隧洞衬砌施工及缺陷处理

方 芳

(贵州江河监理有限公司，贵州 贵阳 550001)

隧洞衬砌施工及缺陷处理

方 芳

(贵州江河监理有限公司，贵州 贵阳 550001)

隧洞衬砌施工是水利水电工程建设中的重要内容，其作业面小、施工难度较大，且容易出现渗水事故。对此，本文以大山哨引水隧洞为例，具体分析了水利水电工程隧洞衬砌施工及缺陷处理措施，可为类似工程提供借鉴。

隧洞；衬砌施工；缺陷处理

隧洞工程在水利、公路等广泛开展，隧洞衬砌技术水平也在不断提高。其中，隧洞衬砌模板逐渐推广应用了钢模台车，衬砌混凝土更多采用的是泵送混凝土，施工技术趋于成熟，做好隧洞衬砌施工及缺陷处理意义重大[1]。

1 隧洞衬砌施工技术要点

1.1 施工方案选择

在进行隧洞衬砌施工时，应根据实际施工情况，选择相应的施工方案。例如：对于小断面长隧洞而言，由于工作面较小，无法满足大型机械施工需要，对此必须合理组织施工工序，避免出现大量的停工、窝工问题；对于大断面隧道而言，往往是开挖和衬砌同步施工，特别是衬砌台车的应用，能够充分满足开挖运输需要[2]。

1.2 测量控制

在进行隧洞衬砌施工前，应做好相应的测量控制工作。首先，应对设计、业主、监理单位所提供的测量控制网点进行严格的审核，通过后方可构建施工控制网，并得到相应的高程控制点。其次，做好高程控制工作，任一单元两边的底板与高程间的允许偏差应保持在2 mm之内，需做好定期校核。最后，当底板浇筑工作完成之后，可将四等高程点引测至底板的顶部，引测点位需超过2点，否则不利于精度的控制。

1.3 钢筋安装技术

在隧洞衬砌施工中，钢筋安装技术主要可以分为两种：一是底板、边顶拱钢筋整体安装技术；二是底板、边顶拱钢筋分别安装技术。其中，整体安装技术施工较为复杂，因此不适用于小断面隧洞。

1.4 底板混凝土衬砌施工技术

在进行底板混凝土衬砌施工时，首先，进行底板两仓混凝土浇筑施工；其次，将加工好的钢筋运至施工作业面，同时开展底板清理、钢筋绑扎两项工作；最后，继续进行下一循环混凝土浇筑[3]。

1.5 边顶拱混凝土衬砌施工技术

边顶拱混凝土衬砌施工中需做好支撑结构和模板安装。其中，支撑结构主要有拱架、横向水平支撑丝杠、纵向拱架间的连接筋等等；模板使用主要可以分为以下三种情况：一是倒角处应使用异型模板；二是边墙处应使用定型模板；三是顶拱处应使用定型模板，或是按照圆弧形状加工的圆弧模板。

2 工程实例

2.1 工程概况

大山哨引水隧洞桂松0+040～桂松1+900段为大山哨隧洞1#支洞工程承担施工任务。总施工长度为1860 m，其中桂松0+020～桂松0+040段为桂家湖取水口消力池段，也按隧洞洞身衬砌设计进行衬砌施工。由于大山哨隧洞整体埋深在地下水位线10～110 m以下，隧洞渗水、涌水量大，造成了隧洞积水严重，平均积水深度60 cm。本方案主要是针对在隧洞积水情况下的隧洞底板和小边墙混凝土施工。主要涉及施工里程：桂松0+020～桂松7+000段。其中，桂松0+020～桂松0+360段采用C20混凝土进行施工；桂松0+360～桂松7+000段采用C25混凝土进行施工。

2.2 衬砌混凝土施工

衬砌混凝土施工流程如图1所示。

图1 衬砌混凝土工艺流程图

2.2.1 仓面清理

由于大山哨隧洞内渗水量大，隧洞积水严重，给仓面清理带来了很大的困难。根据大山哨隧洞的特点，底板仓面清理一次施工50 m。在仓面清理前，在施工段前后设置临时小型围堰，围堰高70 cm，在仓内设置临时积水坑，积水坑底面低于仓面50 cm，计划安装2台7.5 kW潜水泵作为仓内排水。在上游围堰外设置中转积水坑，采用2台18.5 kW水泵作为中转排水。排水管由侧壁穿越仓面到达下游。确保隧洞积水深度不增加。仓面清理完成后，报监理工程师，在监理工程师同意后方可进行下道工序。

2.2.2 钢筋制安

钢筋制安严格按照施工图纸进行。进场钢筋在实验室检测合格后方可使用。钢筋在加工厂预制完成后，再进行隧洞内安装。钢筋安装前，先设置架立钢筋和定位钢筋。底板每仓架立钢筋纵向间距4 m，布置13道。横向间距1 m，布置4道。确保钢筋与基础面的距离。施工完成架立钢筋后，根据测量点，布置定位线。然后进行钢筋安装。钢筋接头采用单面焊接，焊接长度为5D。

2.2.3 模板安装

根据1#支洞负责施工的部位在关键线路上(大山哨隧洞1#支洞下游与大山哨隧洞2#支洞上游)，且混凝土结构简单、工程量较小、劳动强度低的特点。为确保工期的按时完成及减少投入的原则。计划在大山哨隧洞1#支洞上游投入拼装简易模拱台车2套。在大山哨隧洞1#支洞下游投入自行式整体模板台车1套。

(2)自行式整体模板台车。自行式模板台车具有施工速度快，操作简单，立模、拆模快捷的特点，为了加快关键线路的施工速度，将在关键线路配置自行式整体模板台车，加快混凝土施工速度。

2.2.4 铺挂土工布、防水板

由于施工的大山哨隧洞位于地下水水位线10～110 m，隧洞渗水点多，施工混凝土过程中，必须有效地解决仓内渗水及仓内积水问题，否则无法保证隧洞衬砌混凝土的质量。做隧洞防水板排水方案，须报监理部、设计单位及业主审批通过。

根据大山哨隧洞主要为III类围岩，无初期支护的特点，隧洞防排水采用预埋横向纵向排水盲管并铺挂土工布、防水板的复合防排水形式。

2.2.5 施工缝及伸缩缝施工

根据设计图纸要求，每10 m设置一道施工缝，在围岩结构改变及地质条件有较大变化部位设计伸缩缝。施工缝采用预埋遇水膨胀止水条；伸缩缝采用预埋止水带止水。

止水条安装严格按照设计图纸要求施工，在施工止水条前需要将混凝土面清理干净，并对有较大不平顺处采用修凿和用同等强度砂浆补平的措施，确保止水条与混凝土面贴合。在安装过程中要保证止水条位置准确、平顺。

止水带安装严格按照设计图纸要求施工。止水带安装要求在绑扎衬砌钢筋时设置止水带夹，在止水带安装后，确保在施工混凝土过程中位置不变。在混凝土施工完成后，应及时校对止水带位置，若发生止水带位置不符合要求，应及时采用加装止水条等措施确保防水效果。

2.2.6 混凝土浇筑

(1)清仓验收。钢筋安装前，应将仓面采用高压水清理干净，边墙浮石清理干净，与新施工混凝土交接的施工缝处也要采用高压水清理干净，保证仓面清洁。仓面清理完成后，应进行现场技术、管理人员自检，工区质检工程师复检，并报项目部质量安全管理部门进行终检，合格后报监理工程师检查。检查合格后方可进行防水板铺挂、钢筋绑扎等工序。在监理工程师检查过程中，应及时提供相关检查资料。

(2)混凝土浇筑分仓。衬砌混凝土分两次浇筑完成。第一次进行底板混凝土浇筑，底板混凝土浇筑一仓浇筑50 m；第二次进行侧墙和顶拱浇筑，侧墙顶拱混凝土浇筑一仓浇筑10 m。

(3)混凝土拌制和运输。衬砌采用集中搅拌，在大山哨隧洞1#支洞工区设计一套搅拌站系统。搅拌站采用1套JS7500搅拌机，1个散装混凝土储存罐和1个粉煤灰储存罐。拌合成型的混凝土采用2台4 m3混凝土罐车运输到仓面，使用混凝土输送泵送入仓内，采用人工振捣。

混凝土拌制前应根据骨料情况调整施工配合比，并报试验监理工程师检查合格后，方可进行混凝土拌制。在施工过程中，应在搅拌站及施工仓面对混凝土的塌落度进行检测，合格后方可进行混凝土浇筑。

(4)混凝土浇筑。拌制好的混凝土采用混凝土输送泵进入仓内，底板浇筑时应根据部位所需混凝土量，合理放料。确保放料均匀，然后进行振捣，确保混凝土密实，振捣完成后，应对底板面进行标高校对，校对合格后，底板面采用人工收面，确保混凝土面平整光滑。浇筑测量及顶拱时，要注意在混凝土入仓时薄层平铺，边墙部位要左右对称下料，防止模板被混凝土挤压而整体变形。浇筑时要加强振捣，浇筑一定要连续进行，防止出现冷缝。

2.2.7 混凝土养护

混凝土拆模后，应及时进行洒水养护，使混凝土面保持湿润状态，养护时长为14 d。

2.3 缺陷处理

拆模后发现混凝土有缺陷，提出处理意见，并报监理工程师同意后方可进行修补。对于不同的缺陷，应按照相应的监理工程师批准的方案进行处理，直至满足规范和设计要求。处理完成后填写缺陷处理审批资料，报监理工程师备案。

2.3.1 蜂窝麻面及挂帘处理

对于超过规范要求的蜂窝麻面，先进行凿除，凿除深度5 cm，然后对凿除面采用高压水清洗，确保凿除面干净，最后用同等强度水泥砂浆进行压实填平。挂帘采用扁平凿和砂轮机凿除磨光，先用粗砂轮机磨平，再用细砂轮机磨平。

2.3.2 错台处理

对于错台大于2 cm的部分，先用扁平凿按照1∶30(垂直于水流方向)、1∶20(顺水流方向)坡度凿平，并预留0.5～1 cm的保护层，用电动砂轮机打磨平，与周边混凝土平顺连接。对于错台小于2 cm的部分，直接用电动砂轮机按同等坡度打磨平顺。

3 结 论

水利水电工程引水隧洞混凝土衬砌施工技术应用十分广泛，保证其施工质量是实现水利建筑稳定运行的关键。对此，必须根据工程实际选择合适的施工方案，做好施工缺陷的处理。

[1] 韩大刚.隧道二次衬砌混凝土施工中的缺陷及预防[J].科技风,2012(1):180.

[2] 杨坚.浅谈隧道二次衬砌缺陷及病害整治处理及其防治措施[J].科技创新导报,2014(10):183-187.

[3] 袁丙青,孙海兵,汤浩.导流隧洞衬砌混凝土缺陷的产生及处理方法[J].长江工程职业技术学院学报,2013,30(1):15-17.

方 芳(1977-)，男，湖北天门人，高级工程师，主要从事工程监理方面的工作。E-mail：250294024@qq.com。

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