淺談強風化玄武巖隧道襯砌缺陷套襯整治施工工藝

摘要：利用“C35鋼筋混凝土套襯”施工方案對小坡頭強風化玄武巖隧道襯砌缺陷進行整治，從施工方案、施工流程和施工方法等方面對該隧道的套襯施工進行了探討，通過監測數據驗證了施工方案的合理性與有效性。

關鍵詞：強風化玄武巖;隧道襯砌缺陷;套襯施工;整治

1" "工程背景

小坡頭隧道缺陷整治工程K620+605～607段原設計巖性為玄武巖，強風化，圍巖破碎。設計為Ⅴ級圍巖，采用Ⅴ級C型復合式襯砌，拱墻范圍噴射C25混凝土，厚28cm。拱墻襯砌采用C35鋼筋混凝土，厚60cm。K620+605～607段缺陷均采用加固“C35鋼筋混凝土套襯”措施進行整治，套襯總長度2m。

在墻腳處設置Φ25鎖腳錨桿，長度為3.0m，縱向間距為0.5m。將原有襯砌與套襯接觸面鑿毛，鑿毛深度2cm并沖洗干凈。在既有襯砌上植筋釬釘，Φ18鋼筋釬釘長度為40cm，間距0.5m×0.5m，深入既有襯砌內20cm，并涂抹植筋膠。設置厚度為25cm的C35鋼筋混凝土套襯，主筋采用Φ18鋼筋@250雙層布置，安裝、固定模板并澆筑混凝土。

2" "總體施工方案設計

小坡頭隧道襯砌病害整治段落為K620+605～607段，距隧道進口NK111柵欄門（K620+093）和NK112柵欄門（K621+722）較近，現場利用NK111柵欄門（K620+093）和NK112柵欄門（K621+722）作為進入施工段落通道。

施工前首先將接觸網停電并做好現場封鎖，機械、材料分區碼放在柵欄門外，施工用電采用移動式發電機供電。施工用的高壓風由5m³的空壓機供應（存放于K620+538綜合洞室內），施工用水采取從中心水溝抽取。為防止施工延誤，再備用1臺發電機和空壓機。

泵管、風水管線、電纜線沿上行線邊墻底部鋪設，天窗點施工完畢清理出現場，水管、風管在施工完畢后拆除放入柵欄門外。在洞內采用建筑組合架搭設施工平臺，建筑組合架高度約6m，搭設作業平臺必須在30min內完成。因每個天窗點時間有限，套襯混凝土澆筑順序從邊墻兩側各4m、再拱腰兩側各4m、后拱頂8m的順序進行混凝土澆注。

3" "套襯施工工藝

3.1" "施工工藝流程

本次整治工程共計劃22個天窗，每隔天窗時間為6h，不同施工工序的天窗點安排情況如下：施工準備→測量定位（1個天窗）→襯砌混凝土鑿除、鑿毛（4個天窗）→打設自進式錨桿及注漿（2個天窗）→打設鋼筋釬釘（3個天窗）→套襯鋼筋安裝（2個天窗）→模板安裝及加固（4個天窗）→混凝土澆筑（3個天窗）→拆除模板（1個天窗）→回填注漿（1個天窗）→養護、打磨裝修（1個天窗）→監控測量。

3.2" "施工要點

3.2.1" "測量定位

用測量儀器將鋼筋釬釘和錨桿的孔位位置進行定位和標記。

3.2.2" "局部邊墻腳鑿除

混凝土采用風鎬鑿除，鑿除深度為0～13cm，高度為0～1.0m，鑿除前，對要鑿除的混凝土表面進行噴霧處理，以防止粉塵飛揚，并鋪設彩條布，以防碎渣污染軌道設備。既有襯砌表面鑿毛采用電鉆，鑿毛深度為2cm。鑿毛作業前，對襯砌表面作業防塵預處理，在地面鋪設彩條布，并對電力設備進行包裹。鑿毛作業時，把表面浮漿全部鑿掉，稍微露出粗骨料，但不宜使粗骨料松動。若有粗骨料松動，需把松動混凝土石子清理完畢，用水沖洗干凈。

3.2.3" "錨固型鎖腳錨桿施工

邊墻腳設置Φ25鎖腳錨桿（距邊墻0.5m高），長度為3.0m，縱向間距為0.5m。先采用鑿巖鉆機，根據設計標記出的鎖腳錨桿位置鉆孔;再用長1.5m風槍鉆桿施做鎖腳錨桿先導孔，孔徑為32mm;然后換長3.5m風槍鉆桿繼續鉆進，直到設計深度;鉆進到設計長度后封孔灌漿，灌漿采用水泥砂漿，灌漿應飽滿;當灌漿達到一定強度后，上錨墊板及錨頭，將錨桿錨固。

3.2.4" "植鋼筋釬釘

Φ18鋼筋釬釘長度為40cm，間距為0.5m×0.5m，梅花型布置，深入原有襯砌深度20cm，并涂抹植筋膠。先用電鉆鉆孔，鉆頭直徑比鋼筋直徑大約5mm，確保鋼釬釘植入;再將一組強力植筋膠裝進套筒內，安置到專用手動注射器上，慢慢扣動扳機，排出較稀的膠液;然后將螺旋混合嘴伸入孔底，扳機孔動一次注射器后退一下，以排出孔內空氣。

為了使鋼筋植入后孔內膠液飽滿，又不能使膠液外流，孔內注膠達到80%即可。孔內注滿膠后應立即植筋，植筋前要把鋼筋植入部分用鋼絲刷反復刷，清除銹污。鉆孔內注完膠后，把經除銹處理過的鋼筋立即放入孔口，然后緩慢單向旋入，直至鋼筋伸入孔底（不可中途逆向反轉）。

3.2.5" "套襯鋼筋安裝

先安裝外層鋼筋網，主筋采用Φ18@25cm，分布筋采用Φ10@25cm。主筋連接采用搭接，并將搭接段點焊在一起，鋼筋與鋼筋釬釘點焊在一起。再安裝內層環向鋼筋，其也采用搭接方式，內層鋼筋與鋼筋釬釘點焊在一起。最后安裝箍筋，內外兩層鋼筋均采用Φ8箍筋連接，間距為25cm。鋼筋安裝過程中，需要對拱部144°位置鋼筋進行加強，鋼筋加強構造如圖2所示。

3.2.6" "模板安裝及混凝土澆筑

套襯采用先墻后拱的順序施工，施工縫盡量避免留在受拉、受剪區域，并避開裂縫設置。采用2.44m×1.22m×0.012m竹膠板;兩側對稱安裝襯砌，第一次模板安裝時兩側同時安裝環向9m模板，第二次模板安裝時安裝環向拱部6m模板，端模采用木模，通過原二襯與既有模板加固。

混凝土澆筑前，先清理模板內雜物。澆筑過程采用分層澆筑（分層厚度低于0.5m），每次澆筑前，均要對已硬化混凝土進行鑿毛，清除松動石子及軟弱混凝土層，并沖洗干凈。考慮到新澆筑混凝土粗骨料會往下沉積，造成接茬部分粗骨料過多，為防止此問題發生，需先鋪設10～15mm水泥砂漿。拱部混凝土澆筑時，需要在拱頂模板設置布料孔及排氣管，布料孔設在拱頂正中間位置，排氣管頂端距原有襯砌2cm。澆筑速度不宜過快，當混凝土從排氣管流出時，表明混凝土已筑滿，可以停止混凝土泵送。

3.2.7" "回填注漿

采用m400NT型注漿機注漿，注漿壓力為0.2MPa。注漿完成后，在表面涂刷環氧樹脂防，然后將套襯表面打磨光滑，對套襯內表面施作滲透性結晶防水涂料。

3.3" "施工效果

為及時判斷施工過程中結構穩定情況，對邊墻和頂拱變形進行監測，結果見圖3。

從圖3中可知：混凝土澆筑施工完成后，邊墻和頂拱均存在一定的變形，且養護初期的變形量較大;隨著混凝土養護齡期和強度的逐漸增加，變形量逐漸減小，最終在30d左右趨于穩定;頂拱的穩定變形量為3.95mm，邊墻的穩定變形量為2.92mm，均小于5mm，表明本次隧道襯砌缺陷套襯整治工程安全合理。

4" "結語

本文針對小坡頭強風化玄武巖隧道襯砌缺陷問題，提出采用C35鋼筋混凝土進行套襯整治的施工方案，對套襯施工工藝流程和施工方法進行了探討分析，根據變形監測結果，驗證了本次整治工程的合理性和有效性，可為類似鐵路隧道整治工程提供方法和借鑒。

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