隧道二衬养护措施创新及应用

王玉明

摘 要： 本文针对隧道二衬混凝土养护存在的问题，提出了模板台车走行前进行喷淋养护，模板台车前移后采用“轨行式标养室”养护结合的混凝土养护措施，并详细的介绍了轨行式标养室的设计原理、工艺流程和使用效果，为以后的隧道二衬混凝土养护提供参考。

关键词： 隧道二衬;混凝土;养护

【中图分类号】 G633      【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）14-0227-02

1 引言

高速铁路对隧道衬砌结构的强度、耐久性有较高的要求。影响衬砌混凝土强度和耐久性的因素，除原材料、配合比、浇注工艺等外，混凝土的养护也是重要影响因素之一。混凝土浇注后，不及时进行养护不但会使表面出现片状或粉状脱落，而且在混凝土强度不足时，还会产生干缩裂纹，严重影响衬砌混凝土质量[1]。

目前，隧道二衬的养护方法主要有喷淋养护、雾炮养护等，主要存在以下几个问题，首先，在二衬脱模以后，模板台车前移以前，主要依靠自然养生;其次，模板台车前移以后使用喷淋养护用水量大，实现混凝土表面湿润的难度较大，若采用雾炮无法真正实现对二衬混凝土的养护，仅在洞内除尘有较好的效果。

为解决二襯混凝土的养护问题，提升二次衬砌混凝土质量，某在建铁路推广了在二衬脱模以后，模板台车走行前进行喷淋养护，模板台车前移后采用“轨行式标养室”养护结合的混凝土养护措施，实现了隧道二衬从脱模开始的完整养护过程。

2 轨行式标养室养护

2.1 设计理念：隧道洞内温度较稳定，混凝土养护温度指标达到要求，现需解决湿度指标要求，从而达到标养环境。“轨行式标养室”的设计理念是将二衬外露面封闭在一个独立的空间内，再对这个独立空间进行加湿，加湿过程中对空间内的多个点进行湿度数据采集，采集的数据传输至加湿器，当湿度不足95%时，加湿器持续工作进行加湿，当湿度达到95%时，加湿器暂停加湿，实现二衬混凝土的自动标准养护。

2.2 工艺流程

2.2.1 标养台车设计。养护台车采用与二衬台车同轨，台车环向骨架采用I16工字钢加工，外侧固定1.5mmEVA防水板，钢架间设置φ22纵向钢筋辅助支撑防水板，防水板与二衬面间封闭空间为40cm，养护台车两侧端头、矮边墙顶面采用直径45cm充气气囊，养护时气囊充气填充养护台车防水板与二衬间空间，将二衬与防水板间形成独立封闭空间（图1：二次衬砌标养台车设计图）。

图1 二次衬砌标养台车设计图2.2.2 标养台车加工。标养台车所有主体钢构件均在钢构厂统一加工制作，各连接件采用法兰连接，以便标养台车重复使用，节约材料。封闭材料中EVA防水板为隧道二衬施工使用材料，可在现场加工安装;充气气囊由专业厂家加工制作，充气通过洞内高压风管连接转换接头方式充气，操作方便快捷。加湿器系统由专业厂家定制，能实现湿度数据采集、传输自动控制加湿与停止加湿（图2：超声波加湿器图）。温湿度显示器由专业厂家定制，可实施监控显示二次衬砌混凝土养护空间内的温度及湿度。

图2 超声波加湿器图2.2.3 标养台车拼装。台车各构配件加工准备到位后，统一在隧道洞口拼装，采用吊车、人工辅助完成。各构件拼装完成后，开始完善各级平台、安装底部防水板、加湿器、气囊等。

2.2.4 标养台车调试。所有配套安装完成后，标养台车即可行走至洞内指定养护段落，将气囊充气后开始加湿器的调试运行，并观察加湿器是否能实现自动加湿，对封闭空间进行加湿，直至空间内湿度达到95%。

2.2.5 供水系统与充气系统完善。经调试确认养护系统能正常运转后，完善加湿器自动供水系统，即在养护台车上安装1m3储水箱，实现储水箱至加湿器内的自动加水，从而确保加湿器能长时间持续工作。调试完成后，需完善养护台车各气囊的加气系统，即在养护台车上固定安装充气管道，管道接长至每个气囊充气口，仅需接气囊转换接头即可实现充气，实现各气囊的快速充气，无需寻找长风管进行充气，节省充气时间（图3：二次衬砌标养台车）。

图3 二次衬砌标养台车2.2.6 投入使用。调试完成，且供水、加气系统完善后，标养台车即可投入正常使用。标养台车与二衬台车同轨道行走，二衬台车前移后，养护台车同步跟进，对最新浇筑的二衬进行养护。可最快时间内提高二衬强度，避免二衬表面出现裂纹（图4：标养实例图）。

图4 标养实例图3 二衬脱模后前移前混凝土养护

新浇混凝土的前期养护对混凝土强度的影响尤为明显，如果前期养护不当，不仅影响水泥的正常水化反应，还会增加混凝土的干缩变形，导致混凝土内部微裂缝增加，严重降低混凝土的强度。综合进度因素，二衬脱模台车前移前是混凝土养护最为关键的时期，但在现场施工时，施工单位往往忽视了该时间段二衬混凝土的养护。通过在二衬模板台车布设PVC水管，在接近浇注口处，连接带喷头的万向金属软管，从浇注口向二衬喷水的方式对混凝土进行喷淋养护。此时模板台车的覆盖，该段混凝土处于半封闭状态，因此用较大的时间间隔进行喷淋，即可实现混凝土表面湿润的养护要求。在进行混凝土浇注时，万向金属软管可方便的从浇注口移开，不影响二衬混凝土正常浇注。

4 工艺优点

（1）实现了二衬混凝土均匀养护问题，养护环境的温度和湿度能够有效控制，混凝土前期强度上升较快，能够保证实体质量。

（2）养护用水较少，可自动控制，节水用水、电费。

（3）自动控制湿度，洞内文明施工不受影响，降低了洞内行车溜滑风险。

（4）轨行式标养室养护台车与二衬台车同轨行走，移动方便，节省劳动力。仅需1人对行走电控系统进行操作，另1人观察台车行走过程中是否存在异常;养护过程可实现自动进行，仅需对气囊充气后开启加湿器即可。

（5）轨行式标养室 可在钢构厂集中加工，二衬台车布设PVC管成本低廉，易于维修，且操作简单。

5 应用效果

通过轨行式标养室和利用二衬台车浇注口进行喷淋养护的创新与应用，养护环境的温度和湿度能够有效控制，同时，弥补了二衬脱模后台车前移前混凝土的养护空白，实现了二衬混凝土均匀养护问题，保证了实体质量;加湿器可自动控制，养护期间用水量少，节约成本;此标养台车加工简单，易于维护，可重复使用，操作简便，有很好的推广价值。

参考文献

[1] 徐国生 应用移动台架进行隧道二衬混凝土养护技术 国防交通工程与技术[J].2013，（01）：54-55

[2] 赵志多.隧道二衬混凝土裂缝产生原因及防治措施[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2015，（01）：59-62.