高速公路隧道衬砌施工与维护技术的研究

（辽宁省交通科学研究院，辽宁 沈阳 110015）

高速公路隧道衬砌施工与维护技术的研究

武 亮

（辽宁省交通科学研究院，辽宁 沈阳 110015）

隧道衬砌施工是决定公路隧道稳定的关键步骤，衬砌施工的规定、技术方法以及后来的维修是决定公路隧道质量的关键，隧道衬砌的安全问题也是公路隧道使用过程中不能忽视的重要因素。本文主要分析了施工过程中的基本规定与几种先进的隧道衬砌施工技术，并对隧道衬砌施工的维护和安全问题进行了简略分析。

隧道衬砌；规定；施工；维护；技术

在高速公路隧道施工过程中，开挖坑道进行的短暂支撑不足以满足公路隧道稳定的基本需求，为了避免长时间暴露在空气中引起的风化、松垮等现象的发生，增加隧道围岩的稳定性，还需要继续对隧道进行衬砌施工等加工。此外，长时间的公路使用会使隧道产生不可避免的损害，为了使公路隧道长期保持高质量、维持隧道原状，隧道还应时刻进行维修。

1 隧道衬砌施工的基本规定

衬砌是公路隧道修建过程中的重要方法之一，包括整体式衬砌和复合式衬砌。根据不同的围岩类别、地理环境、施工难易程度等，应采用不同衬砌类型、方式和尺寸。必要时，还需要进行适当的实验加以确定。

1.1 套路隧道衬砌设计

在隧道洞口设置加强衬砌段，长度应大于10m。围岩较差段像围岩较好处延伸，长度应大于5m。偏压衬砌段像一般衬砌段延伸，长度应大于5m。设置仰拱隧道路面下方用混凝土回填软硬地层交界处或衬砌交换出设置沉降缝。

1.2 隧道衬砌施工一般规定

隧道衬砌施工时，各尺寸大小必须符合公路隧道设计要求衬砌与隧道建筑限界保持距离施工缝、沉降缝、施工缝及与其相结合部位进行防水处理隐蔽工程须在质检合格后方可进行施工过程中如果遇到地质情况与设计情况相悖，需要重新设计并经正规变更手续才能继续进行施工。

2 几种先进的隧道衬砌施工技术

2.1 双圆盾构法隧道衬砌结构施工技术

上海市隧道工程研究院在隧道衬砌施工方面发明了独特的双圆盾构法隧道衬砌结构施工技术方法，首先包括管片预制以及板块拼装，在拼装时，按照由下到上的方法首先拼接地步模块，然后拼接两边的标准块，其次进行封顶，拼接小飞鸟模块，最后就可以安装立柱模块。其次，研究院还发明了衬砌圆环拼接。通过这样的两种方式，不仅有效地节约了空间，还减少了对整个工程的投资，避免了资源大量浪费，提高了施工效率和质量。为此，研究院在2003年申请了“双圆盾构法隧道衬砌结构施工方法”专利，并且于2006年7月获得授权，是我国在隧道衬砌方面的一项重要突破。

2.2 大断面、多断面隧道衬砌施工技术

中铁二局股份有限公司发明了大断面、多断面隧道衬砌施工方法，此方法通过对不变构建和可调构建的区分，将刚模版、行走轮和主门架等大型部件固定，只调节其他可变部件，完成断面的移动。同常规技术相比，此技术主要的区别就是增加了一个门架，这样就可以形成了一个随时使用随时拼装的可分离的衬砌台车，实现了对断面进行台车拼装衬砌。中铁二局据此项目于2008年2月22日申请了技术专利，并也成功于2008年07月03日获得授权。

2.3 钢、混凝土复合隧道预制衬砌技术

上海市机械施工有限公司推出了一种钢、混凝土复合隧道预制衬砌技术的实用新型，该实用新型由多跟加强筋或栓钉组成的钢筋网与一种较薄的钢板组合而成为一个壳体，二者之间则通过焊接固定，并且在壳体上留有浇注口和溢出口。混凝土则通过事先预留在壳体上的浇注口灌进壳体。这种预制衬砌技术成功的将衬砌厚度减少至了原来的三分之二，减少了原材料的大量使用，更加有效合理的利用了空间，并且也为隧道内部施工提供了方便。该实用新型于2007年08月08日申请了专利，并且成功于2008年07月30号成功获得授权。目前此方法已经大量使用。

2.4 连续出碴、衬砌与开挖同步的施工技术

中铁隧道集团有限公司则在隧道连续出碴、衬砌与开挖同步的施工方法上获得了重大成就，该方法将皮带输送机前端位于开挖工作区域，再将开挖工作区域至钢模板台车衬砌区域的皮带输送机放在仰拱预制块上或悬挂在隧道的顶部，皮带运输机通过钢模版台车后，在台车前面设置工作架。通过这种循环原理，此方法不仅实现了连续出渣、衬砌与开挖同步，而且还大幅度的提高了工作效率，减少了不必要的工作重复时间。

3 公路隧道衬砌安全分析

虽然公路隧道为人们生活带来了种种便捷，发展前景也是日新月异，但是其背后的安全问题仍然存在。由于混凝土收缩、混凝土浇注期间技术不当引起的空洞出现问题也是时有发生。空洞造成的危害范围极大，包括隧道偏压、底层下沉、松弛低压、承载力不足等等。公路隧道属于地下建筑，其病害很难发现，而且病害产生的原因多种多样，也很难分析，并且很难进行根治。如果不及时对这些危害进行防御和治疗，将会造成更大的损失。目前施工前期造成的质量缺陷还是造成隧道空洞问题的主要原因：衬砌不全面、衬砌出现缝隙等。因此对公路隧道衬砌进行系统的全方位的分析，判明公路损伤程度，加强对隧道施工的监管力度还是当今有待解决的重要问题。

4 隧道衬砌的维护技术

隧道渗漏水一直是隧道在使用过程中出现的一个棘手的问题，它不仅危害隧道本身的质量安全，对其周边线路，公共设备也具有很强的摧毁力，云南云岭高速公路养护绿化工程有限公司发明了一种处治隧道渗透漏水的方法，并于2010年04月02日申请专利，同年09月15日获得授权。该方法利用了电学和化学等原理，在隧道衬砌漏水的周围，利用化学液堵封，这样就能使缝隙中产生胶体，与此同时，在衬砌的表面开凿出蛇形的往复槽，在往复槽中安装上钛金属。在隧道二衬背面和土地相交的地方则安装上铜棒。往复槽的钛金属线和铜棒分别构成了阳极和阴极，两根线与电防渗控制箱相连从而间接的鱼中央控制箱相连。当发生漏水时，中央控制箱就会产生低压脉冲电荷。与此同时，被电离的水向隧道外侧的阴极移动从而有效地阻止了渗漏水的问题。本技术经检验反应效果良好，具有很高的使用价值。

结语

隧道衬砌施工与维护技术的发展十分快速，技术水平不断提高，大大减少了在公路隧道上损失的不必要的资源与实践，提高了公路隧道的安全性及有效性。对公路隧道衬砌施工与维修技术的研究使公路隧道在建设过程中采用最先进合理的技术与设计，进一步保障了公路的安全性、经济合理性，加快了施工的速度。与此同时，新技术带来的安全问题同样不容小觑，只有不断提高完善自己的技术水平，隧道衬砌技术才能更加全面的发展壮大。可以预测，我国的隧道衬砌施工和维护将不断提高，为人民的生活带来更多的好处。

[1]马庆裕.隧道衬砌裂损整治技术措施浅析[J].山西建筑，2008（20）.

U455 < class="emphasis_bold"> 文献标识码：A

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