隧道二衬钢筋保护层厚度控制技术

邓 毅

云南建投第四建设有限公司，云南昆明 650217

正值国家基础设施建设高峰期，国家“一带一路”战略的推进，交通领域迅猛发展，各地标志性、历史性工程拔地而起。特别是地形复杂的西南地区，由于地形复杂，隧道经常出现在公路工程中；又特长隧道、地下互通隧道较明细增多，一般为整条线路的控制性工程，在保证质量的前提下，标准化施工加快施工进度是我们需要探索和解决的。

隧道施工属循环周期作业，根据新奥法原理，很多人士对二衬是否受力意见不统一；实际施工中遇到云南喀斯特地貌、炭质泥岩、遇水降级等情况，二衬还是显得尤为重要；二衬钢筋保护层厚度更是二衬的一道重要工序、影响较大。从目前各项目反映的检测结果来看，钢筋保护层厚度检测合格率普遍不理想；又主要以二衬钢筋保护层偏厚为主。本技术适用于山岭隧道二衬钢筋保护层厚度控制，增强合格率、提高工效；在保证质量的同时，对隧道整体安全性有提高。

1 技术应用

1.1 施工准备

1.1.1 钢筋间距定位卡设计与加工 （见图1）

图1 定位器加工图

（1） 准备螺纹钢或圆钢长度2～4m做定位卡主杆件，螺帽、螺栓成套（型号） 若干做间距控制定位点；采用焊接方式把主杆件和定位点固定，前后面对称设置，主要应对隧道围岩等级变化，随之二衬环向钢筋间距的变化。未使用时可把螺栓拧出放置。定位器加工图如图1所示。

（2） 从仰拱开始控制钢筋环向间距，在二衬施工时，就能保证环向钢筋间距，整体施工质量和在应对浇筑砼时钢筋骨架的稳定性有很大改善，最终对保护层厚度整体合格率有明显提升。

1.1.2 二衬双层钢筋厚度定位筋设计与加工

（1） 定位钢筋数量及构造：根据经济和施工方便的角度，一般采用16钢筋，构造调整为“U”型形状，方便在双层钢筋的内净空处有效连接和固定。

（2） 厚度定位筋加工：在钢筋场设置专人加工“U”筋，具体尺寸按隧道围岩等级、衬砌类型变化而确定的二衬砼厚度，再减去保护层厚度和双层钢筋外径而得出。

1.2 二衬钢筋保护层厚度控制技术

1.2.1 技术原理

通过定位卡和定位筋，严格控制钢筋骨架施工质量，同时达到整体规整、稳固。一是实现提高工序产出质量，减少后期补救；二是不容易因自重失稳和浇筑振捣砼而轻易变形。

1.2.2 技术流程

定位放线→安装岩面（外） 层钢筋→定位放线→安装厚度定位筋（纵环） →安装内层钢筋→安装保护层垫块→二衬台车就位→封模浇筑砼。钢筋绑扎整体定位措施示意图如图2所示。

图2 钢筋绑扎整体定位措施示意图

1.3 工序控制

① 安装岩面层钢筋：首先控制岩面一层钢筋定位轴线，从仰拱钢筋安装开始；通过定位卡控制环向钢筋间距，并准确控制拱脚边墙预埋钢筋位置，把控源头方便后期二衬钢筋安装时能很好的连接和就位。

② 厚度定位筋布置：环向（两车道） 一般设置7排定位筋，呈梅花形布置，主要均匀分布在拱顶、拱腰。纵向（12m/板） 一般设置5排。

③ 安装二层钢筋：再次进行测量放线，确定二层钢筋的具体位置。

④ 安装保护层垫块：可采用专用或定制保护层限位卡，并精确计算其外廓尺寸和做好位置分布，牢固安装在外层钢筋上。

⑤ 二衬台车就位：应严格检查中线、高程、断面和净空尺寸。汽车泵泵管行走连接方式和浇筑加固方式，必须独立设置，不能带动、震动台车而致偏位，影响二衬钢筋保护层厚度控制。

⑥ 封模浇筑砼：混凝土采用泵送砼，由砼分流串桶（槽） 从二衬台车检查窗泵入，按照先拱脚后拱部的顺序对称、连续进行浇筑，通过检查窗进行检查并对其封闭继续向拱顶部位浇筑直至合拢；确需中断时，时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑时间，并在下层砼初凝前浇筑完成上层混凝土。振捣采用插入式振捣器和台车模板外挂的附着式振动器，按上述方式做好钢筋的稳固措施，将大大减少浇筑和振捣引发钢筋的变形和移位。注意预留注浆孔位置，模板台车前行后及时采用雾炮机养生。

2 技术特点

二衬钢筋保护层厚度是重要的分项施工内容，社会关注度高；本技术具有优质高效的优点，有较好的社会效益。

2.1 节约成本

由于该技术采用常规材料、设备，通过优化定位卡和定位筋设计与加工，工具式定位卡可取出周转使用（桥梁也可） ，且容易组织施工；做到了定位钢筋用量少，又避免盲目各种加固或加固后效果不明显。可以减少钢材消耗，减少验收结果不符的返工耗时耗费，所以总体降低施工成本。

2.2 加快进度

有序的加固，标准化施工，保证一次性验收通过，且为后期浇筑砼而保证钢筋保护层厚度合格率提供基础支撑。防止没有规矩的加固，后期不符合要求或变形的来回整改；形成流水作业，在实际案例中，可实现12m/3d的施工速度。

2.3 安全管理

钢筋定位卡能直接定位和稳固二衬钢筋，防止工人安装时倾倒；对安全生产起到一定辅助作用。

2.4 质量控制

施工过程中相关部门作为项目部质量日常检查的重点全程参与。控制好定位卡的使用频率和其本身的摆放误差，防止操作人员不规范；控制好保护层垫块（限位卡） 的尺寸准确性、位置分布；控制好浇筑方式，防止过多过重的挤压钢筋和模板而变形移位，犹如“放大镜”效果，引发偏位都对二衬钢筋保护层厚度合格率有很大影响。按此方法控制各个工序，将比一般情况下提升30～50%的二衬钢筋保护层厚度合格率。

3 技术适用范围

十三五国家高速发展，公路工程每年体量增加前所未有。本技术主要适用于山岭隧道二衬钢筋保护层厚度控制，增强合格率、提高工效；在保证质量的同时，对隧道整体安全性有提高，也可以用于类似薄壁空心桥墩柱钢筋混凝土结构施工。

4 结语

国家十三五期间大力推进基础设施建设，特别是地形复杂的西南地区，为改善通行条件和环境，高速公路隧道施工体量连年加码。特长隧道、地下互通隧道较明细增多，一般为整条线路的控制性工程，百年大计、始于点滴。面对西南地区的山地特性，又遇云南的喀斯特地貌、松散古崩堆积体、遇水降级等地质发育奇特的环境下；隧道施工工序亟待标准化、规范化、简单化。其中，二衬属于隧道的重要子分部工程，钢筋保护层又属二衬重要分项工程，对于其合格率的控制显得尤为重要。在保证质量安全的前提下，标准化施工加快施工进度是我们需要探索和解决的。

本技术适用于山岭隧道二衬钢筋保护层厚度控制，实践证明既保证施工质量安全，加快了施工进度、降低了工程成本，又加强后期运营通行质量。相比其他增强合格率、提高工效，是二衬钢筋保护层厚度控制施工中一种有效、安全的方法。

[1] JTG F 60—2009, 隧道施工技术规范[S].

[2] JTG F 80/1—2004， 公路工程质量检验评定标准[S].