地下通道小直径盾构隧底素砼回填施工技术

刘学辉

【摘 要】本文结合工程实例介绍小直径盾构隧道隧底混凝土回填技术特点、遇到的困难、技术组织、解决方案及达到的效果，对类似工程可作为参考。

【关键词】小直径盾构；地下通道；隧底混凝土回填技术

0 工程概况

某皮带输煤通道承担着姚孟电厂600万吨/年的用煤任务，由于省级文明城市的创建及环保要求等因素，该工程4#-5#转运站段采取内径5.4米的小直径盾构法施工地下通道，内径2.7m的圆形，管片厚300mm，通道全长（水平距离）约1402.83米。

该段输煤通道距地表平均10米，两端高，中间低，坡度由0-0.77%不等，最低点220米长坡度为0%，通道隧底回填地面砼强度等级为C25砼，最厚处1.208m（应按照大体积混凝土工艺施工），混凝土共5190方，通道内埋件A：200*200mm，钢板厚10mm共1046；埋件B：200*300mm，钢板厚10mm.共56块。

1 施工方案确定

根据工程实际情况，该分项工程按照两段同时开始施工，每端700米，地面砼共分三层浇筑：第一层浇筑厚度为45cm（该层中心距通道底45cm），采用一辆奔马三轮车运料，混凝土工程量为560方；第二层浇筑厚度度为55cm，每10米设一道伸缩缝，混凝土工程量为1335方，采用混凝土运输小型罐车（每罐车运6方）；第三层浇筑高度为20.8cm，混凝土工程量为700方每10米设一道伸缩缝，采用四辆奔马三轮车运料，包含水沟施工和预埋铁件施工。混凝土采用商品混凝土，由混凝土汽车泵直接输入混凝土运输车辆。

方案优点：由于该通道为小直径盾构法施工而成，盾构片为螺栓连接：（1）第一层采用奔马车运料可减少对盾构片的损伤，并为第二层施工采用小型混凝土罐车铺路；（2）第二层混凝土量最大，混凝土罐车可大大提高施工速度；（3）第二层施工完毕后，运输道路已加宽，可满足四辆奔马三轮车错车，加快运输速度；（4）由于采取了分层施工，最大厚度只有0.55米，三层混凝土施工有合理间歇时间，水化热峰值错开，混凝土内部水化热得到有效释放，可以不按照大体积混凝土工艺施工，减少了为降低大体积混凝土水化热方面的投入，同时也减少了混凝土出现温度裂缝的可能。

2 施工工艺

2.1 本工程采用商品混凝土浇筑，对主要材料要求如下

（1）水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥，标号为525#，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。

（2）粗骨料：采用碎石，粒径5-25mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。

（3）细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。

（4）粉煤灰：采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。

（5）外加剂：设计无具体要求，通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验，每立方米混凝土2kg，减水剂可降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。具体外加剂的用量及使用性能，商品混凝土站在浇筑前应报告送达施工单位。

2.2 混凝土配合比

（1）混凝土采用搅拌站供应的商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。

（2）混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。

（3）粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供应情况，以满足施工的要求。

（4）第三层混凝土配合应减少粉煤灰用量以减少地面出现裂缝。

2.3 混凝土浇筑

混凝土浇筑时每层应采用“一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺。浇筑时在一个部位进行，直至达到设计标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进。混凝土浇筑时配置1～2台振捣器，采用一次性连续浇捣方案，振捣工作从浇筑层的底层开始逐渐上移，以保证分层混凝土间的施工质量。混凝土在振捣过程中宜将振动棒上下略有抽动，使上下混凝土振动均匀，每次振捣时间以20～30秒为宜，（砼表面不再出现气泡、泛出灰浆为准）。振捣时，要尽量避免碰撞钢筋，管道预埋件等。振捣棒插点采用行列式的次序移动，每次移动距离不超过混凝土振捣棒的有效作用半径的1.25倍，一般振动棒的作用半径30～40cm。振捣操作要“快插慢拔”，防止混凝土内部振捣不实；在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。

2.4 混凝土养护

由于通道内恒温恒湿，混凝土养护只在第三层混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖一层塑料薄膜即可。

2.5 表面防裂施工技术要点

混凝土经振捣后表面水泥浆较厚，容易引起表面裂缝，首先，要求在振捣最上一层混凝土时，控制振捣时间，注意避免表层产生太厚的浮浆层。

在浇捣后，必须及时用2m长刮尺，将多余浮浆层刮除，按施工员测设的标高控制点，将混凝土表面刮拍平整。有凹坑的部位必须用混凝土填平，在砼收浆接近初凝时，混凝土面进行二次抹光，用木搓全面仔细打抹两遍，既要确保混凝土的平整度，又要把其初期表面的收缩脱水细缝闭合。

在砼收浆凝固施工期间，除了具体施工人员外，不得在未干硬的混凝土面上随意行走；收浆工作完成的面，同步及时覆盖一层塑料薄膜，防止表面混凝土脱水。

2.6 预埋件安装

（1）找出定位轴线：将图纸中标明的定位轴线与实际施工现场进行对照找出定位轴线的准确位置。

（2）找出定位点：根据在现场查找的准确定位轴线，根据图纸中提供的有关内容。

确定定位点：定位点数量不得少于两点，确定定位点时要反复测量一定要保证定位准确无误。

（3）抄平：抄平用水准仪，对两个定位点确定水平位置，水准仪要按规范使用，水准仪定位时要考虑安全，定位间距离大致相同，水准仪要摆正放稳，不能出现移动、错位等现象，要注意正确使用和保管好水准仪。在找出定位点位置抄平后，在定位点间拉水平线。

（4）测量误差：在水平线拉好后，对所在工作面进行测量，主要进行水平方向的测量，同时检查各轴线（定位轴线）间的误差。通过测量出的结果分析产生误差的原因，核对有关规范（施工）对误差允许值的要求。

（5）埋件安装：埋件安装由专人负责，以防止漏放，待第三层混凝土浇筑时，混凝土振捣完后，立即按定位和标高线将埋件安在混凝土内。

埋件安装要端正，尽量不要有歪斜，同时保证铁板放置的平整。埋件施工完毕后，按照规范要求，根据检验批次的相关规定对安装好的埋件进行验收，符合设计要求方可进行下道工序的进行。

3 结束语

在该地下通道内隧底回填地面混凝土施工中，采取了科学的施工方案，将混凝土施工分层浇筑，避免了因混凝土水化热积聚导致的混凝土出现温度裂缝的现象，施工质量得到了保证；另外，施工前对隧道内混凝土装料、运输、卸料、调头、空车返回、错车时间估计计算，施工中准确把握，施工组织得到充分加强，工期被最大限度科学压缩，得到了业主、监理及有关单位嘉奖，施工中隧道内通风、安全用电等按照矿井下安全措施和管理要求，安全管理得到加强，呈现了明显的工程效益、经济效益、社会效益和生态效益。

[责任编辑：汤静]