大瑞铁路隧道二衬拱顶防脱空施工技术

尹承红

摘要：结合大瑞铁路隧道二衬拱顶防脱空施工技术，介绍了隧道二衬拱顶防脱空施工工艺及方法，总结了施工经验，对以后的隧道二衬施工做了很好的指导作用。利于及早发现问题、分析原因、改进施工工艺，减少后续施工衬砌脱空现象的发生，促进衬砌质量的提高。

Abstract： Combined with the anti-floating construction technology of the second lining arch of Darui Railway Tunnel， the construction technology and method of the anti-floating construction of the second lining arch of the tunnel are introduced. The construction experience is summarized and the construction of the second lining of the tunnel is well guided. It is helpful to find problems early， analyze the causes， improve the construction process， reduce the occurrence of subsequent lining voiding， and promote the improvement of lining quality.

关键词：隧道二次衬砌;防脱空;施工技术

Key words： secondary lining of tunnel;anti-floating;construction technology

1  工程概况及适用范围

大瑞铁路保瑞段土建四标位于保山市隆阳区蒲缥镇和潞江镇、施甸县太平镇境内。主要工程有：隧道7座，正洞总长32.646km，占线路总长的89.5%，横洞总长9.016km;桥梁11座，长2377.3m，占线路总长的7.3%;新设车站3个：蒲缥车站为中间站（土石挖填方165.7万m3），上坝、永新车站为会让站;涵洞32.93横延米/3座。

本施工技术适用于新建铁路大瑞线隧道二次衬砌拱顶防脱空的控制及减少脱空缺陷率。

2  施工准备

2.1 施工技术准备

施工前组织技术人员学习实施性施工组织设计，了解施工图纸意图，研究相关技术问题，熟悉相关规范和控制技术标准。完善施工安全技术措施，并编制应急预案。对施工人员进行技术安全交底，对参建人员进行上岗前安全技术教育培训，考试合格后，作业时须持证上岗作业。

2.2 现场准备

收集施工作业中所涉及的各项技术数据的归集整理，做好劳动力组织，准备好各种施工机械，设备并保证完好率，使其能够满足施工要求。

3  技术要求

①台车拱顶两端和中部预留3个径向排气管，排气管采用?30mm高强活性粉末混凝土管，顶部管口设深度和宽度为10～20mm的U型溢浆槽。

②径向排气管固定端由两段Φ42×3mm无缝钢管采用法兰盘连接，两段长度分别为5cm和20cm。长度5cm的焊接固定在台车上，下部20cm用法兰盘连接。

③径向排气管通长布置。台车定位后将?30mm高强活性粉末混凝土管通过固定端穿入二次衬砌顶部，管口与防水板顶紧，使防水板与基面密贴并确定好排气管的长度。

④注浆在二衬脱模前及时进行。

4  施工程序与工艺流程

4.1 施工程序

每模二次衬砌为一个完整施工单元施工程序包括：施工准备→无纺布、防水板铺挂→拱顶注浆管、排气管安设→二衬台车定位→径向溢浆孔兼观察孔安设→混凝土浇筑→封顶混凝土浇筑→衬砌背后注浆→检测。

4.2 工艺流程（见图1）

5  施工要求

5.1 初支平整度

加强隧道开挖质量控制，严格控制超欠挖，出现欠挖时，进行二次钻眼补炮，将欠挖部分开挖至設计轮廓线;出现超挖时，采用同级配混凝土回填密实。初期支护完成后采用1m靠尺对初期支护的表面平整度进行检测，初期支护的表面平整度应符合规范要求，具体为D/L≤1/10（D：即初期支护基面相邻两凸面凹进去的深度;L：基层相邻两凸面之间的距离，且L不大于1m）。不符合要求进行补喷混凝土或凿除混凝土处理。

5.2 无纺布、防水板铺挂

5.2.1 无纺布铺挂

无纺布采用热熔垫圈射钉固定于初期支护混凝土面上，热熔垫圈间距为拱部0.5m、边墙0.8m，呈梅花型布置。土工布铺挂时下幅压上幅，两幅搭接宽度不小于50mm。

5.2.2 防水板铺挂

防水板从水沟底以上45cm拱墙外缘铺挂。防水板铺设先拱后墙，先于拱顶垫层上正确标出隧道纵向中线，再使防水板纵向中心线与标定线重合，将拱顶部垫片热熔焊接好后，向两侧边墙铺挂，边铺边焊，采用下面的防水板压住上面的防水板的搭接方式。按照标准施工工艺的要求，防水板的搭接长度大于等于15cm。

防水板松紧应当调节适度并且留有余量，实铺长度与初期支护基面弧长的比值应为10：8，无纺布与防水板接头不可在同一里程。边墙处每个垫片应焊3个点，拱部位每个垫片应焊4个点。

在压焊时一只手持超声波焊接机，另一只手按压紧防水板，超声波焊接机与压过的防水板面应保持相对垂直状态，然后再用力压紧并启用焊接开关，熔化对应的防水板之后，在其端头压入防水板约0.5mm厚度时，即可关闭焊接开关，单点防水板的焊接持续时间应保持在3秒，焊完后压3s。

5.3 拱顶纵向注浆管、排气管安设

拱顶注浆管、排气管均采用Φ30mm的PVC管加工为花管，孔间距15cm，孔径5mm，梅花型布置。将注浆管和排气管用固定条焊接固定在拱顶，两管间距应保持在5～8cm，固定条间距控制在1m，固定条采用40cm×10cm矩形防水板预贴于防水板上。PVC管加长采用直接接头连接。

5.4 径向排气管安装

①台车拱顶两端和中部预留3个径向排气管，排气管采用?30mm高强活性粉末混凝土管，顶部管口设深度和宽度为10～20mm的U型溢浆槽。

②径向排气管固定端由两段Φ42×3mm无缝钢管采用法兰盘连接，两段长度分别为5cm和20cm。长度5cm的焊接固定在台车上，下部20cm用法兰盘连接。

③径向排气管通长布置。台车定位后将?30mm高强活性粉末混凝土管通过固定端穿入二次衬砌顶部，管口与防水板顶紧，使防水板与基面密贴并确定好排气管的长度。

④根据已确定的排气管长度，切取多余的排气管，用带法兰盘的钢管固定。

⑤二次衬砌混凝土浇筑施工，径向排气管和及档头板封闭处相继流出浆液时停止浇筑。

⑥拆除长度20cm径向排气管固定端，进行注浆作业。

⑦注浆完成后沿着5cm固定端口直接敲击（或切割）折断径向排气管，便于衬砌台车脱模。

⑧衬砌混凝土自检合格后进行第三方检测，在混凝土缺陷位置进行标识并及时进行处理。

6  施工组织

6.1 施工生产组织方式：工点架子队模式。

6.2 施工负责人遵循施工组织方案、机械需要的情况、作业人员数量、业主施工工期进度要求做出合理的要素配置。

7  材料要求

7.1 注浆材料采用M35水泥净浆（水泥：减水剂：水=1250：10：442配合比），注浆用的水泥、减水剂符合设计要求，施工用水的水质符合工程用水标准。

7.2 排气管采用?30mm高強活性粉末混凝土管，径向排气管固定端由两段Φ42×3mm无缝钢管。

8 质量控制

8.1 浇筑混凝土

①在浇筑混凝土时，最大下落高度不得大于2m，台车前后混凝土高差不能超过0.6m，同层混凝土浇筑面高差应控制在0.5m高度以内，严禁一侧连续一次浇筑超过0.5m以上。施工时应合理控制混凝土的浇筑速度，混凝土浇筑时不得直接从防水板板面流至应浇筑位置，防止混凝土出现离析现象。

②二次衬砌浇筑应从下至上利用灌注窗依次灌注，混凝土应具有良好和易性，拱部混凝土塌落度按200mm控制，拱顶混凝土采用2个浇筑孔。

③拱顶混凝土浇筑间隔时间不大于0.5小时，搅拌后的混凝土在1/2初凝时间内入泵，并在初凝前浇筑完成。拱部混凝土浇筑时间控制在2小时内。径向排气管及挡头板封闭处相继流出浆液时停止浇筑。

8.2 衬砌背后注浆

拱顶回填注浆在衬砌脱模前及时进行。回填注浆材料采用微膨胀水泥浆，水泥浆液水灰比为1：1，注浆压力为0.2MPa。根据实际注浆与注浆量的情况，分析出二衬拱顶脱空情况，当注浆压力在施工中达到0.2MPa或排气管有出浆时，表示拱顶注浆已经完成，注浆过程中应保留影像资料并填写注浆记录，做好签字。

8.3 检测

注浆完成后3个月内采用人工敲击、地质雷达法等方式对拱顶衬砌质量进行自检，施工缝位置应重点检查，发现缺陷后及时处置，并及时报第三方检测。

8.4 拱顶回填注浆在衬砌脱模前及时进行，并纳入工序管理。

8.5 当注浆压力达到0.2MPa且排气管出浆时，表示拱顶注浆已完成。在注浆过程中如发现吸浆量过大的情况，应及时停止注浆，尽快查看原因，立即采取应对措施。

8.6 衬砌拱顶端头模板封堵时，应使用专门的端头模板，端模应在一侧割槽，槽里通过注浆管与排气管，以防止端模受到挤压损坏注浆管。

8.7 待混凝土强度达到设计要求强度时进行拆模，拆模时注意混凝土表面和棱角不得有损坏。拆模后开始进行洒水养护，养护时间不得少于14d。

9  安全及环保要求

9.1 安全要求

①注浆前对注浆设施应进行高压水冲洗、性能检验、定期保养、及时维修。②为保证作业过程中的作业人员安全，现场应由架子队队长（施工负责人）统一调度指挥，并在每工点设置专职安全员不小于一名，负责现场各项安全管理及防护措施的布置及维护工作。③注浆压力不宜大于0.2MPa，作业人员不能正对注浆口。

9.2 环保要求

①注浆产生废水通过污水处理站处理合格后进行排放。②洞口沉淀池及污水处理站污泥干化场定期进行清理，运至隧道弃碴场堆放。

10  结束语

隧道二衬拱顶防脱空施工技术在衬砌混凝土龄期达到检测条件后即安排雷达检测，利于及早发现问题、分析出现问题的原因、改进相应的施工工艺，减少后续施工的二次衬砌脱空现象的发生，促进二次衬砌混凝土实体质量的提高，减少实体质量的缺陷率。

参考文献：

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[2]杨文平，张立兴.隧道二次衬砌背后脱空的防治[J].中国港湾建设，2013（05）.

[3]杨小玉.隧道二次衬砌与初期支护间脱空原因分析及处理[J].中国安全生产科学技术，2012（02）.