隧道二次衬砌施工工艺及质量控制

危皓

摘要：结合塔岭隧道二次衬砌施工介绍全模筑法浇筑隧道二次衬砌混凝土的施工方法及质量外观控制

关键词：二次衬砌；施工工艺；质量外观控制

一、工程概况

塔岭隧道位于安徽省的休宁县与江西省的婺源县分界处：北洞口在休宁县璜茅村，南洞在婺源县溪头乡上溪村东北600m处，隧道左线起迄桩号ZK3+554～ZK7+310，长度为3756m（其中安徽省境内长度为2082.3m，江西省境内长度为1673.7m），隧道右线起迄桩号K3+537～K7+265，长度为3728m（其中安徽省境内长度为1766.5m，江西省境内长度为1961.5m），该隧道属特长分离隧道。隧道区位于中低山丘陵地带，地表植被发育，隧道区穿越山地高程为190～800m。山体高程在洞口低、洞身高。地表径流总体为南北向、北侧属璜茅溪集水区，南侧属上溪集水区，流入段莘河。根据现场地质调查及钻孔揭露，隧道北洞口地层为志留化-晚奥陶世花删节岩，强风化带，表层为第四系全新统7～10m的松散土层组成，花岗岩强风化带以碎块状松散结构为主，受第四系松散岩类孔隙水较发育的影响，岩土的稳定性较差。我公司从安徽休宁县北洞口向江西方向掘进，左线起迄桩号为ZK3+554～ZK5+636.3（2082.3米），右线起迄桩号为K3+537～K5+303.5（1766.5米），该工程属于交通部典型示范工程。

二、施工工艺

本隧道结构设计按新奥法原理，采用复合衬砌，以锚杆、湿喷（钢纤维或聚丙烯纤维）砼等为初期支护，并辅以钢拱架、注浆小导管等支护措施，充分调动和发挥围岩的自承能力，在监控量测信息的指导下施作初期支护和二次模筑衬砌。隧道二衬混凝土采用12米全断面液压模板台车整体浇注工艺施工，混凝土采用混凝土输送泵入模，插入式振捣器配合附着式振动器振捣。施工流程如下：

1、准备工作

（1）围岩变形观测及数据处理：隧道开挖后应及时按设计及规范的要求在开挖断面埋设变形观测点，进行观测，最后对观测点的变形值作统计分析，当隧道水平位移收敛速度为0.1-0.2mm/d，拱顶下沉位移速度为0.1mm/d时，可以认为围岩已基本稳定。对于Ⅴ、Ⅳ级围岩，二次衬砌按承受部分围岩压力设计，根据量测结果确定二次衬砌施作的适当时间，施作过早可能使二次衬砌承受过大荷载，施作过迟则可能使初期支护破坏。

（2）边墙施工：根据二衬台车结构尺寸及衬砌断面结构尺寸对边墙进行测量放样和浇筑砼，等边墙砼达到一定强度后方可进行二衬施工，确保二衬施工安全。

（3）铺挂防水板：铺挂防水板是保证二衬质量的一项关键工序，本隧道使用EVA复合土工防水板，采用吊环法施工，铺挂时要保证初期支护表面平整，无钢筋等尖锐的突出物以免扎破防水层。用自动行走式热合机进行双缝焊接，焊接后进行气密性检查。

2、台车就位

台车行走于外侧两根钢轨上，通过测量复核该段钢轨的平面位置及标高，使其与衬砌台车要求相一致，台车到达衬砌位置后经过调整台车精确就位，安装堵头板，拱部预留注浆管及排气管。

3、混凝土灌筑

（1）灌筑前管道润滑阶段：混凝土灌筑前先用同强度等级相同的砂浆润滑管道。

（2）墙、腰部灌筑阶段：台车两侧各设4层每层4个排矩

为1.5米的方形进料口，采用插入式振捣器进行振捣。灌筑时，先从台车最下一排工作窗口进行灌筑，当混凝土灌筑到快与工作窗口齐平时，关闭工作窗口，然后开始从第二排工作窗口进行灌筑，以此类推，直到最后一排工作窗口灌筑完毕。施工过程中应在台车两侧对称作业，一侧灌筑50cm后移向另一侧灌筑，前一侧进行振捣，如此循环，两侧混凝土均匀上升，直至第4层窗口。振动时砼不再显著沉落；不再出现大量气泡；砼表面均匀、平整，并已泛浆为止。一般情况下，每一振捣点的振动时间约定为20s，任何情况下应≥10s。

（3）拱部灌筑阶段：二次衬砌混凝土的封顶是隧道衬砌施工的关键。台车拱顶有3个封顶圆孔，每个圆孔旁安设2台附着式振捣器用于振捣。通过对3个封顶圆孔依次进行灌筑，通过观察堵头板有混凝土挤压出来确保衬砌封顶密实。

4、脱模养护

混凝土浇筑完毕后混凝土强度达到2.5MPa时即可脱模。脱模后安装接头端止水条，维护模板，即可进入下一个循环。

三、质量外观控制

1、原材料控制：加强对原材料如钢筋、水泥、砂石料、防水剂、防水板的检验，严把材料进场关，不合格的材料不得进场。对于水泥和防水剂统一品牌和规格，保证二衬表面色泽一致。

2、加强测量工作；浇筑混凝土前利用全站仪和水准仪对台车精确定位；混凝土脱模后利用激光断面仪对衬砌断面进行扫描，对模型沉降变形量作分析，计算出台车在混凝土施工过程中各部位变形量，在下一板混凝土中作出调整，使衬砌断面符合设计及规范要求。

3、混凝土浇筑控制：混凝土浇筑过程应严格控制其水灰比，塌落度应控制在16cm-18cm之间。混凝土浇筑，应左右两侧对称分层交错进行直到拱顶，以免产生偏压变形。到拱顶时要求混凝土和易性好，自密实效果好，并具有一定的流动性，能够靠混凝土输送泵充满模板内空间并达到一定的密实效果，真正做到内实外美。

4、脱模检查：根据试块强度确定台车合适的脱模时间。拆模先拆拱顶堵头板检查，确认混凝土强度达到拆模要求方可进行拆模，拆模后对端头漏浆处进行清理，混凝土要进行7天养护。台车移到下一模位置，对台车表面浮浆进行处理，完毕后刷上脱模剂为下一循环做好准备。

5、衬砌混凝土表面整修：对于蜂窝麻面采用白水泥和普通水泥按衬砌表面颜色对比试验确定的比例掺和，铺涂后用水泥刀抹平；对表面颜色不一致的用砂纸擦拭；环接缝错台不顺时，采用弧度尺弹线切割并凿顺抹平。

四、结束语

塔岭隧道自二次衬砌施工以来，制定了砼衬砌控制程序，并有效运作。至此，已取得较为理想的效果，各项技术指标均满足设计及规范要求，实现了有效控制，质量通病减少，范围变小，严重程度减轻，受到了业主及兄弟单位的好评。因此可以说，该隧道衬砌质量的保证，主要取决于控制程序的完善和有效运作，以及领导的重视和全体职工质量意识的提高。同时也说明，每一个工程，每一道工序，都必须具备以上几个方面的条件，其质量才能得到保证。但我们还存在不足之处，在今后的施工中要注意总结争取取的更大的成绩。