邊澆邊搗，混凝土垂直自由下落高度不超過2m，每次澆筑層厚不超過40cm，相鄰兩層澆注時(shí)間不超過1.5 小時(shí)，確保上下層混凝土在初凝前結(jié)合好，不形成施工冷縫。搗固采用附著式振搗器和插入式振搗器，安排專人負(fù)責(zé)振搗，保證混凝土襯砌內(nèi)實(shí)外光。當(dāng)混凝土灌至墻拱交界處時(shí)，間歇約1 小時(shí)，以便于邊墻混凝土沉實(shí)。拱圈封頂時(shí)，隨拱圈灌注及時(shí)搗實(shí)，振搗時(shí)保證插入棒的插入深度，禁止振搗棒緊貼鋼模板，且不得損壞防水層。當(dāng)混凝土澆至作業(yè)窗下50 cm時(shí)，刮凈窗口附近的凝漿，涂刷好脫模劑，窗口與面板接縫處粘貼海綿止?jié){條，封頂采用頂模中心封頂器接輸送管，按從里向外的順序逐漸封頂，控制灌注混凝土速度，觀察頂模變形情況，當(dāng)擋頭板上觀察孔有漿溢出，即封頂完成。混凝土在振搗過程中，產(chǎn)生泌漿水，容易粘在模板上形成混凝土表面的氣泡，采取堵頭板分層設(shè)排水孔排出泌漿水的措施，即在堵頭板上沿豎向每20 ～30cm 設(shè)可以封閉的孔（φ10 ～14 的螺釘孔即可），澆筑時(shí)根據(jù)混凝土的層面，依序打開孔排水，排完水及時(shí)封孔，減少二次襯砌混凝土表面的氣泡。

3.2.8 誘導(dǎo)縫的設(shè)置

誘導(dǎo)縫近圍巖側(cè)為沿隧洞外側(cè)環(huán)向布置的2 cm厚的松木板，施工時(shí)，在松木板兩側(cè)采用C16@200 鋼筋固定，并插入圍巖25 cm左右，在距混凝土內(nèi)表面18 cm處設(shè)置鋼邊止水帶一道，使用A8 鋼筋與主鋼筋網(wǎng)焊接固定。混凝土內(nèi)表面處設(shè)置一條表面寬2 cm，底寬約1 cm，深約1 cm的楔形槽，以方便切割。楔形槽用鋼材定制與臺車模板同弧度，分段焊接在鋼模臺車上。混凝土澆筑完成后，在強(qiáng)度達(dá)2.5MPa 后開始拆模，拆模后即進(jìn)行切割，切割時(shí)采用人工手持切割機(jī)沿預(yù)留楔形槽進(jìn)行，切割深度不小于4 cm。

4 施工技術(shù)難點(diǎn)及安全施工技術(shù)措施

4.1 進(jìn)洞登記檢查及洞內(nèi)通訊保障

每個(gè)洞口均設(shè)置值班室，專人24 小時(shí)值班，主要負(fù)責(zé)對進(jìn)洞人員的檢查、登記。值班室與洞內(nèi)設(shè)專用電話，值班人員負(fù)責(zé)洞內(nèi)外聯(lián)系，隨時(shí)掌握洞內(nèi)施工情況。

（1）實(shí)行準(zhǔn)入制度：洞口設(shè)立保衛(wèi)值班室，搞好進(jìn)洞的登記，只有身份清楚和被指定的人員才允許到隧洞里工作，其他人員必須經(jīng)過批準(zhǔn)，并登記出入情況后才能進(jìn)入，必要時(shí)應(yīng)有人陪同監(jiān)管。

（2）掛牌揭示工序：隧洞洞口在明顯位置設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)的“工序揭示牌”，明確告知進(jìn)洞人洞內(nèi)施工情況，以便提前做好準(zhǔn)備。

（3）檢查防護(hù)用品：所有進(jìn)入隧洞的人員必須按規(guī)定佩戴安全防護(hù)用品，違規(guī)者，一律不準(zhǔn)進(jìn)入隧洞。

（4）控制車輛有序出入：對于外來的任何車輛，不經(jīng)過允許不得隨意進(jìn)入隧洞，值班人員及時(shí)掌握施工車輛的動態(tài)和流量，保證機(jī)械車輛進(jìn)出有序。

4.2 隧洞洞內(nèi)施工通訊

隧洞施工安裝專用電話：為保證洞內(nèi)外聯(lián)絡(luò)暢通，安裝硬線有線電話專供指揮使用。

隧洞施工安裝備用電話：本工程地質(zhì)復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)大，施工時(shí)須安裝單獨(dú)備用電話，并和洞口值班室連通，以便處理緊急情況。

5 結(jié)語

綜上所述，水利工程隧洞施工中的防裂技術(shù)，一直是讓人困擾的問題，經(jīng)過本技術(shù)在混凝土中間設(shè)置一條環(huán)向防裂誘導(dǎo)縫，減少了隧洞混凝土襯砌環(huán)向裂縫，保證結(jié)構(gòu)的安全性。在防裂誘導(dǎo)縫內(nèi)設(shè)環(huán)向鋼邊橡膠止水帶，止水帶與巖壁之間增設(shè)環(huán)向松木板，加強(qiáng)襯砌混凝土的防水效果施工中提升了砼襯砌質(zhì)量，減少裂縫的產(chǎn)生，對工程質(zhì)量有了保證。