高速鐵路隧道二襯環向施工縫預留弧形倒角施工技術研究

蘇 輝，申雪松

（中鐵三局集團有限公司貴南項目部，貴州 黔南 558000）

1 隧道環向施工縫預留弧形倒角施工技術應用概況

貴南高鐵貴州段上寨二號隧道設計為雙線350km/h隧道，全長1468m，線路縱坡分別為23.3‰、8.5‰，最大埋深167m，最小埋深6m，支護形式為復合式襯砌。二襯臺車前端預留弧形倒角“V”型縫采用L40mm×25mm×3mm角鋼和四分之一φ38mm×3mm無縫鋼管按照臺車車模板弧度加工而成，并與臺車鋼端模采用螺栓連接牢固。二襯后端預留弧形倒角“V”形縫采用L40mm×25mm×3mm角鋼和四分之一φ38mm×3mm無縫鋼管按照臺車模板弧度分段加工而成（每環1.5m段24根，1m段2根）；臺車模板上螺栓孔為100mm×25mm矩形孔，在二襯臺車模板內側采用鋼板封堵矩形孔。二襯臺車前、后端“V”形縫示意圖如圖1所示。

圖1 二襯臺車前、后端“V”形縫示意圖（單位：mm）

2 施工縫病害分析

高速鐵路隧道工程二襯施工縫、變形縫處，混凝土襯砌常出現開裂、掉塊等病害，產生此類病害的主要原因在于施工建設期間工藝措施存在缺陷，具體如下：（1）隧道二襯環向施工縫線形不規則，導致混凝土砂漿溢流嚴重，與上一循環二襯混凝土之間形成夾塊、毛邊。（2）隧道二襯施工縫接縫角為直角，在后續運營中，二襯混凝土邊角處出現應力集中，易引起混凝土開裂、掉塊。（3）部分隧道二襯施工中臺車采用整體鋼質三角倒角模型施作施工縫，在二襯臺車脫模過程中因操作不當導致二襯混凝土出現內在裂隙損傷，運營期裂隙持續發展引起病害。（4）施工縫處臺車模板封堵不嚴，導致工人為防止混凝土漏漿，在二襯混凝土澆筑過程中振搗不到位，造成施工縫處混凝土不密實。基于以上原因，即使工后對施工縫進行打磨整修，也只能解決施工縫表觀的質量問題，不能從根本上消除運營期病害的潛在風險。

3 工藝原理

在襯砌臺車前端固定端模與臺車面交角處設置固定“三角形”彈性壓條，在臺車后端（現澆段與上一澆筑段）處設置可調整彈性壓條，使隧道襯砌環向施工縫在二襯內側的倒角形成“V”形弧形倒角。通過其槽口釋放二襯在運營期的環向、縱向壓力和拉力，避免出現襯砌施工縫病害。在臺車后端設置寬度為10cm全環布置的“軟搭接”與上一循環二襯密貼封堵，防止二次澆筑施工縫處混凝土漏漿，進而形成砂漿夾層。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程

橡膠壓條、鋼質壓條施工工藝流程如圖2所示。

圖2 橡膠壓條、鋼質壓條施工工藝流程

4.2 操作要點

（1）臺車模具設置。①前端彈性壓條設置。襯砌臺車前端設置固定“三角形”彈性壓條，縱向位置緊靠臺車端模板。采用橡膠制品壓條時，可沿隧道內凈輪廓圓弧通暢固定；采用鋼質壓條時，壓條應采用機加工，圓弧面拋光、刨銑。壓條邊角應光圓、順直，壓條沿內輪廓弧長1.5m，與臺車之間的應采用6mm的螺栓栓接，沿弧長間距為1m，螺栓不宜少于2個。采用橡膠制彈性壓條時，橡膠壓條與臺車面板之間用膠粘，與端模板之間用鐵絲固定。②臺車后端“軟搭接”措施配備：臺車有效長度（常規12m或10m）的基礎于后方增加10cm，用于與上一循環襯砌混凝土搭接。搭接部分與二襯混凝土結合面采用厚度為1cm的橡膠條，其在隧道徑向面高于二襯臺車面板2mm。③臺車后端壓條設置。采用橡膠時，在臺車走行到位前，橡膠壓條與上一循環混凝土橡膠壓條膠粘，并用水泥釘固定。沿隧道內輪廓徑向方向與上一循環橡膠齊平，固定完成后，臺車合模。采用鋼質壓條時，壓條采用“正三角形”結構形式，壓條具備縱向活動調節功能。壓條與臺車之間連接設置為卡扣式或絲扣式連接，沿弧長間距為1m，2個連接點。臺車走行到位后，根據臺車面板單元逐個安裝定位。縱向活動調節的范圍由隧道曲線引起轉角偏差S1、臺車走行縱向定位誤差S2及上一循環混凝土端模變形或臺車定位誤差S3組成。

（2）臺車合模。①采用橡膠壓條時，臺車整體合模到位前，專人貼合、固定壓條。臺車走行、合模到位后，沿前端模板邊線粘貼前端彈性壓條；在翻轉端模接縫處預留鐵絲固定壓條。②采用鋼質壓條時，臺車走行前，清理上一循環二襯混凝土端部弧形倒角，剔除砂漿浮漿、毛刺。臺車走行、合模到位后，通過臺車上縱向調節腰孔縱向調節壓條，使其與上循環二襯混凝土密貼并緊扣、固定壓條。③后端軟搭接與模板同步、分段組合到位。軟搭接部分不得入侵該段現澆混凝土。軟搭接僅作為加強后端臺車封堵功能，不承擔模板功能。

（3）壓條拆除。①橡膠壓條時，橡膠壓條除前端膠粘，基本與臺車面板五連接。拆模時，前端壓條預留鑲嵌在混凝土倒角處。后端壓條在臺車前移30～40cm后，清理局部混凝土殘渣，由一側矮邊墻縱向施工縫處開始至另一側矮邊墻縱向施工縫，沿隧道內輪廓順序、連續拆除橡膠壓條。②鋼質壓條時，臺車前端壓條與臺車模板整體拆除。拆除端模板后，對局部浮漿殘渣進行清理后，方可向內收縮臺車面板。后端壓條拆除時，先解除壓條與臺車面板之間的卡扣或絲扣連接。拆除連接桿后，方可向內收縮二襯面板。臺車向前走行30～40cm，一側矮邊墻縱向施工縫處開始至另一側矮邊墻縱向施工縫，沿隧道內輪廓逐個拆除壓條。

5 質量控制措施

（1）后端可調節鋼質壓條制造時，緊靠上一循環襯砌側，弧形倒角壓條尺寸較現澆側小2～3mm，確保調節后壓條緊貼已完成混凝土倒角，防止漏漿、跑漿。（2）合模前，清理已完襯砌預留弧形倒角殘渣、跑漿引起的虛邊。（3）采用橡膠壓條時，前端膠條與臺車之間、后端壓條與預留在上一循環的壓條之間的膠粘貼合需密貼，后端采用水泥釘等固定，間距不宜大于1.5m。橡膠壓條由專人負責，澆筑前專項驗收。（4）拆模時，采用的橡膠壓條預留鑲嵌于二襯施工縫倒角處，不得拆卸，完成施工縫兩側襯砌混凝土澆筑后，方可拆卸。后端采用鋼質壓條時，拆模前需解除連接，否則易造成混凝土崩邊、拉裂。（5）臺車縱向調節腰孔，應設置相應封堵卡片或滑片，防止混凝土砂漿跑、漏。（6）每次拆模后，及時對壓條進行清理、打磨，并與臺車同步涂刷脫模劑。（7）壓條及臺車拆除后，采取打磨的措施適當地修正具備外觀質量缺陷，不得采用修補砂漿進行修補。（8）施工縫處加強混凝土振搗，澆筑過程中安排專人巡查，避免出現跑模、漏漿。

6 結論

在貴南高鐵項目隧道，施工縫順直，預留弧形倒角“V”形縫密實、無裂紋，敲擊無空餉，縫寬均勻一致。單側倒角寬度小于5cm，施工縫兩側倒角范圍沿隧道縱向小于10cm。圓弧倒角半徑不大于5cm，倒角嵌深在隧道橫斷面徑向不大于5mm。施工縫寬偏差±3mm，沉降縫、變形縫寬偏差±5mm。預留弧形倒角位置與施工縫的偏差不大于5mm。較傳統隧道襯砌施工優勢明顯：（1）傳統施工要求二襯施工縫切割打磨成“V”形，成本大，成型質量不宜控制。（2）施工縫“V”形槽口采用柔性搭接，可釋放環向、縱向壓力，可避免安裝模板和拆除模板過程中由于應力分布不均勻造成的環向、縱向裂縫，產生施工縫處砼掉塊、開裂等病害。（3）三角橡膠條可重復使用30次以上，成本低，若采用鋼質壓條，成本將進一步降低。