隧道工程二次衬砌施工技术实例分析

贺元俊

中铁七局集团第三工程有限公司，陕西 西安 710032

1 工程概况

某隧道区地面高程为411m～472m，最大埋深约45m，最小埋深约2m～5m。洞身地表为漫坡地形，进口地表自然坡度为28°～46°，线路与地面线斜交，位于半坡上，两侧山体陡峭，交通不便；出口位于漫坡地形的林地中，交通较便利，地形开阔，便于施工场地布置。隧道洞身黄土陷穴很发育，分布范围较广。起迄里程DK721+541～DK723+784，全长2243m，其中Ⅳ级围岩936m，Ⅴ级围岩1307m。洞内线路纵坡为17‰的单面上坡，全隧道位于直线上。

2 二次衬砌

2.1 仰拱及填充砼施工

为保证施工安全，仰拱混凝土应及时施作，支护尽早闭合成环，整体受力，确保支护结构稳定。在隧道正洞Ⅳ级围岩中，待喷锚支护全断面施作完成后，根据围岩收敛量测结果，拆除临时支护，开挖并灌筑仰拱及填充混凝土，一次灌筑仰拱混凝土长度6m～8m。，在Ⅴ级围岩地段，先进行底部钢架及喷砼施工，每次安装一榀拱架后即喷砼封闭，依次循环进行。完成一定长度后即施工仰拱。本仰拱采用C35钢筋混凝土，仰拱填充采用C20混凝土。仰拱施工工艺：测量→开挖→清浮渣→隐检→灌筑砼→捣固→养护。

2.2 结构防排水

隧道防排水采用“防、截、排、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则，达到防水可靠，经济合理，不留后患的目的。隧道拱墙初期支护与二次衬砌之间铺设塑料防水板加土工布防水，防水层厚度不小于1.2mm，土工布质量≥300g/m2。隧道环向施工缝部分采用中埋式橡胶止水条(地下水较大处设置中埋式缓膨胀橡胶止水带和钢边止水带)；衬砌背后设外贴式止水带。二衬拱部每隔5m预留回填注浆孔，待混凝土达到设计强度后，应进行充填注浆。

2.3 二次衬砌施工

隧道正洞采用复合式衬砌，二次衬砌分别采用C30钢筋混凝土。

2.3.1 钢筋施工

1）施工准备

原材料检验：每批钢筋进场时均应有钢筋出厂质量证明书或试验报告单；钢筋进场后进行复检，并将检测报告报监理工程师审查；钢筋现场堆放必须采取下垫上盖等措施防止钢筋锈蚀。

技术准备：为保证钢筋工程的及时性、准确性，根据图纸、规范要求，及时技术交底，做到放样及时、准确，能指导施工；钢筋工必须持证上岗，保证钢筋加工质量。

2）钢筋加工

开工前及时向监理工程师提交加工方案、加工材料明细表。加工时钢筋应平直，无局部曲折。如遇有死弯时，应将其切除。钢筋表面应洁净，无损伤、油漆和锈蚀。钢筋级别和直径必须符合设计要求。

3）钢筋安装

钢筋的安装位置、间距、保护层及各部钢筋大小尺寸应符合设计图规定。利用自行式作业平台现场人工绑扎、焊接。施工时应防止损坏防水层和注意预埋件安装。

2.3.2 拱墙衬砌混凝土施工方法

1）施工方法

正洞衬砌采用10.5m全断面钢模整体式液压衬砌台车，横洞衬砌采用组合钢模板，采用混凝土输送泵作业，由下向上，对称分层，先墙后拱灌筑，入模倾落自由高度不超过2.0m，机械振捣。混凝土运输采用10m3混凝土输送车，挡头模板采用制式钢模，确保施工缝处混凝土质量。混凝土由本统一规划的自动计量拌和站生产，就近供应。混凝土灌筑前做好钢筋的布设工作，钢筋角隅处要加强振捣，并做好防水层铺设及各类预埋件、预留孔、沟、槽、管路的设置。

2）混凝土施工

隧道模筑混凝土衬砌施工程序及工艺流程∶施工准备→安设防排水材料→台车移位→台车定位→隐蔽检查→灌筑混凝土→脱模、台车退出→养护→地质雷达检测。

施工准备：测量工程师和隧道工程师共同进行水平、高程测量放样。起动台车液压系统，根据测量资料使钢模定位，保证钢模衬砌台车中线与隧道中线一致，拱墙模板定位后固定，并进行测量复核。清理基底杂物、积水和浮碴；衬砌台车前端装设挡头模板，并按设计要求安装固定止水带；拆除上组衬砌混凝土施工缝处止水带保护模，并自检防水系统设置情况。自检合格后报请监理工程师隐蔽检查，经监理工程师签证同意后灌筑混凝土。

混凝土原材料必须经工地试验室检验合格后方可使用。细骨料采用河砂，粗骨料在指定石料场加工。在石料场建立粗骨料加工系统，保证粗骨料生产质量满足混凝土对粗骨料的各项指标的要求。到工地后，按混凝土原材料试验规范进行检验。水泥采用袋装水泥，必须有出厂合格证。进场后，由检测试验中心按规范要求，进行各项性能检验。使用前对水进行酸性物质含量化学分析试验，合格后方可使用。

3）混凝土搅拌

搅拌站采用电子自动计量系统，混凝土搅拌严格按设计配合比计量拌和，配合比设计在满足设计强度、耐腐蚀、耐久性、和易性的要求和合理使用材料和经济的原则下，计算与试验相结合，采用质量法设计。泵送混凝土配合比的技术要求：骨料最大粒径与输送管内径之比，碎石不大于1∶3，且不大于40mm；通过0.315mm筛孔的砂不小于15%。混凝土生产必须满足冬期施工要求。

4）混凝土运输

混凝土采用混凝土输送车运输。运输施工要点：混凝土在运输中应保持其匀质性，做到不分层、不离析、不漏浆。运到灌筑点时，要满足坍落度要求。从搅拌机卸料到灌筑完毕的延续时间不超过120min。

5）混凝土灌筑

混凝土自模板窗口，由下向上，对称分层，先墙后拱灌筑，倾落自由高度不超过2.0m。因意外混凝土灌筑作业受阻不得超过2个小时，否则按施工缝处理。衬砌混凝土施工均为机械振捣，插入式振动棒和附着式振捣器振捣密实，并避免碰撞钢筋、模板、预埋件和止水带等。振动棒插入下层混凝土50mm左右。

6）混凝土养护及整修

模筑混凝土衬砌应根据不同地段承压情况，混凝土强度分别达到设计强度的100%、70%及8MPa时方可拆模。

7）质量保证技术措施

衬砌施工前，应对中线、高程、断面尺寸和净空大小进行仔细检查核对，准确无误符合设计要求后，方可灌筑混凝土。

施工前做好地下水的封堵、引排，仰拱及基础部位的浮碴、积水必须清理干净，衬砌混凝土必须在无水情况下进行施作，以保证混凝土质量。混凝土灌筑前，对模板、支架、钢筋、预埋件和止水带进行仔细检查，符合要求后方能灌筑。

混凝土中掺入外加剂，控制混凝土的水灰比，控制混凝土中水泥用量等措施，增加混凝土的密实性并减小因水化热引起的混凝土温度应力和收缩。

混凝土衬砌灌筑过程中，严禁损坏防水板。

检测试验中心按规定要求在灌筑混凝土现场做试件，并详细填写施工记录。

2.3.3 注浆回填

为了确保初期支护与二次衬砌密实无空洞，二次衬砌时，在拱部每隔3m预埋一根注浆管，注浆管采取保护措施，防止混凝土进入将其堵死，在衬砌混凝土强度达到后进行注浆，注浆材料选用水泥砂浆（水灰比1：1，砂灰比2：1），注浆从低标高注浆孔开始注浆压力不小于1MPa或高标高拱顶注浆孔冒浆为止。

3 结论

高等级公路和城市道路的隧道工程对于施工质量、施工进度及外观质量均有较高要求。模板台车施工二衬能够较好地满足上述要求这是一种值得广泛推广的施工工艺。

[1]公路隧道施工技术规范(JTJ042. 94)[S].北京：人民交通出版杜，1994.

[2]公路陡道设计规范((JT1026. 90)[S].北京：人民交通出版社，1990.