TBM组装洞衬砌工艺流程与施工的分析

□于喜洋（辽宁水利土木工程咨询有限公司）

1 项目概况

组装洞围岩为混合花岗岩，围岩类别为Ⅲb，岩体完整性较差，节理较发育。组装洞段长为80m，断面形式为蘑菇形。组装洞衬砌厚度500mm，高12550mm。

图1 组装洞断面图

2 衬砌工艺流程与施工的分析

组装洞边墙衬砌混凝土施工为左右两侧边墙施工，每侧均纵向分Ⅰ～Ⅳ四个施工段，每段长20m，采用“三层六部分”的方法浇筑。具体分段分层见图2。

图2 组装洞衬砌施工顺序示意图（单侧边墙）

模板选用竹胶板，采用方木和8#槽钢进行加固。钢筋在洞外加工成型，洞内进行人工绑扎、焊接。混凝土在洞外采用自动计量拌和楼集中拌和，混凝土罐车运送至组装洞浇筑部位，混凝土输送泵浇筑，插入式振捣器振捣。拆模后采用洒水养护。

2.1 工艺流程

装洞混凝土衬砌包括以下内容：基底清理、测量放线、钢筋绑扎、模板安装、涂脱模剂、安装挡头板及止水带、输送管路安装及输送泵运转调试、灌注前检查验收、混凝土拌和、运输、泵送入模、捣固、拆模、养护等。混凝土衬砌施工工艺流程见图3。

图3 混凝土衬砌施工工艺流程图

2.2 施工方法

2.2.1 基底清理

先用人工配合挖掘机将基底虚渣清理，再用高压风将表面浮渣及杂物吹净。

2.2.2 测量放样

施工测量采用全站仪对衬砌设计轮廓线进行放样，测量作业由专业人员实施，保证测量精度满足吊装设备要求。测量结果向现场施工人员交底并在现场标识注明。

2.2.3 钢筋施工

钢筋原材料：钢筋种类、型号、直径等符合设计要求；钢筋加工前先进行调直，并将表面油渍、水泥浆和浮皮铁锈等清除干净。

钢筋绑扎与焊接：钢筋绑扎前首先测量放线，先安装定位钢筋，再将在现场加工完成的主筋安设在定位钢筋上，其他辅助筋及连接钢筋与主筋焊接及绑扎牢固。钢筋焊接接头应分散布置，在同一截面内的钢筋接头不超过50%，钢筋接头采用单面焊，搭接长度≥10d（d为钢筋直径），弯钩长6.25d，其他绑扎及焊接均符合设计要求。

钢筋焊接不允许有裂缝、脱焊点、漏焊点，表面平顺，没有明显的咬边、凹陷、气孔等，钢筋不应有明显烧伤。

2.2.4 模板安装

模板拟采用15mm×1220mm×2440mm竹胶板，模板表面光洁、平整，涂刷脱模剂均匀。模板采用硬拼接，拼缝采用海绵条填塞，以防漏浆。

主龙骨（横向）采用8#双排槽钢，间距600mm；次龙骨（竖向）采用60mm×80mm方木，间距250mm；穿墙螺栓采用Ф16的光圆钢筋，间距为600mm×600mm，外端采用螺栓垫片固定于槽钢之间，在模板上钻眼穿过，岩壁端焊接在预留外露锚杆上。对于预留锚杆不足部位，在安装模板前进行补打。

为减小施工缝错台及避免先浇层边角楞被破坏，使上下层混凝土更好衔接，安装上层模板时，保留下层相邻模板，并与新安设模板连接牢固。每次支完模采用全站仪进行断面垂直度、标高检查复核检查。

2.2.5 止水带安设

止水带采用中埋式橡胶止水带，安设牢固，接头处采用氯丁橡胶粘接。安设时沿二次衬砌设计距离内壁150mm线间隔0.50m在挡头板上钻一孔φ10钢筋孔，将加工成型的φ8钢筋卡由待浇模板混凝土一侧向另一侧穿入，内侧卡进止水带，另一半止水带平贴在挡头板上，待模板混凝土达到拆模强度后拆除挡头板，将止水带靠中心钢筋拉直，然后弯曲φ8钢筋卡套上止水带，浇筑下一模混凝土。止水带中线应布置在施工缝中心，在安装过程中应防止拉裂、变形。浇筑混凝土过程中，不得撞击止水带，振捣器不得触及止水带。

2.2.6 混凝土浇筑

混凝土采用分仓、分层浇注，浇筑厚度宜为30～50cm。输送管管口至浇筑面垂距控制在1.50m以内，以防混凝土离析；浇注过程连续、不得中断。泵送下料口及时移动，避免用插入式振捣器将下料口处堆积的拌合物推向远处。

混凝土浇筑采用60m3/h的混凝土输送泵泵送入仓。避免停歇造成“冷缝”，间歇时间一般不超过45min，否则按施工缝处理。

混凝土振捣采用插入式振动器为主、木锤模外敲振为辅的振捣方式，定人、定点、分区进行。浇筑混凝土时，采用插入式振动器振捣，快插慢拔，振捣密实。插入式振动器移动间距不超过振动器作用半径的1.50倍，与模板保持5～10cm的距离，且插入下层混凝土5cm，振捣时间宜为10～30s，每一处振捣完毕后边振捣边徐徐提出振动棒，避免振捣棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。振捣棒在混凝土中移位时，应竖向缓慢拔出，不得在混凝土浇筑仓内平拖。振捣时观察到混凝土不再下沉、不再冒出气泡、表面泛浆，水平有光泽时即可缓慢抽出振捣棒。

2.2.7 施工缝的处理、预埋件的埋设、拆模与养护

2.2.7.1 施工缝的处理

底层混凝土浇筑完成后，及时对施工缝作拉毛处理；下一次浇筑混凝土时，对施工缝处进行清洗干净处理，保证新旧混凝土的良好连接。

2.2.7.2 预埋件的埋设

浇筑到混凝土顶面时，测量班准确放样，按设计要求在准确位置安装预埋件，并固定牢固。

2.2.7.3 拆模与养护

拆模时，小心谨慎，以免缺棱掉角现象发生。拆模后对混凝土表面出现的错台、漏浆、蜂窝、麻面等缺陷不得擅自进行修补。衬砌浇筑完毕后应及时养护，采用覆盖洒水养护法，保持混凝土表面湿润，连续养护时间≥14d。

2.2.8 施工质量要求

2.2.8.1 岩面或缝面处理

基础岩面表面平整、无松动岩块、浮渣及杂物；混凝土施工缝表面无乳皮、成毛面、微露粗砂；洞内出水点及积水已妥善引排；喷射混凝土表面平整、清洁、无污物。

2.2.8.2 钢筋制作安装

钢筋表面洁净无损伤、无污染、无铁锈，平直无弯折；钢筋数量、尺寸、规格、位置、间距、保护层均符合设计要求；钢筋焊缝长度、宽度满足规范要求，接头不允许有裂缝、脱焊点、漏焊点，表面平顺，没有明显的咬边、凹陷、气孔、烧伤等；无论是焊接接头或绑扎接头均不得位于钢筋弯曲处，且搭接长度满足设计要求；钢筋安装要与锚杆连接牢固可靠。

2.2.8.3 模板安装

模板表面平整、光洁、无污物，涂刷脱模剂均匀无明显色差，相邻模板错台及缝隙均满足规范要求；模板要在拆模后清洗表面混凝土，摆放整齐，保证下次使用时表面平整、清洁；模板支架必须严格按交底方案进行支撑，不得随意更改，且安装牢固，保证混凝土结构位置、尺寸、形状满足设计要求；止水带应避免油污和暴晒，安设中线应与施工缝中线重合，在安装中防止止水带拉裂、变形且安设平整、顺直、牢固；各类预埋件的规格、数量、高程、方位、埋入深度及外露长度等均应符合设备专业设计要求，安装牢固可靠，精度符合有关规程的要求。

2.2.8.4 浇筑混凝土

基底先铺筑砂浆，厚度宜为2～3cm，均匀平整，无漏铺；按现场试验要求控制混凝土塌落度，不合格混凝土严禁入仓并予以清除，弃置指定地点；按要求控制浇筑层厚度，铺设均匀，分层清楚，无骨料集中现象；浇筑过程中无外部水流入，泌水必须及时排除；浇筑过程应保持连续性，若超过允许时间，则应按工作缝处理；浇筑混凝土时，不得撞击止水带，各类埋设的铁件不得移位或松动；严格按照施工规范进行振捣，振捣器垂直插入下层5cm，有次序，间距、留振时间合理，无漏振、无超振；振捣时，振捣器不得触及止水带，预埋件周围混凝土必须振捣密实。浇筑过程按照施工图纸要求每10m留设一道施工缝，并对下层混凝土施工缝面作拉毛处理。

2.2.8.5 拆模及养护

按施工规范当混凝土达到一定强度时方可拆模；拆模后对混凝土表面蜂窝、麻面、错台、跑模、掉角、孔洞、钢筋切头等缺陷及时进行修补，使混凝土表面平整、颜色均匀、形状尺寸满足设计要求。及时对混凝土进行养生，保持混凝土表面湿润，养生时间符合施工规范要求。

3 结语

TBM组装洞衬砌工期紧、任务重、质量要求高，必须在短时间内达到相应强度的要求，以满足TBM组装吊机的安装。通过合理安排，积极组织，严格管理，优化混凝土配比等措施实现了TBM组装洞衬砌快速、安全、高质的目标。

本施工工艺大大缩短了施工工期，提高了混凝土的施工质量，实现了TBM吊机的快速安装，保证了TBM组装的顺利进行。

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